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机械制造基础
《机械制造基础》期末考试复习题
一、填空题
1．金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（破坏）的能力。
2．金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。
3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。
4．常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。
5．疲劳强度是表示材料经（无数次交变载荷）作用而（不引起断裂）的最大应力值。
6．受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是（冲击韧性）。
二、选择题
1．表示金属材料屈服强度的符号是（B）。
A.σB.σsC.σbD.σ-1
2．表示金属材料弹性极限的符号是（A）。
A.σeB.σsC.σbD.σ-1
3．在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（B）。
A.HBB.HRCC.HVD.HS
4．金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（A）。
A.强度B.硬度C.塑性D.弹性
三、简答题
1．说明下列符号的含义及其所表示的机械性能指标的物理意义：
σs，σb，HRC，180HBS10/1000/30。
答：
σs：
屈服强度的表示符号。
屈服强度指材料产生屈服现象时的最小应力值。
σb：
抗拉强度的表示符号。
抗拉强度指材料被拉断前所能承受的应力值。
HRC：
洛氏硬度。
180HBS10/1000/30：
表示用直径为10mm的淬火钢球在1000kgf的载荷作用下时间保持30s所测得的布氏硬度值为180。
2．何谓金属的疲劳和蠕变现象?
它们对零件的使用性能有何影响?
答：
机械零件经常受到大小和方向作周期性变化的载荷作用（交变载荷），零件所承受的最大应力值虽远小于其屈服强度，但经过多次循环后，零件在无显著的外观变形情况下却会发生断裂，称为金属的疲劳断裂。
金属在高温长时间应力作用下，即使所加应力小于该温度下的屈服强度，也会逐渐产生明显的塑性变形直至断裂的现象称为蠕变。
四、计算题
一根标准试样的直径为10mm、标距长度为50mm。
拉伸试验时测出试样在26kN时屈服，出现的最大载荷为45kN。
拉断后的标距长度为58mm，断口处直径为7.75mm。
试计算试样的σs、σb。
解：
第2章钢的热处理
一、填空题
1．普通钢热处理的四个基本环节是（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。
2．常见钢的退火种类有：
完全退火，（等温退火）、（球化退火）和（去应力退火）。
3．钢的化学热处理常用的工艺方法有（渗碳）、（氮化）和（碳氮共渗）三种。
4．完全退火主要应用于（亚共析钢）。
5．球化退火主要适用于（过共析钢），该类钢经球化退火后能适当（降低）硬度，改善切削加工性能。
二、选择题
1．碳钢的淬火工艺是将其工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（D）。
A．随炉冷却B．在风中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却
2．完全退火主要用于（A）。
A．亚共析钢B．共析钢C．过共析钢D．所有钢种
3．正火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（C）。
A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却
4．退火是将工件加热到一定温度，保温一段时间，然后采用的冷却方式是（A）。
A．随炉冷却B．在油中冷却C．在空气中冷却D．在水中冷却
三、简答题
1．何为钢的热处理?
钢的热处理方法有哪些基本类型?
答：
1）钢的热处理,就是将钢件置于一定介质中,加热到预定的温度,保温一定的时间，然后以一定的速度冷却下来,（加热-保温-冷却），以改变钢的组织，从而获得所需要性能的一种工艺方法。
2）钢的热处理方法有四个基本类型：
退火、正火、淬火、回火。
2．退火和正火的主要区别是什么?
生产中如何选择退火和正火?
答：
退火和正火的工艺目的基本相同，工艺也基本一样，只是正火的冷却速度稍快一些，正火的组织比较细，硬度、强度比退火高。
生产中从三个方面考虑选择退火或者正火：
（1）从切削加工性考虑；
（2）从使用性能考虑；（3）从经济上考虑。
3．一批45钢（含碳量0.45％）试样（尺寸15mm×10mm），因其组织晶粒大小不均匀，需采用退火处理。
应采用以下哪种退火工艺?
（1）缓慢加热至700℃，保温足够时问，随炉冷却至室温；
（2）缓慢加热至840℃，保温足够时间，随炉冷却至室温；
（3）缓慢加热至1l00℃，保温足够时间，随炉冷却至室温。
答：
选
（2）。
4．热处理的目是什么？
有哪些基本类型？
答：
热处理的目的是改变钢的组织结构，从而获得所需要的性能。
根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点的不同，可分为下面几类：
⑴普通热处理。
退火、正火、淬火和回火。
⑵表面热处理。
表面淬火和化学热处理。
⑶其他热处理。
真空热处理、形变热处理、控制气氛热处理、激光热处理等。
根据零件生产过程中所处的位置和作用，又可分为预备热处理与最终热处理。
5．氮化处理与渗碳处理相比有哪些特点。
答：
与渗碳相比，渗氮的特点是：
①渗氮件表面硬度高（1000～2000HV）,耐磨性高，具有高的热硬性。
②渗氮件疲劳硬度高。
③渗氮件变形小。
④渗氮件耐蚀性好。
6．什么叫退火？
其主要目的是什么？
答：
将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺叫做退火。
其主要目的有：
①调整硬度，便于切削加工；②消除残余内应力，防止在后续加工或热处理中发生变形或开裂；③细化晶粒，提高力学性能，或未最终热处理作组织准备。
7．什么叫回火？
淬火钢为什么要进行回火处理？
答：
回火是将淬火钢加热到A1以下某温度保温后再冷却的热处理工艺。
为避免淬火件在放置过程中发生变形或开裂，钢件经淬火后应及时进行回火。
8．什么叫淬火？
其主要目的是什么？
答：
淬火是将钢加热到临界点以上，保温后以大于VK的速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。
其目的就是为了获得马氏体，提高钢的力学性能。
第3章常用材料及选用
一、填空题
1．根据钢中含碳量的多少，钢可分为（低碳钢）、（中碳钢）和（高碳钢）。
2．钢的质量是按（硫S）和（磷P）含量高低进行分类的。
3．45钢表示含碳量为（0.45%）的优质碳素结构钢。
4．某钢的牌号为ZG230—450，其中ZG表示该钢为（铸造碳钢），230的含义是（该钢的屈服强度为230Mpa），450的含义是（该钢的抗拉强度为450Mpa）。
二、选择题
1．合金调质钢的含碳量一般为（ B ）。
Ａ、0.1～0.25％； Ｂ、0.27～0.50％；
Ｃ、0.6～0.9％； Ｄ、0.7～1.5％.
2．制造机床床身、机器底座应选用（ C ）。
Ａ、白口铸铁； Ｂ、麻口铸铁；
Ｃ、灰口铸铁； Ｄ、球墨铸铁.
3．现有下列铸铁，请按用途选材：
（1）HT250
（2）QT600-2
Ａ、机床床身；（ 1 ） Ｂ、汽车前后轮壳.（ 2 ）
三、简答题
1．现有40Cr钢制造的机床主轴，心部要求良好的强韧性（200～300HBS），轴颈处要求硬而耐磨（54～58HRC），试问：
（1）应进行哪种预处理和最终热处理？
（2）热处理后获得什么组织？
（3）热处理工序在加工工艺路线中位置如何安排？
答：
（1）预处理为调质（淬火、回火（860℃加热、水冷；600℃回火）处理，轴颈处最终进行调频淬火热处理。
（2）40Cr钢调质后得到的金相组织为回火索氏体（细粒状渗碳体和铁素体基体的混合物）。
（3）工艺路线：
下料——锻造——调质——机加工——高频淬火——回火——磨加工。
2．有一Φ30mm×300mm的轴，要求摩擦部分硬度为53～55HRC，现选用30钢来制造，经调质处理后表面高频淬火（水冷）和低温回火，使用过程中发现摩擦部分严重磨损,试分析失效原因，并提出再生产时解决的方法。
答：
30钢经淬火处理后得到的金相组织大部分为板条状马氏体，高温回火后其金相组织为回火索氏体加铁素体加珠光体，表面高频淬火后只得到部分针状马氏体，故其硬度与耐磨性能不够，再生产时将钢材改用为45钢或40Cr钢制造可解决耐磨不够的问题。
3．为何齿轮多用锻件，而带轮和飞轮多用铸件？
答：
因为齿轮承受的冲击载荷较大，而带轮和飞轮承受的冲击载荷较小，所以齿轮的韧性要求要比带轮和飞轮高，故齿轮多用锻件，带轮和飞轮多用铸件。
第4章金属毛坯的热成型
一、填空题
1．铸造方法有（砂型铸造）、（特种铸造）两种。
2．常用的手工造型方法有（整模造型）、（分模造型）、（挖沙造型）和（活块造型）。
3．常用的特种铸造方法有（熔模铸造）、（金属型铸造）、（压力铸造）、（低压铸造）和（离心铸造）。
4．铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高、流动性差）和（收缩大）。
5．按锻造的加工方式不同，锻造可分为（自由锻）、（锤上模锻）、（胎膜锻）等类型。
6．自由锻造的基本工序主要有（镦粗）、（拔长）、（冲孔）、（弯曲）、（切割）、（扭转）等。
7．自由锻造按使用设备不同，又可分为（手工锻造）和（机器锻造）。
8.常用冲压模具可以分为（简单冲模）、（连续冲模）与（负荷冲模）。
二、简答题
1、什么是金属的流动性？
其影响因素主要是什么?
答：
液态合金本身的流动能力，称为流动性。
影响因素主要有：
材料的化学成分、浇注温度、铸件结构与铸型条件
2．何谓加工硬化？
如何改善加工硬化后的金属与合金的性能？
答：
金属在塑性变形过程中，随着变形程度的增加，其强度、硬度提高，。
而
塑性、韧性降低的现象称为加工硬化。
可以通过金属的回复和再结晶来改善金属
和合金的性能。
3．什么是金属的锻造性能？
其影响因素主要是什么？
答：
金属的锻造性能是衡量金属材料锻造成形难易程度的一种工艺性能。
锻造性能好表明该金属易于锻造成形。
影响因素主要有：
材料的化学成分、组织状态和变形温度。
4．板料冲压有哪些基本工序?
答：
板料冲压的基本工序有分离工序及变形工序两大类。
分离工序是利用冲模或剪刀使坯料分离的工序，主要包括剪切、冲裁和整修等。
变形工序指一部分相对于另一部分产生塑性变形而不破裂的工序。
主要包括弯曲、拉延、翻边和成形等。
5．电焊条由哪些部分组成?
其作用是什么?
答：
电焊条由焊芯和药皮组成。
焊芯主要有传导电流、产生电弧、作为焊缝填充金属等作用。
药皮主要作用是提高电弧燃烧的稳定性，形成保护气氛使熔池隔绝空气，产生熔渣覆盖熔池表面起机械保护作用，并有脱氧与添加合金元素的作用。
第5章公差配合与技术测量
一、判断题（对的打√，错的打×）
（1）一般来说，零件的实际尺寸愈接近公称尺寸愈好。
（×）
（2）过渡配合的孔、轴配合，由于有些可能得到过盈，因此过渡配合可能是间隙配合，也可能是过盈配合。
（×）
（3）公差是零件尺寸允许的最大偏差。
（×）
（4）偏差可为正、负或零值，而公差只能为正值。
（√）
（5）孔和轴的加工精度越高，则其配合精度也越高。
（×）
（6）配合公差总是大于孔或轴的尺寸公差。
（√）
（7）零件的实际尺寸就是零件的真实尺寸。
（×）
（8）某一零件的实际尺寸正好等于其公称尺寸，则这尺寸必定合格。
（×）
（9）间隙配合中，孔的公差带一定在零线以上，轴的公差带一定在零线以下。
（×）
（10）公称尺寸一定时，公差值愈大，公差等级愈高。
（×）
（11）不论公差值是否相等，只要公差等级相同，尺寸的精确程度就相同。
（√）
（12）ø75±0.060mm的基本偏差是＋0.060mm，尺寸公差为0.06mm。
（×）
（13）最大实体尺寸是孔和轴的最大极限尺寸的总称。
（×）
（14）基准孔的上偏差大于零，基准轴的下偏差的绝对值等于其尺寸公差。
（√）
（15）因配合的孔和轴基本尺寸相等，故其实际尺寸也相等。
（×）
（16）未注公差尺寸即对该尺寸无公差要求。
（×）
（17）基本偏差a～h与基准孔构成间隙配合，其中h配合最松。
（×）
（18）有相对运动的配合应选用间隙配合，无相对运动的配合均选用过盈配合。
（×）
（19）同一公差等级的孔和轴的标准公差数值一定相等。
（×）
（20）Φ10f6、Φ10f7和Φ10f8的上偏差是相等的，只是它们的下偏差各不相同。
（√）
二、填空题
（1）国家标准规定的标准公差有20级，其中最高级为IT01，最低级为IT18。
（2）配合种类有三种，分别是间隙配合、过渡配合、过盈配合三大类，当相互配合的孔、轴有相对运动或需经常拆装时，应选间隙配合，当配合的孔、轴需要对中性好，同时还要经常拆装时，应该选择过渡配合，当配合的孔、轴需要传递载荷时，应该选择过盈配合。
（3）国家标准对孔和轴各规定了28种基本偏差，其中H为孔的基本偏差代号，其基本偏差为下偏差，且偏差值为0；h为轴的基本偏差代号，其基本偏差为上偏差，且偏差值为0。
（4）极限偏差是极限尺寸减公称尺寸所得的代数差，其中最大极限尺寸与公称尺寸的差值为上偏差。
最小极限尺寸与公称尺寸的差值为下偏差。
（5）配合是指公称尺寸相同的孔和轴的公差带之间的关系，孔的公差带在轴的公差带之上为间隙配合；孔的公差带与轴的公差带相互交迭过渡配合；孔的公差带在轴的公差带之下为过盈配合。
（6）孔的最大实体尺寸即孔的最小极限尺寸，轴的最大实体尺寸为轴的最大极限尺寸。
（7）公差带的位置由基本偏差决定，公差带的大小由标准公差决定。
（8）轴Φ50js8，其上偏差为＋0.019mm，下偏差为－0.019mm。
（9）Φ50H8／h8的孔、轴配合，其最小间隙为0，最大间隙为0.078mm。
（10）公差等级的选择原则是满足使用要求的前提下，尽量选用较低的公差等级。
（11）Φ45+0.0050mm孔的基本偏差数值为0，Φ50－0.050－0.112轴的基本偏差数值为－0.050mm。
（12）Φ30+0.0210mm的孔与Φ30－0.007－0.020mm的轴配合，属于基孔制间隙配合。
（13）Φ50mm的基孔制孔、轴配合，已知其最小间隙为0．05，则轴的上偏差是－0.05。
（14）配合基准制分基孔制和基轴制两种。
一般情况下优先选用基孔制。
（15）国家标准对线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级，分别是精密级、中等级、粗糙级和最粗级。
（16）测量时，将本来处在公差带之内的合格品判为废品而给予报废，称为误收，将本来处在公差带之外的废品判为合格品而接收，称为误废。
（17）验收极限确定的方式有两种，分别是内缩方式、不内缩方式，当采用内缩方式时，其上验收极限为上极限尺寸-A，下验收极限为下极限尺寸+A。
三、选择题
1．基本偏差代号f的基本偏差是（C）。
A．ESB．EIC．esD．ei
2．Φ30F6与Φ30F7两者的区别在于（B）。
A．基本偏差不同B．下偏差相同，而上偏差不同
C．上偏差相同，而下偏差不同D．公差值相同
3．一般配合尺寸的公差等级范围为（C）。
A．IT1～IT7B．IT2～IT5C．IT5～IT13D．IT8～IT14
4．对于尺寸公差带，代号为p-zc的轴的基本偏差为（A）。
A.下偏差,正值B.上偏差,负值
C.上偏差,正值D.下偏差,负值
5．基本偏差是（D）。
A．上偏差B.下偏差C.上偏差和下偏差D.上偏差或下偏差
6．实际偏差是（B）。
Ａ．设计给定的Ｂ．直接测量得到的
Ｃ．尺寸公差D．通过测量，计算得到的
7．公称尺寸（D）。
A．测量时得到的B．加工时得到的C．装配后得到的D．设计给定的
8．H7/f6的配合性质为（B）。
A．过渡配合B．间隙配合C．过盈配合D．不能确定
9．当Dmin—dmax＜0时，此代数差称为（D）。
Ａ．最大间隙Ｂ．最小间隙 Ｃ．最大过盈D．最小过盈
10．以下列各组配合中，配合性质相同的有（A）。
A．Ф50H7/f6和Ф50F7／h6B．Ф50P7/h6和Ф50H8／p7
C．Ф50M8／h7和Ф50H8／m8D．Ф50H8／h7和Ф50H7／f6
11．标准公差值与（A）有关。
Ａ．公称尺寸和公差等级Ｂ．公称尺寸和基本偏差
Ｃ．公差等级和配合性质Ｄ．基本偏差和配合性质
12．配合尺寸Φ63H7中的数值7表示（C ）。
A．孔公差范围的位置在零线处B．轴的公差等级
C．孔的公差等级D．偏差值总和
四、简答及计算题
1．什么是基准制？
为什么要规定基准制？
在哪些情况下采用基轴制？
答：
基准制是指同一限制的孔和轴组成配合的一种制度。
以两个相配合的零件中的一个零件为基准件，并选定标准公差带，而改变另一个零件的公差带位置，从而形成各种配合的一种制度。
一般情况下优先才用基孔制，加工时可以减少刀具、量具的数量，比较经济实惠。
基轴制通常用于下列情况：
1）所用配合的公差等级要求不高。
2）活塞销和孔要求过渡配合。
3）在同一基本尺寸的各个部分需要装上不同配合的零件。
2．什么叫配合？
配合的特征由什么来表示?
答：
配合是指基本尺寸相同的，相互结合的孔、轴公差带之间的关系。
配合的特征由配合的种类来表示，即1）间隙配合2）过盈配合3）过渡配合
3．什么叫一般公差？
线性尺寸一般公差规定几级精度？
在图样上如何表示？
答：
一般公差是指在车间一般加工条件下可以保证的公差。
它是机床在正常维护和操作下，可达到的经济加工精度。
线性尺寸的一般公差规定了4个公差等级：
精密级、中等级、粗糙级和最粗级，分别用字母f，m，c和v表示，对尺寸也采用了大的分段，这4个公差等级相当于IT12，IT14，IT16和IT17。
当采用一般公差时，在图样上只注公称尺寸，不注极限偏差，但应在图样的技术要求或有关技术文件中，用标准号和公差等级代号做出总的表示。
例如，当选用中等级m时，则表示为GB/T1804—m。
3．用查表法确定下列各配合的孔、轴的极限偏差、计算极限间隙或过盈，并画出公差带图。
（1）Φ20H8/f7
（2）Φ30F8/h7（3）Φ14H7/r6
（4）Φ60P6/h5（5）Φ45JS6/h5（6）Φ40H7/t6
解：
（1）由标准公差表得：
φ20mm的IT8=33μmIT7=21μm
由轴的基本偏差表得：
f的基本偏差es=-20μm
因此：
孔的上下偏差：
ES=+33μmEI=0
轴的上下偏差：
es=-20μmei=es-IT7=-41μm
公差带图如下：
可知为间隙配合
Xmax=ES-ei=33+41=74μm
Xmin=EI-es=0+20=20μm
其他同上，不再计算，其数值见下表。
孔的极限偏差
轴的极限偏差
极限间隙（过盈）
公差带图
Φ20H8/f7
+0.033
0
-0.020
-0.041
74
20
Φ30F8/h7
+0.053
+0.020
0
-0.021
74
20
Φ14H7/r6
+0.018
0
+0.034
+0.023
-5
-34
Φ60P6/h5
-0.026
-0.045
0
-0.013
-13
-45
Φ45JS6/h5
+0.008
-0.008
0
-0.011
19
-8
Φ40H7/t6
+0.025
0
+0.064
+0.048
-23
-64
第6章形状和位置公差及检测
一、判断下面说法是否正确。
（对的打√，错的打×）
（1）若某平面的平面度误差值为0.06mm，则该平面对基准的平行度误差一定小
于0.06mm。
（×）
（2）若某平面对基准的垂直度误差为0.05mm，则该平面的平面度误差一定小于等于0.05mm.。
（√）
（3）只要离基准轴线最远的端面圆跳动不超过公差值，则该端面的端面圆跳动
一定合格。
（×）
（4）轴上有一键槽，对称度公差为0.03mm，该键槽实际中心平面对基准轴线的最大偏离量为0.02mm，它是符合要求的。
（×）
（5）跳动公差带不可以综合控制被测要素的位置、方向和形状。
（×）
（6）某轴标注径向全跳动公差，现改用圆柱度公差标注，能达到同样技术要求。
（×）
（7）某实际要素存在形状误差，则一定存在位置误差。
（×）
（8）若某轴的轴线直线度误差未超过直线度公差，则此轴的同轴度误差亦合格。
（×）
（9）最大实体状态就是尺寸最大时的状态。
（×）
（10）某一尺寸后标注
表示其遵守包容要求。
（√）
二、填空题
（1）位置公差可分为：
同轴度、对称度和位置度三类。
（2）跳动公差分为：
圆跳动公差和全跳动公差两种。
（3）方向公差分为：
平行度、垂直度和倾斜度三类。
（4）某孔的直径为
，其轴线的直线度公差在图样上的给定值为
，则该孔的最大实体尺寸为Φ50mm，最大实体实效尺寸为Φ49.99，允许的最大直线度公差为Φ0.04mm。
（5）体外作用尺寸是工件实际尺寸和几何误差综合的结果，孔的体外作用尺寸总是小于（大于、等于或小于）孔的实际尺寸，轴的体外尺寸总是大于（大于、等于或小于）轴的实际尺寸。
（6）独立原则是指图样上给出被测要素的尺寸公差与几何公差各自独立，彼此无关，分别满足要求的公差原则。
这时尺寸公差只控制实际要素的变动范围，不控制几何误差。
（7）孔或轴采用包容要求时，应遵守最大实体边界；最大实体要求应用于被测要素时，被测要素应遵守最大实体实效边界。
（8）端面全跳动公差带控制端面对基准轴线的垂直度误差，同时它也控制了端面的平面度误差。
（9）由于径向全跳动误差包括了圆柱度误差和同轴度误差，当径向全跳动误差不大于给定的圆柱度公差值时，可以肯定圆柱度误差不会超差。
（10）径向圆跳动公差带与圆度公差带在形状方面相同，但前者公差带圆心的位置是固定的而后者公差带圆心的位置是浮动的。
（11）被测要素可分为单一要素和关联要素，单一要素只能给出形状公差要求；关联要素可以给出位置公差要求。
三、单选题
（1）几何公差带的形状决定于（D）。
A．形位公差特征项目B．形位公差标注形式
C．被测要素的理想形状D．被测要素的理想形状、形位公差特征项目和标注形式
（2）在图样上标注几何公差要求，当形位公差前面加注Φ时，则被测要素的公差带形状应为（B）。
A．两同心圆B．圆形或圆柱形C．两同轴线圆柱面D．圆形、圆柱形或球形
（3）径向全跳动公差带的形状和（C）公差带的形状相同。
A．同轴度B．圆度C．圆柱度D．位置度
（4）某实际被测
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