2018年机械工程师(中级)资格考试模拟试题及答案（最终版）

第一篇：2018年机械工程师(中级)资格考试模拟试题及答案（最终版）

2018年机械工程师(中级)资格考试模拟试题及答案 尺寸线，尺寸边界线，螺纹牙底线及齿轮线均用（细实线）画出。2 采用第一视角投影法表示工件视图时，后视图在左视图的最（右）。3 金属材料的剖面线一般是与水平方向成45 度的平行线，但在（）时，可画成与水平方向30 度或45 度的平行线。4 尺寸公差是指（尺寸允许变动量）。在金属及合金中，主要是（金属键），但有时也不同程度混有其他键。6 晶体的只要特征是具有一定的熔点，另一个特征是（）。7 铁碳合金相图中，共析转变温度为（）。8 含碳量〈（）为碳钢，〉（）为铸铁。9 碳钢调质处理后获得的组织应为（）。高速钢片铣刀淬火后其变形应采用（）最为有效。中碳结构钢铸件、锻、轧件以及焊接件中出现的魏氏组织、粗大晶粒等地热缺陷和带状组织，通过（）处理可以消除这些缺陷。38CrMoAl钢膛杆通嘸采用（）化学热处理。13 汽车变速齿轮一般采用（）化学热处理。14 碳钠米管的强度是钢的（）倍。15 导光纤维的用途是（）。可以进行切削加工、锻造、焊接、热处理的硬质合金是（）。汽车方向盘、飞机舱内的装饰板、隔音板窗框等最后使用质坚、性韧、钢度大的工程塑料（）。内燃机火花塞选用（）陶瓷材料。化工管道泵等要求耐腐蚀耐老化性能的零件，可选用（）工程塑料。20 三大固体材料是指（）测定金属材料化学成分最传统、较准确的方法是（）。测定灰铸铁、轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度及钢件退火、正火和调质后 的硬度，多采用（）硬度计。/ 89

机床床身通常采用（）。铁碳相图中有三条恒温转变线分别表示（）。25 钢的淬硬性高低取决于（）。26 淬火油槽的温度一般控制在（）以下。27 铍青铜可采用（）强化。为避免和减少钢件热处理时的氧化、脱氧最好采用（）。29 高速钢直柄麻花钻采用（）化学热处理，耐用度最高。30 65Mn 钢弹簧类零件常用的强韧化的方法是（）。31 机床导轨表面硬化最后采用（）热处理。

灰铸铁拉延模必须进行（）强韧化处理，才能显著提高模具寿命。33 球墨铸铁制作拉延模时，经正火、回火后，还需进行（）化学热处理。34 车床上加工外圆及孔时出现混乱波纹，是由于（）。35 下述工件加工时哪一种（）采用顺铣方式较为适合。36 哪一种因素最可能引起外圆磨削时工件表面烧伤（）。37（）装配方法应按照概率法求解装配尺寸。

为保证机床主轴中心高与尾座顶尖中心高的同轴度精度，应选择哪一种装配方法（）。39 机床主轴运转时出现了哪一种现象就表明其支承的滚动轴承工作游隙过小。40 一般切削加工的速度用（）表示，电火花线切削加工的速度则用（）表示。

不同材料、不同铸造方法生产铸件所能得到的最小壁厚不一样，用砂型铸造灰铸铁件时，能获

得的最小壁厚为（）。

如采用封闭浇铸系统，直浇口面积，模浇口面积，内浇口面积之比应为（）。43 当获得铝合金的最小壁厚在0.6-0.8mm 时，应采用（）铸造。

不同的压力加工方法使金属内部受力不同，因此被加工金属会产生（）可锻性。45 锻造比重不采用工件变形前后的（）来表示。

自由锻分为手工锻造和机器锻造两种，目前采用最多的是机器锻，产生的锻件形状和尺寸主要 由（）决定。

冲压工艺使用的原材料多属于（）较好的金属材料，如普通低碳钢，铜，铝合金等。/ 89

三大类焊接方法指（）

在焊接生产中（）焊接方法占主导地位。50 焊接电弧由阴极区、阳极区和（）组成。51 焊接电弧温度可达（）

电焊过程中，每5 分钟内有2 分钟用于换焊条和清渣，带电源的持续负载率为（）。55 汽车车身普遍采用（）涂漆方式。

汽车行业应用最广泛的涂膜干燥方式是（）。57 喷涂纯钼层的最好选择是（）。58 长效防腐锌、铝涂层的最佳选择是（）。59 目前应用喷涂技术最多的行业是（）。

镀锌钢板，镀锌薄板和钢带，镀锌铁丝等生产时采用（）生产方式。61 应用最广泛的（）工艺，约占总电镀量的60%以上。62 用于制罐工业用薄板的防护层是（）。

用于发动机汽缸内壁，活塞环等零件的电镀是（）。

电火花成型的加工质量和脉冲电源参数的选择有关，为了提高加工效率，应调节哪个参数？应 如何调？

金属表面的激光热处理，常采用的是（）激光器？为什么？ 66 设备预防性保养（PM）的目的是（）。

妇女进入生产加工车间，通常要求带帽子，其原因是（）。

冲压设备中为避免冲头冲断手指，冲床车身操作装置中常用的安全保护措施是（）。

在易触电的电气设备上操作时，防止触电的最重要的措施是（）。

在工业生产中，由于能源，资源的转换，在生产过程中引起废水，废气，废渣，废热和放射性

物质的排放，从而污染大气、水体、和土壤；或是以产生噪声、振动、电磁辐射等给周围环境带来

危害，能产生这些有害影响的场所、设备和装置的单元常被称为（）。71 工业废气中的主要污染物是（）。/ 89

工业废水中的主要污染物是（）。

在《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中，国家对固体废物污染环境的防治采用的“三

化”治理原则为（）。

我国《公民基本道德规范》是（）。

我国《公民道德建设实施纲要》提出了职业道德的基本内容（）。76 《会计法》规定（）主管全国的会计工作。77（）通称“财务三表”

《企业会计制度》首次将（）纳入会计制度，从而能够保证会计核算信息与客观经济事实 相符。

我国现行税种流转税类包括（）。

我国尚未专门就知识产权制定统一的法律，而是根据知识产权的不同类型制定有不同的单项法

律，法规和规章，从而构成了我国知识产权的法律体系。这些单项法律是（）。81 我国专利法规定，授予发明和实用新型专利权的实质条件是（）。

有限责任公司的股东的全部出资经法定验资机构验资后，由（）向公司登记机关申请设立登记。

股份有限公司在（）情况下可以不用召开临时股东大会。

答案如下：1.细实线2.右侧3.主要轮廓线与水平方向成45 度4.允许尺寸的变动量5.金属键6.各向异性7.727℃8.2.11% 9.索氏体10.回火矫正法11.正火12.渗氮13.渗碳14.100 15.传输能量16.钢结硬质合金17.ABS 塑料18.氧化铝19.聚四氟乙烯20.金属材料陶瓷材料高 分子材料21.化学分析法22.布氏23.灰铸铁24.包晶转变共析转变共晶转变25.钢的含碳量 26.80℃27.固溶时效28.真空炉29.氧硫碳氮硼共渗30.等温淬火31.超音频淬火32.铬铌共 渗33.氮碳共渗34.车床主轴轴向窜动大35.不易夹紧的平板类工件36.砂轮太硬37.部分互换 装配法38.修配装配法39.主轴支承部位温度明显升高40.m/min mm2/min 41.3mm 42.1.15:1.1:1 43.压铸44.相同的45.体积比46.操作工的技术水平47.可塑性48.熔焊钎焊 压焊49.电焊50.弧柱区51.5000K-30000K 52.60% 55.阴极电泳56.对流辐射57.火焰喷 涂58.电弧喷涂59.航空发动机60.连续电镀61.镀锌62.镀锡63.镀铬64.放电时间峰值电 流同时增大65.二氧化碳功率大66.延长设备寿命保证加工质量避免突发事故67.避免长发 / 89

卷绕旋转部件内68.冲床上有左右手同时按的按钮冲头才能下落的操作装置69.将电气设备接地

和接零70.A 工业污染源71.二氧化硫、颗粒物、一氧化碳、二氧化碳和笨类有机物72.重金属、有机物、悬浮物、放射性物质、色度、氨、氮、磷及油类73.减量化、资源化、无害化，即实行减

少固体废物的产生、充分合理利用固定废物和无害化的处置固体废物的原则74.爱国守法、明礼诚

信、团结友善、勤俭自强、敬业奉献75.爱岗敬业、诚实守信、办事公道、服务群众、奉献社会76.国务院财政部门77.资产负债表、利润表、现金流量表78.B 实质重于形式原则79.增值税消费 税营业税80.著作权法专利法商标法和反不正当竞争法81.新颖性创造性实用性82.全体股 东指定的代表或共同委托的代理人83.董事会认为必要时 第二章工程材料 2.1 金属材料.材料的基本力学性能主要包括哪此内容？

答：力学性能主要指标有硬度、强度、塑性、韧性等。硬度：制造业中，通常采用压入法测量材料的硬度，按试验方

法不同，分有布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、维氏硬度（HV），表达材料表面抵抗外物压入 的能力。布氏硬度（HB）是用一定载荷交淬火钢球压入试样表面，保持规定时间后卸载，测得表面

压痕的面积后，计算出单位面积承受的压力，为布氏硬度值（HB），单位是kgf/mm2,通常不标注；

布氏硬度(HB)测试法一般用于HB<450。洛氏硬度(HR)以压痕深浅表示材料的硬度。洛式硬度有 三种标尺，分别记为HRA、HRB和HRC，采用不同的压头和载荷。生产中按测试材料不同，进行 选择，有色金属和火正火钢，选用HRB，淬火钢选用HRC；硬质合金、表面处理的高硬层选用HRA 进行测量。维氏硬度(HV)根据单位压痕表面积承受的压力定义硬度值，压头为锥角136 度金钢石 / 89

角锥体，载荷根据测试进行选择，适用对象普遍。肖氏硬度（HS）是回跳式硬度，定义为一定重量 的具有金钢石圆头和钢球的标准冲头从一定高度落下，得到的回跳高度与下落高度的比值，适用于

大型工作的表面硬度测量。

强度：常的强度指标为屈服强度бs，通过拉伸试验确定，定义

为材料开始产生塑性变形的应力，其大小表达材料抵抗塑性变形的能力，大多数金属材料在拉伸时

没有明显的屈服现象，因此将试样产生0.2%塑性变形时的应力值，作为屈服强度指标，称为条件

屈服强度，用б0.2表示。

抗拉强度бb是材料产生最大均匀变形的应力。бb对设计塑性低 的材料如铸铁、冷拔高碳钢丝和脆性材料，如白口铸铁、陶瓷等制作的零件具有直接意义。设计时

以抗拉强度确定许用应力，即[б]＝бb/K（K为安全系数）。塑性：通过拉伸试验确定塑性指标，包括伸长率（δ）和断面收

缩率（Ψ），分别定义为断裂后试样的长度相对伸长和截面积的相对收缩，单位是％。它们是材料

产生塑性变形重新分布而减小应力集中的能力的度量。δ和Ψ值愈大则塑性愈好，金属材料具有一

定的塑性是进行塑性加工的必要条件。塑性还_____________Q可以提高零件工作的可靠性，防止零件突然断胂。

韧性：冲击韧度指标αk或Ak表示在有缺口时材料在冲击载荷下

断裂时塑性变形的能力及所吸收的功，反映了应力集中和复杂应力状态下材料的塑性，而且对温度

很敏感，单位为kgf?m/cm2。

2.设计中的许用应力[б]与材料的强度有何关系？如何确定设计中的许用应力？ 答：设计中规定零件工作应力б必须小于许用应力[б]，即屈服

强度除以安全系数的值б≤[б]＝бs÷K，式中K——安全系数，бb 对设计塑性低的材料，/ 89

如铸

铁、冷拔高碳钢丝和脆性材料，如白口铸铁、陶瓷等制作的具有直接意义。设计时以抗拉强度бb 确厚许用应力，即[б]＝бb÷K（K为安全系数）。

3.简述低碳钢、中碳钢和高碳钢的划分标准及其各自的性能特点。答：低碳钢（Wc 为0.10％～0.25％），若零件要求塑性、韧性

好，焊接性能好，便如建筑结构、容器等，应选用低碳钢；中碳钢（Wc 为0.25％～0.60），若零

件要求强度、塑性、韧性都较好，具有综合机械性能，便如轴类零件，应选用中碳钢；高碳钢（Wc 为0.60％～1.30％），若零件要求强度硬度高、耐磨性好，例如工具等，应选用高碳钢。4.简述铁碳相图的应用。（P28 相图21-2）

答：（1）为选材提供成份依据Fe-Fe3C 相图描述了铁碳合金的平衡组织随碳的质量分数的变化

规律，合金性能和碳的质量分数关系，这就可以根据零件性能要求来选择不同成份的铁碳合金。（2）为制订热加工工艺提供依据Fe-Fe3C 相图总结了不同成份的铁碳合金在缓慢冷却时组织随

温度变化的规律，这就为制订热加工工艺提供了依据。

a.铸造根据Fe-Fe3C 相图可以找出不同成份的钢或铸铁的熔点，确定铸造温度。

b.锻造根据Fe-Fe3C 相图可以确定锻造温度。始轧和始锻温度不能过高，以免钢材氧化严重和发

生奥氏体晶界熔化（称为过烧）。一般控制在固相线以下100～200℃。一般对亚共析钢的终轧和

终锻深度控制在稍高于GS 线（A3 线）；过共析钢控制在稍高于PSK 线（A1 线）。实际生产中各

处碳钢的始锻和始轧温度为1150～1250℃，终轧和终锻温度为750～850℃。

c.焊接可根据相图来分析碳钢的焊接组织，并用适当热处理方法来减轻或消除组织不均匀性和焊 接应力。/ 89

d.热处理热处理的加热温度都以相图上的临界点A1、A3、Acm 为依据。5.常材料硬度的测定法有哪三种？它们主要适应于检验什么材料？ 答：（1）硬度（HB）测定法：布氏硬度测定是用一定直径D（mm）的钢球或硬质合金球为压头，施以一定的试验力F(kgf或N)，将其压入试样表面，经规定保持时间

t(s)后卸除试验力，试样表面将残留压痕。测量压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度（HB）就是 试验力F除以压痕球形面积A所得的商。布氏硬度试验特别适用于测定灰铸铁、轴承合金等具有粗

大晶粒或组成相的金属材料的硬度为钢件退火、正火和调质后的硬度。

（2）洛式硬度（HR）试验：洛式硬度是以测量压痕深度来表示材料的硬度值。洛式硬度试验所用 的压头有两种。一种是圆锥角ɑ＝120°的金钢石圆锥体；另一种是一定直径的小淬火钢球。常的三

种洛式硬度如表2.1-2 所示。洛氏硬度试验常用于检查淬火后的硬度。标尺符号压头类型总试验力F(N)测量硬度范围应用举例 A HRA 金钢石圆锥5.884 22-88 硬质合金、表面薄层硬化钢

B HRB ￠1.558 钢球980.7 20-100 低碳钢、铜合金、铁素体可锻铸铁 C HRC 钢金石圆锥1471 20-70 淬火钢、高硬铸件、珠光体可锻铸铁

（3）维氏硬度（HV）试验：维氏硬度试验适用于常规材料，其压头是两对面夹角ɑ＝136°的金钢

石四棱锥体。压头在试验力F（N）的作用下，将试样表面压出一个四方锥形的压前，经一定保持时

间后，卸除试验力，测量出压痕对角线平均年度并计算压痕的表面积A（mm2），得到HV＝0.1891F ÷d2。

6.请画表列出常金属材料的分类。__ 答： 钢

碳素结构钢合金结构钢碳素工具钢合金工具钢不锈钢耐热钢耐磨钢 低合金结构钢合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚珠轴承钢 / 89

铸铁

灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁合金铸铁 铝合金

铸造铝合金变速铝合金超硬铝合金锻铝合金 防锈铝合金硬铝合金 铜合金 黄铜青铜

锌黄铜铝黄铜锰黄铜锰铁黄铜锡青铜铝青铜铍青铜 7.材料选用的主要依据是什么？

答：在设计和制造工程结构和机构零件时，考虑材料的使用性能、材料的工艺性能和经济性。（1）根据材料的使用性能选材：使用性能是零件工作过程中所应具备的性能（包括力学性能、物

理性能、化学性能），它是选材最主要的依据。在选材时，首先必须准确地判断零件所要求的使用

性能，然后再确定所选材料的主要性能指标及具体数值并进行选材。具体方法如下： a.分析零件的工作条件，确定使用性能 b.进行失效分析，确定零件的主要使用性能

c.根据零件使用性能要求提出对材料性能（力学性能、物理性能、化学性能）的要求。通过分析、计算转化成某此可测量的实验室性能指标和具体数值，按这些性能指标数据查找手册中各类材料的

性能数据和大致应用范围进行选材。

（2）根据材料的工艺性能选材：工艺性能表示材料加工的难易程序。所以材料应具有良好的工艺性

能，即工艺简单，加工成形容易，能源消耗少，材料利用率高，产品质量好。主要应考虑以下工艺 性：

a.金属铸造性能 b.金属压力加工性能 / 89

c.金属机械加工性能 d.金属焊接性能 e.金属热处理工艺性能

（3）根据材料的经济性选材：选材必须考虑经济性，使生______________产零件的总成本降低。零件的总成本包括

制造成本（材料价格、零件自重、零件的加工费、试验研究费）和附加成本（零件寿命，即更换零

件和停机损失费及维修费等）。2.2 其它工程材料

1.工程塑料一般具有哪些特性和主要用途？

答：工程塑料是指在工程中做结构材料的塑料，这类塑料一般具有较高机械强度，或具备耐高温、耐腐蚀、耐磨性等良好性能，因而可代替金属做某些机械零件。表2.2-1 常热塑性工程塑料的性能和应用

名称聚酰胺（PA,尼龙）聚四氟乙烯（PTFE 塑料王）ABS塑料聚甲醛（POM）聚碳酸酯 性能特点耐冷热、耐磨、耐溶剂、耐油、强韧；易吸湿膨账磨擦系数小、化学稳定性好、耐腐蚀、耐冷热、良好电绝缘性耐热、耐冲击；耐腐蚀性差耐热、耐疲劳、耐磨；成型尺寸精度差冲击韧

度、尺寸稳定性、低温性能、绝缘性和加工成型性均好、高透光率、化学稳定性差

应用轴承、齿轮、叶片、衬套阀门、管接头、护套、衬里等汽车、家电、管道、玩具、电器等制

品轴承、齿轮、叶片等机械零件、防弹玻璃、灯罩、防护面罩 表2.2-2 常用热工程塑料的性能和应用 名称酚醛塑料环氧塑料

性能特点强度和刚度大，尺寸稳定。耐热性，耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性；性脆易碎，抗冲击强度

低强度高、耐热性、绝缘性和加工成型性好；成本高，固化剂有毒性

应用电器开关、插头、外壳、齿轮、凸轮、皮带轮、手柄、耐酸泵塑料模具、精密量具、绝缘/ 89

器

材、层压塑料、浇注塑料

2.简述工程塑料零件的工艺流程。答：

3.什么是陶瓷材料？陶瓷材料有哪此特点？

答：陶瓷是无机非金属材料，是用粉状氧化物，碳化物等，通过成型和高温烧结而制成。陶瓷材料

是多相多晶材料，结构中同进存在着晶体相、玻璃相和气相，各组成相的结构、数量、形态、大小

和颁均对陶瓷性能有显著影响。陶瓷材料具有高硬度（>1500HV）、耐高温（溶点>2000℃）、抗氧化（在1000℃高温下不氧化）、耐腐蚀（对酸、碱、盐有良好的耐蚀性）以主其他优良的物

理、化学性能（优于金属的高温强度和高温蠕变能力，热膨胀系数小。热导率低，电阻率高，是良

好的绝缘体，化学稳定性高等）。陶瓷材料是脆性材料，故其抗冲击韧度和断裂韧度都很低。陶瓷

材料的抗压强度比其抗拉强度大得多（约为抗拉强度的10～40 倍），大多数工序陶瓷材料的弹性

模量都比金属高。由于工程陶瓷材料硬度高，常采用洛式硬度HRA、HT45N、小负荷维氏硬度或 洛氏硬度表示。

4.特种陶瓷的分类和基本性能特点。答：

特种陶瓷类别氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷氮化硼陶瓷金属陶瓷

基本性能特点强度硬度高；耐高温；高的抗蠕变能力；耐蚀性和绝缘性兽。缺点是脆性大，不能受

热冲击硬度高，磨擦系数小，有自润滑性和耐磨性，蠕变抗力高，热膨胀系数小，抗热振性好；化

学稳定性好，优异的电绝缘性能高温强度高，导热性好；其稳定性、抗蠕变能力、耐磨性、耐蚀性

好；且耐放射元素的幅射耐热性和导热性好，膨胀系数低，抗热振性和热稳定性好；高温绝缘/ 89

性好，化学稳定性好，有自润滑性，耐磨性好以金属氧化物（Al2O3 等）或碳化物（如TiC、WC、TaC 等）粉料，再加入适量的粘接刘（如Co、Cr、Ni、Fe、Mo 等）通过粉末冶金的方法制成，具有某

些金属性质的陶瓷，它是制造万具、戡具和耐磨零件的重要材料 5.什么是纳米材料？纳米材料有哪些主要的特性？

答：纳米是一个长度计量单位，一纳米相当于十亿分之一瑳。当物质颗粒小到纳米级后，这种物质

就可称为纳米材料。

由于纳米颗粒在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性，因此在陶瓷增韧、磁性材料、电子材料和光学材料等领域具有广泛的应用前景。

添加纳米粉体的材料与相同组成的普通粉体材料相比，材料的万分本身虽然并未改变，但活性增强，主要表现为高抗菌、防污、耐磨、______________强度加大，材料重量只是钢的十分之一，但是它的强度却是钢的

倍。人们通蟇改变塑料、石油、纺织物的原子、分子排列，使它们具有透气、耐热、高强度和

良好的弹性等特征。例如被称为纳米材料中的“乌金“的碳纳米玡具有非常奇异的物理化学性能。

它的尺寸只有头发丝的十万分之一，但是它的导电率是铜的1 万倍；它的强度是钢的100倍，而重

量只有钢的六分之一，由于其强度是其他纤维的20 倍，具有经受10 万Mpa 而不被破碎的奇异效 果。2.3 热处理

1、简述钢的热处理工艺方法和目的。

答：将钢在固态下加热到预定温度并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却，改变钢的 / 89

内部组织，提高钢的性能，延长机器使用寿命的热加工工艺称为钢的热处理工艺。

恰当的热处理工艺不仅可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒，消除偏析，除低内应力，使组织均匀化；还可改善铸、锻件毛坯组织、降低硬度，便于切削加工；通过热处理

工艺可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力，降低结构件重量、节省材料和能源，提高机械产品质

量，大幅度提高零件的耐磨性、抗疲劳性、耐腐蚀性等，从而延长机器零件和工模具的使用寿命。

2、钢的整体热处理包括哪此工艺内容？各自的主要目的何在？ 答：钢的整体热处理包括：

a)退火将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间然后 缓慢冷却（如炉冷）的热处理工艺称为退火。包括: 完全退火、不完全退火、去应力退火、等温退火、球化退火、均匀化退火（扩散退火）、再结晶退 火等

b)正火将钢材D酅_^E確A或钢件加热到Ac3(亚共析钢)Acm（过共析

钢）以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。目的是细化组织、降低硬度、改善切削加工性能，改善显微组织形态为后续热处理工艺作准备等。c)淬火将钢件加热到Ac3或Ac1 以上某一温度，保持一

定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。钢制零件经

淬火处理可以获得高强度、高硬度和高耐磨性，满足要求。d)回火钢件淬火后，再加热到Ac1 以下的某一温度，保温

一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。回火的目的是为了调整淬火组织，降低或消除

淬火内应力，降低硬度，提高钢的塑性和韧性，获得所需要的力学性能。淬火并高温回火习惯称为

“调质处理”，能获得良好的综合力学性能。/ 89

3、钢的表面淬火方法有哪几种？

答：表面淬火是将工件表面快速加热到奥氏体区，在热量尚未传到心部时立即迅速冷却，使表面得

到一定深度的淬硬层，而心部仍保持原始组织的一种局部淬火方法。常用的方法有火焰加热淬火、感应加热淬火和激光淬火。

（1）火焰淬火应用氧-乙炔火焰对零件表面进行加热，随之淬

火冷却的工艺。火焰淬火淬硬层深度一般为2～6mm。此法简便，无需特殊设备，适用于单件或小

批量生产的各种零件。如轧钢机齿轮、轧辊、矿山机械的齿轮、轴、机床导轨和齿轮等。缺点是加

热不均匀，质量不稳定，需要熟练工操作。

（2）感应加热淬火利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面、局部或整体加热并进行

快速冷却的淬火工艺。电流频率愈高，淬硬层愈浅，电流的透入深度与电流的平方根成反比。根据

电流频率不同，感应加热可分为：高频感应加热（100～1000kHz），淬硬层为0.2～2mm，适 用于中小齿轮、轴等零件；中频感应加热（0.5-10kHz），淬硬层为2～8mm，适用于在中型齿 轮、轴等零件；工频感应加热（50Hz），淬硬层深度为>10-15mm，适宜于直径>300mm 的轧 辊、轴等大型零件。感应加热淬火质量好，表层组织细、硬度高（比常规淬火高2-3HRC）、脆性

小、生产效率高、便于自动化，缺点是设备一性投资较大，形状复杂的感应器不易制造，不适宜单 件生产。

4、钢的化学热处理工艺方法有哪几种？其目的是什么？

答：化学热处理是将工件置于某种化学介质中，通过加热、保温和冷却使介质中某些元素渗入工件

表层以改变工件表层的化学成份和组织，使其表面具有与心部不同性能的热处理方法。常用化学热 / 89

处理的工艺方法有：渗碳、碳氮共渗和渗氮等。渗碳的目的是提高工件表层的碳含量，使工件经热

处理后表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有一定强度和较高的韧性。这样，工件既能承受大的

冲击，又能承受大的摩擦和接触疲劳强度。齿轮、活塞销等零件常采用渗碳处理。碳氮共渗的目的

是为了提高零件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度。与渗碳相比，其耐磨性、抗蚀性比渗碳

层高。零件变形小、速度快。渗氮的目的是提高工件表面硬度、耐疲劳和耐蚀性以及热硬性（在600～

650℃温度下保持较高硬度），主要应用于交变载荷下工作的，要求耐磨和尺寸精度高的重要零件，如高速传动精密齿轮、高速柴油机曲轴、高精密机床主轴、镗床镗杆、压缩机______________活塞杆等，也可用于

在较高温下工件的耐磨、耐热零件，如阀门、排气阀等。

5、消除铸件的内应力应采用什么热处理工艺？

答：消除铸件内应力采用退火工艺（又称人工时效），铸铁件铸造成型后产生很大内应力不仅降低

铸件强度而且使铸件产生翘曲、变形，甚至开裂。因此，铸件铸造后必须进行退火，又称人工时效。

将铸件缓慢加热到500～560℃适当保温（每10mm 载面保温2h）后，随炉缓冷至150～200℃ 出炉空冷。去应用退火一般不能超过560℃，以免共析渗碳体分解、球化、降低铸造强度、硬度。

第三章产品设计 3.1 新产品设计开发程序

1、简述一般新产品设计的主要程序过程是哪些？

答：新产品设计的主要程序包括：产品可行性分析、产品概念设计、产品技术设计和设计评价与决 策。/ 89

产品可行性分析是通过对市场需求、技术水平及实现难度等方面的综合分析，判断产品开发的可行

性，为产品开发提供指导意见。概念设计是指设计思维中已具备一个初步设计设想，但未形成具体

方案的阶段。设计主意生成是概念设计中的重要的一个步骤，也是创新设计的重要内容之一。技术

设计是使原理构思转化为具体的结构，内容包括确定产品的基本技术参数，进行总体布局设计和结

构设计，编写设计计算说明书等。评价过程是对各方案的价值进行比较和评定，而决策是根据目标

选定最佳方案，做出行动的决定。

2、举出市场调查内容中有关同行调查的主要内容。

答：竞争对手与分析、技术水平、生产能力、经营销售状况与方法、市场占有率。

3、叙述设计任务书编制的主要内容。

答：设计任务书编制的主要内容有：产品名称，产品的功能和使用范围，基本参数和主要技术指标，产品的工作原理，总布局和关键部件，对品性能、寿命与经济性的分析比较，产品设计、试验、试制的周期。

4、产品设计技术方案的评价主要包括哪三方面，每个方面的具体 内容有哪些？

答：评价方案在技术上的可行性和选进性，包括工作性能指标、可靠性、使用维护性。

5、简述结构设计的三原则。

答：结构设计的三原则：明确、简单、安全可靠。

1）明确：指对产品设计中所应的问题都应在结构方案中获得明确 的体现和分担;2）简单：在确定结构时，应使其所含零件数目和加工工序类型尽

可能减少，零件的几何形状力求简单，减少或简化与相关零件的装配关系及调整措施;3）安全可靠：包括结构构件安全性、功能的安全、运行的安全性、工作的安全性和对环境的安全性等五个相关联的方面，设计时应综合考虑。/ 89

6、简述设计评价目标三个方面的内容。答：设计评价目标三个方面的内容：

1）技术评价：评价方恈在技术上的可行性和先进性

2）经济性评价：评价方案的经济效益，包括成本、利润、实施方 案的费用及回收期

3）社会评价：方案实施后对社会的效益和影响，是否符合国家科 技、产业发展政策，是否符合环保要求等。

7、叙述设计评价的方法有三，即经验评价法、数学评价法和试验 评价法，请说明这三种方法分别采用的场合。

答：经验评价法用于方案不多，问题不太复杂的场合；数学评价可得到定量的评价参数，适用于多

数的评价场合；试验评价法用于一些比较重要，且仅靠分析计算不够有把握的场合。

8、叙述各种设计评价方法的优缺点。

答：经验评价法可对方案做定性的粗略评价，过程较为简单，多用于方案不多，问题不太复杂的场

合；数学评价可得到定量的评价参数，适用面较广；试验评价法用于一些比较重要，且仅靠分析计

算不够有把握的场合，评价结果较为准确，但成本较高。3.2 机械设计基本技术要求

1、机械零件设计中最基本的计算是什么？计算的理论依据是什么？

答：机械零件设计中基本的计算包括强度准则计算，寿命准则计算和振动稳定性准则计算，基本最

基本的是强度准则计算。

强度准则是指零件危险载面上的应力不得超过其许用应力。其表达式为：б≤[б]，式中[б]是零

件的许用应力，由零件材料的极限应力бlim 和设计安全系数S 确定。= бlim÷S [бlim 材料 的极限应力，数值根据零件的失效形式确定，静强度断裂时，бlim 为材料的静强度极限；疲劳断 / 89

裂时，бlim 为材料的疲劳极限；塑性变形时，бlim 为材料的屈服极限。]

2、说明高精度主轴设计时，刚度校核的内容。

答：零件或部件在工作时所产生的弹性变形不超过允许值，称为满足刚度要求。高精度主轴刚度校

核的内容包括主轴（梁）、支点（轴承）在载荷作用下发生的综合弹性变形（伸长、挠曲、扭转）校核。

3、机械结构工艺性包含哪些内容和要求？

答：结构工艺性设计涉及零件生产过程的各个阶段：材料选择、毛坯生产方法、机械加工、热处理、零件装配、机器操作、机器维护等。

结构工艺性的基本要求：在满足工作前提下，合理选择材料，机器的整体布局和结构尺量简单，合

理划分零、部件并使其几何形状简单，合理确定毛坯，减少机械加工余量；考虑加工的可能性、方

便性、精度和经济性，尽可能采用成熟的结构。

4、举例说明机械设计工艺设计中“如何有利于保证顺利装配、拆卸和维护”手段。答：以轴系零件的设计为例：为便于轴上零件的装入，轴端应有倒角；为便于轴承的装拆，用于轴

承轴向定位和固定的轴肩高度应小于轴承内圈的高度。

5、什么是产品的可靠性，可靠性评价通常有哪些表达指标？

答：可靠性是“产品”在规定条件下和规定“时间”内完成规定功能的能力。“产品”可以是元件、器件、设备或系统。“时间”可以是小时、周期、次数、里程或其他单位表示的周期。可靠性的评价指标

1）可靠度（无故障概率）：对不可修复的产品，是指直到规定时间区间终了为止，能完成规定功能 的产品数与在该时间区间开始时刻投入工作的产品数比；对可修复的产品，是指一个或多个产品的 / 89

无故障工作时间达到或超过规定时间的次数与观察时间内无故障的总次数之比；

2）累计失效概率（故障概率）：产品在规定条件规定时间内失效的概率。可靠度与累计失效概率构

成一个完整的事件组；

3）平均寿命（平均无故障工作时间）：产品在使用寿命期内的某个观察期间累计工作时间与故障次 数之比；

4）失效率（故障率）：工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。

6、说明确定可靠性关键件和重要件的原则。答：确定可靠性关键件和重要件的原则是： 1）故障会导致人员伤亡、财产严重损失的产品； 2）人寿命周期费用考虑是昂贵的产品； 3）只要它发生故障即会引起系统故障的产品；

4）影响系统可用性，增加了维修费用和备件数量的产品； 5）难以采购的或用新工艺制造的产品； 6）需进行特殊处理、储存或防护的产品。

7、请简述古典磨擦定律的主要内容及其不完全正确（或不完善）之处。答：滑动磨擦定律（流体磨擦除外）古典磨擦定律认为：

1）磨擦力与表面接触面积无关，但与接触物体表面的材料及状态（粗糙度、温度、湿度等）有关，即与磨擦因数有关；

2）静磨擦力正比于法向载荷，即F=μFn（μ为摩擦因数）； 3）动摩擦力的方向与接触物体的相对运动方向相反； 4）动摩擦因数小于静摩擦因数； 5）动摩擦力与相对滑动速度无关。

古典摩擦定律虽不完全正确，但由于具有较大的近似性和普遍性，至今仍在一般工程计算中广泛采

用。而现代摩擦学研究发现，以下情况表明，古典摩擦定律有待进一步完善： / 89

1）当法向载荷较大时，即真实接触面积接近于表观接触面积时，摩擦力与法向载荷呈非线性关系，摩擦力增加很快；

2）粘弹材料的摩擦力与接触面积有关，只有金属等具有一定屈服 限材料的摩擦力才表观接触面积无关。

3）严格地说，摩擦力与滑动速度有关，金属的摩擦力随速度变化不大； 4）粘弹性材料的静摩擦系数不大于动摩擦系数。

8、减少机械摩擦和磨损的主要措施有哪些？ 答：减少机械摩擦的主要措施有：

1）合理选择配对使用摩擦副的材料（如钢对青铜）； 2）确定零件表面合理的粗糙度值；

3）使用润滑油和有极压作用的添加亮晶剂，在摩擦表面生成边界膜； 4）以滚动接触代替滑动接触； 减少磨损的主要措施有：

1）合理选择配对使用摩擦副的材料； 2）确定零件表面合理的粗糙嚦和硬度值； 3）使用润滑剂，实现液体润滑或混合润滑； 4）以滚动接触代替滑动接触；

5）通过零件表面强化、表面涂层提高其耐磨性。

9、防止和减少机械结构振动的原则措施有哪些？

答：1）选用刚度大、重量经、阻尼性能好的材料作为结构的主体材料 2）采用合理的壁厚和筋壁布置，提高结构刚度、减少结构重量；

3）采用适当的结构形式和工艺，如机床大件的双层壁不出砂结构和焊接结构等，增加结构内摩擦，提高结构阻尼能力；

4）使系统工作时产生的冲击力（如铣刀齿的切入，工作台换向，旋转件的离心力等）与瓻统结构的

固有频率相互远离，避免产生共振；

5）根据系统的动态特性，采用外部输入能量的方法，实现减振的主动控制；

6）在系统采用各类减振器（固体摩擦、液体摩擦、电磁声和涡流阻尼），减少振动的振幅； / 89

7）采用粘弹性聚合物或滞弹性松弛高阻尼合金附着在振暐处吸附振动能量，将其转为热量消散掉等；

8）采用隔振地基或隔振器（垫）隔除外部振动能量向系统内部传入；

9）对于旋转运动件特别是高速），质量颁布要均匀对称，重心应在其旋转中心线上，避免信心产

生的离心力作用；

10）对于机床，尺量采用连续、平衡的切削过程，避免产生各种周期的和非周期的力冲击（如飞刀

铣削、滑枕、工作台往得运动时换向等），而导致强迫振动乃至共振。10、简述怇准件设计的意义。

答：1）减轻设计工作量，缩短设计周期，有利于设计人员将主要精力用于关键零部件的设计； 2）便于建立专门工厂采用最先进的技术大规模地生产标准零部件，有利于合理使用原材料、节约能

源、降低成本、提高质量和可靠性、提高劳动生产率； 3）增大互换性，便于维修； 4）便于产品改进，增加产品品种；

5）采用与国际标准一致的国家标准，有利于产品走向国际市场。

因此，在机械零件的设计中，设计人员必须了角和掌握有关的各项标准并认真地贯彻执行，不断提

高设计产品的标准化程度。3.3 机械零、部件设计

1、指出齿轮传动的特点及适用范围。

答：齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。齿轮传动的优点是：瞬时传动比恒定，工作

平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广，功率从

接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；传动效率高，η=0.92-0.98，在常 用的机械传动中，齿轮传动的效率较高；工作可靠使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。齿轮传动的主要缺点是：制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较/ 89

远距

离两轴之间的传动。

2、轴零件在结构设计时要满足哪些条件？

答：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置，轴必须具有足够的强度和刚度，轴上的零件应便于

装拆和调整，轴应具有良好的制造工艺性等。

3、滚珠丝杠副主要应用在哪些场合？

答：滚珠螺旋传动具有传动效率高、起动力矩小、传动灵敏平稳、工作寿命长等优点，故在机床、汽车和航空等制造业中应用广泛。主要缺点是制造工艺比较复杂。

4、带传动主要有哪些类型？

答：常用带传动有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。平带传动结构最简单，带轮也容易制造在传动中心距较大情况下应用较多。

V带有普通V带、窄V带等多种类型，在同样张紧力下，V 带传动较平带传动能产生更大摩擦力，V 带允许的传动力比较大，结构较紧凑，并多已标准化大量生产，因而比平带传动应用广泛。多楔带兼有平带和V带的优点，柔性好，摩擦力大，传递功率高，解决了多______________根V带长短不一而使各

带受力不均的问题。多楔带主要用于传递功率较大而结构要求紧凑的场合。

同步齿形带综合了带传动和齿轮传动的优点。同步带通常由钢丝绳或玻璃纤维绳等为抗拉层、氯丁

橡胶或聚氨酯橡胶为基体、工作面上带齿的环状带等组成。工作时，带的凸齿与带轮外缘上的齿槽

啮合传动。由于抗拉层承载后变形小，能保持同步带周节不变，故带与带轮没有相对滑动，从而保 证同步传动。

5、螺栓组防松的方法有哪些？

答：有机械防松（如采用开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等）、摩擦防松（如采用双

螺母、弹簧垫圈、锁紧螺母等）和永久防松（即破坏螺纹副防松，如采用冲点、涂粘合剂）。/ 89

6、销的主要功能包括哪些方面？

答：定位销（用于固定零件之间的相对位置）、联接销（用于联接并可传递不大的载荷）和安全销

（用作安全装置中的过载剪断元件）。

7、指出离合器的种类及适用范围。答：离合器的种类见下表。

离合器操纵离合器机械离合器啮合式：如牙嵌式、齿式、转键式等；摩擦式：如圆盘摩擦片（块）式、圆锥摩擦式、涨圆摩擦式、扭簧摩擦式等；电磁感应式：如转差式、磁粉式等 气压离合器 液压离合器 电磁离合器

自控离合器超越离合器啮合式：如牙嵌式、棘轮式等；摩擦式：如滚柱式、楔块式等 离心离合器摩擦式：如闸块式、钢球式、钢砂式、钢棒式等

安全离合器啮合式：如牙嵌式、钢珠式等；摩擦式：如圆盘式、圆锥式等

1）牙嵌离合器由两个端面上有牙的半边离合器组成。其中一个半边离合器固定在主动轴上，另一

个半边离合器用导键（或花键）与从动轴联接，并可由操纵机构使其做轴向移动，以实现离合器将

运动分离与接合的功能。牙嵌离合器一般用于转矩不大，低速接合处。

2）圆盘摩擦离合器圆盘摩擦离合器是在主动摩擦盘转动时，由主、从动盘的接触面间产生的摩擦

力矩传递转矩，有单盘式和多盘式两种。与牙嵌离合器相比，圆盘摩擦离合器的优点是：不论任何

速度两轴均可接合或分离；接合过程平稳，冲击、振动较小；从动轴的加速时间和所传递的最大转

矩可调节；过载时可发生打滑，以保护重要零件不致损坏。其缺点为外廓尺寸较大；在接合、分离

过程中产生滑动摩擦故发热较大，磨损也较大。为了散热和减轻磨损，可以把摩擦离合器浸入油中 / 89

工作。

3）电磁离合器电磁离合器是利用电流通过激磁线圈时所产生的磁力操纵各种拼命元件，以实现接

合和分离的离合器。电磁主合器可单独操纵，亦可集中控制和远距离控制，与其他机电元件亦可在

主、从动部分有转速差的情况下保持恒定转矩（例如磁粉离合器）。电磁离合器具有结构简单操纵

方便的优点。电磁离合器的缺点是有少量剩磁，尤其是磁力线通过摩擦片的离合器。剩磁会妨碍离

合器主、从动摩擦片的彻底分离，而在切断电流后离合器还有残留转矩。

8、箱体、机架件设计的一般要求有哪些？ 答：

1）可靠性：在使用期内必须安全可靠，其结构应与所承受的外力相 协调，能满足强度、刚度、振动稳定性、疲劳强度、热变形等方面的要求。2）实用性：箱体、机架是机器重要的组成部分其精度、表面粗糙度、尺寸和形位公差等技术指标必须确保机器的使用性能和使用寿命。3）工艺性；结构应容易铸造或焊接，减少和防止铸造或焊接缺陷，便于加工装配和调试。焊接结构应便于实现机械化处自动化焊接。4）经济性：要尺量减轻结构质量降低材料成本，减少能源消耗、加

工工时和制造成本。根据箱体、机架的不同用途，设计中对以上各项既要有所偏重，又要统筹兼顾，要重视其外观造型设计。

9、请说出齿轮传动、丝杠传动和普通皮带传动各自最大的区别特点（优点）。答：

1）齿轮传动的主要优点是：瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确

可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广，功率从接近于零的微小

值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；传动效率高，η=0.92-0.98，在常用的机械传动中，齿轮传动的效率较高；工作可靠使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。/ 89

2）丝杆传动的优点是：降速传动比大：对单丝螺旋而言，螺杆（或

螺母）转动一圈，螺母（或螺杆）移动一个螺距，螺距一般很小，所以每转一圈的移动量比齿轮齿

条传动要小得多，对高速转动转换成低速直线运动可以简化传动系统，侃结构紧凑，并提高传动精

度；可获得大的轴向力：对于螺旋传动施加一个不大的转矩，即可得到一个大的轴向力；能实 Tj/F4+1_____现自

锁：当螺旋的螺纹升角小于齿面间当量摩擦角时螺旋具有反行程自锁作用即只能将传动转换成轴向

移动，不能将移动转换成转动。这对于某些调整到一定位置后，不允许因轴向载荷而造成逆转的机

械是十分重要的，例如铣床的升降工作台、螺旋千斤顶、螺旋压力机等；工作平稳无噪声。3）带传动的主要优点是：缓冲吸振，传动平稳、噪声小；带传动靠

摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；适用于两轴中心距较大的

场合；结构简单制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。

10、简述一般传动齿轮的设计方法和步骤。

答：齿轮传动有多种失效形式但对于某一具体工作条件下工作的齿轮传动，通常只有一种失效形式

是主要的失效形式，理论上应针对其主要失效形式选择相应的设计准则和计算方法确定其传动尺寸，以保证该传动在整个工作寿命期间不发生失效。但是，对齿面磨损、塑性变形等失效形式目前尚未

建立行之有效的成熟的计算方法和完整的设计数据。

目前设计一般工况下工作的齿轮传动时，通常都只依据保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度

两准则进行计算。而对高速重载易发生胶合失效的齿轮传动，则还应进行齿面抗胶合能力的核算。

至于抵抗其他失效的能力，仅根据失效的原因，在设计中采取相应的对策而不作精确的计算。/ 89

一般情况下齿轮传动的设计准则为：

1）对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式是齿面点蚀，故按齿面 接触疲劳强度进行设计计算，再按齿根弯曲疲劳强度进行校核。2）对闭式硬齿面齿轮传动，其齿面搞点蚀能力较强，主要失效形

式表现为齿根弯曲疲劳折断，故按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，再按齿面接触疲劳强度进行校 核。

3）对开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折

断，故先按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，然后考虑磨损的影响，将强度计算所求得的齿轮模数 适当增大。

11、传动齿轮设计时，如何确定齿轮的结构参数。

答：通过齿轮传动的强度计算，确定出齿轮的主要尺寸（如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直

径等），齿圈、轮辐、轮子毂等的结构形式及尺寸大小，通常由结构设计而定，而不进行强度计算。

齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行

齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的

结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。

对于直径很小的钢制齿轮，若齿根圆到键槽底部的距离较小时，应将齿轮和轴做成一体（称为齿轮 轴）。

当齿顶圆直径小于160mm 时，一般做成实心结构的靿轮。但航空产品中的齿轮，也有做成腹板式 的。

当齿顶圆直径小于500mm 时，宜做成腹板式结构，腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。/ 89

当齿顶圆直径大于400mm 而小于1000mm 时，一般应做成轮辐截面为“十”字形的轮辐式结构 的齿轮。

为了节约贵重金属对于尺寸较大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式的结构。齿圈用钢制，而轮芯则用 铸铁或铸钢。

12、传动轴设计时首先应考虑和解决哪主要问题？

答：轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内______________容。合理的结构和足够的强度是轴设计必须 满足的基本要求。

轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构 形式和尺寸。

轴的工作能力计算包括轴的强度、刚嚦和振动稳定性等方面的计算。足够的强度是轴的承载能力的

基本保证，轴的强度不足，则会发生塑性变形或断裂失效使其不能正常工作。对某些旋转精度要求

较高的轴或受力较大的细长轴，如机床主轴、电机轴等，还需保证足够的刚度，以防止工作时产生

过大的弹性变形；对一些高速旋转的轴，如高速磨床主轴、汽轮机主轴等，则要考虑振动稳定性问

题，以防止共振的发生。

13、简述采用普通丝杠和滚珠丝杠传动的各自优点和场合。

答：普通丝杠：结构简单制造方便，成本低，易于实现自锁，运转平稳，但当低速或作运动的微调

时可能出现爬行。用于机床的进给、分离、定位等机构，压力机、千斤顶的传力螺旋等。滚珠丝杠：摩擦阻力小，传动效率高，运转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动，经调整和预紧可

实现高精度定位，寿命长。用于精密机床和数控机床，测量机械，传动和调整螺旋，车辆，飞机上 / 89

的传动和传力螺旋。

14、简述非同步传动带选用的一般程序。答：传动带选用的一般程序见下图：

15、标准化的减速器按传动和结构特点划分主要有哪五种？选用时主要考虑哪些要求？ 答：减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用以降低转速并相应增大转矩。某些场

合也可用于增速装置，并称为增速器。按传动和结构特点划分，减速器可分为齿轮减速器：（圆柱

齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器）；蜗杆减速器：（圆柱蜗杆减速器、环面蜗

杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆-齿轮减速器）；行星齿轮减速器；摆丝针轮减速器；谐波齿轮减速

器。上述五种减速器已有标准系列产品，使用时只需结合所需传动功率、转速、传动比、工作条件

和机器的总体布置等具体要求，从产品目录或有关手册中选取。

16、两件联接常有哪些形式和方法？

答：机械静联接又分为可拆联接和不可拆联接。可拆联接是不须毁坏联接中的任一零件就可拆开的

联接，故多次装拆无损于其使用性能。常用的有螺纹联接、键联接（包括共花键联接、无键联接）

及销联接等，其中尤以螺纹联接和键联接应用较广。不可拆联接是至少必须毁坏联接中的某一部分

才能拆开的联接，常见的有铆钉联接、焊接、胶接等。

17、什么是离合器？离合器的主要功能和设计要求是什么？

答：离合器是主、从动部分在同轴线上传递转矩和旋转运动时，在不停机状态下实现分离和接合的

装置。安置在机械设备传动系统中的离合器通过操纵或自控进行离合，可以完成工作机启动、停止、换向、变速等工作。离合器还具有软启动、节能、吸收冲击能量、减缓振动、实现速度超越、/ 89

防止

逆转以及对传动系统的过载保护等功能。

对离合器的基本要求是：接合平稳，分离彻底，动作准确；结构简单，外廓尺寸、重量和转动惯量

小；工作安全可靠，操纵方便、省力，对接合元件的压紧力能在内部平衡；接合元件耐磨，散热性

能好，工作寿命长。

18、什么是制动器？对制动器的基本要求是什么？

答：制动器是使运转中的机构或机器迅速减速、停止并保持停止状态的装置；有时也用作调节或限

制机构或机器的运动速度（例如使重物以恒定速度下降）。制动器是保证机构或机器安全工作的重

要部件。对制动器基本要求是：制动可靠，操纵灵活，散热良好，重量轻，结构紧凑，便于安装和

维护。为了减小制动转矩，缩小制动器的尺寸，通常将制动器安装在制动对象传动轴系的高速轴上。

但对于安全度要求高的设备，如矿井提升机等，因高速轴距制动对象较远，安全可靠度较差，传动

轴系发生断轴事故，制动对象的安全仍然没有保证。所以还需在低速轴上安装安全制动器。3.4 气动、液压传动控制系统

1、常用的气动、液压元件最基本的有哪些？按功能控制阀又分为哪几类？

答：气动、液压最基本的元件是动力元件（液压泵、液压马达）、执行元件（液压缸）、控制元件

（方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等）和辅助元件（油箱、油管、滤油器、储能器等）。按功能控制阀可分为压力控制阀（溢流阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）、方向控制

阀（液控单向阀、电磁换向阀）。

2、说出液压传动的主要优缺点。

答：与齿轮、螺旋等以固体作为传动构件相比，液压传动具有以下优点：易于获得很大/ 89

______________的力或力矩，传递相同功率时体积小、重量轻、运动惯性小、反映速度快；可以在较大的范围内方便地实现无级

调速；传动平稳，易于实现频繁的换向和过载保护；易于实现自动控制，且其执行机构能以一定的

精度自动地按照输入信号（常为机械量）的变化规律动作（液压随动），并将力或功率放大；摩擦

运动表面得到自行润滑，寿命较长；液压元件易于实现通用化、标准化、系列化，便于设计和推广

使用，系统而已灵活方便；很容易实现直线运动。

液压传动的缺点是：由于油液存在漏损和阻力，效率较低；系统受温度的影响较大，以及油液不可

避免地泄漏及管道弹性变形，不能保证严格的传动比；液压元件加工和装配精度要求较高，价格较

贵，液压系统可能因控制元件失灵丧失工作能力，元件的维护和检修要求较高的技术水平；液压元

件中的密封件易于磨损，需经常更换，费用较高，密封件磨损还会告成因泄漏而污染环境的弊端。

3、液压系统中密封的重要意义是什么？常用的动密封有哪些类型？

答：液压系统中密封的重要意义是防止泄漏造成污染和浪费，以及对系统工作稳定性和可靠性的影 响。

动密封按不同的相对运动类型分旋转式和移动式。旋转式动密封又按被密封两结合面间是否有间隙，分接触型和非接触型两种。动密封的设计和选用除考虑其适应性和密封能力，还应考虑使用时的寿

命和可靠性。常用动密封形式有：成型填料密封、油封、机械密封硬填料密封和螺旋密封。

4、举例说明液压系统压力不足产生的原因和解决方法。答： / 89

液压系统压力不足原因解决方法 溢流阀卡死、拆下溢流阀修理、油泵磨损严重、更换新油泵、阀体上压力油堵崩掉、重新堵死、管路过长或管径过细改用大管径油管或重新设计管路长度 3.5 电气传动基础

1、简述电动机的种类和用途。

答：在工程机械中应用的电动机主要分为两大类：机械能转化为电能是发电机，其中包括直流发电

机和交流发电机；电能转化为机械能是电能机，其中包括直流电动机、交流异步电动机和同步电动

机等。根据电动机不同的控制方式又可分为伺服电动机和步进电动机。

2、简述直流电动机和交流电动机的调速方法。答：直流电动机主要调速方式为

1）改变电枢电阻：使用变阻器或接触器、电阻器通过调节电枢电阻 调速；

2）改变电枢电压：通过电动机-发电机组、晶闸玡变流器或晶体管晶 闸管开关电路改变电枢电压调速；

3）改变磁通：通过直流电源变阻器、电动机扩大机或磁放大器、晶 闸管变敁器改变线圈磁量使电动机实现调速。

异步电动机的调速：由于异步电动机转子转速n=（1-s）60f/p，因此可以通过改变极对数p电源频率f和转差率s 三种方法调节转速。改变极对数p采用有级电动

机进行有级调速；应用电子变频器改变电源频率f实现电动机连续调速。

3、简述直流电动机和交流电动机的制动方法。

答：直流电动机制动：在电动机转子上施加与转动方向相反的转矩，使电动机限速（如电动机带重

物恒速下降），或减速（如停车过程）运行。制动转矩可以是电磁转矩，也可能是外加制动闸的机

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械摩擦转矩。电磁制动的制动力矩大、控制方便、没有机械磨损。常用电磁制动有以下几中方式：

1）动能（能耗）制动：一般电动机电枢断电后，其转子动能仍维持

转子盧续转动，靠风阻待摩擦损耗耗尽原有动能后停车，持续时间较长；为缩短停车过程占用时间，保持励磁不变，电枢从电源断开后接入电阻RL，则电枢中电动势Ea。产生电流Ia（与电动势状态

方向相反），在电阻RL 上耗能，并按发电机原理在电枢上产生与转动方向相反的电磁制动转矩，使转子快些减速。但转速降至较低值时电动势Ea和电枢电流Ia都较小，制动转矩也较小，常辅以

制动闸加强低速制动效果。

2）反接制动：制动时保持励磁不变，电源反接使电枢电流反向，产

生制动的电磁转矩。同时应串入附加电阻RL 以限制过大的电流。当转速下降至零时，应及时切断

电源，以防电动机向反方向重新启动。以上制动方式切使附加电阻上产生相当大的能量损耗，运行 经济性较差。

3）反馈制动：在直流电动机带恒定转矩负载并采用调压调速运行

时，如需降低转速，应先降低电枢电压，些时电动机转速n 与___________电势Ea不会突变，因而暂时U〈Ea，电枢电流Ia反向，成发电状态运行，向电源反馈电能，并产生制动的电磁转矩，使转速下降。在此

过程中电枢转子多余的动能反馈给电源，而不是空耗在附加电阻上，因此运行经济性较好。异步电动机制动方法有：

①能耗制动：当电动机定子绕组与交流电源断开后，立即接

到一个直流电源上，流入的直流电流在气隙中建立一个静止不动的磁场，它在旋转着的转子绕组中

感生电流、电阻损耗：转子电流与静止磁场相作用产生制动转矩。

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②发电（再生）制动：当电动机转子转速大于定子旋转磁场 的同步转速（用外力使电动机转子加速或定子电源频率减低）时，电动机处于发电机制定运行状态。

③反接制动：电动机电源相序改变，使旋转磁场旋转方向改

变；或因负载作用使转子反转，均可使电动机旋转磁场与转子旋转方向相反，产生制动转矩。与直

流电动机反接制动相似，此时如仍维持电源电压不变，定子电流将很大，要采取限流措施。

4、简述电动机选用的一般原则。

答：电动机的选用时应综合考虑下列问题：

（1）根据机械负载性质和生产工艺对电动机启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。

（2）根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力与启

动转矩倍数选择电动机容量，并确定通风冷却方式。容量选择应适当留有余量。

（3）根据使用场所的环境条件如温度、湿度、灰尘、腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的防护等级和

结构与安装方式。

（4）根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级与类型。（5）根据生产机械的转速要求与http://www.xiexiebang.com 械的复杂程度，选择电动机的额定 转速。

（6）由于目前已有相当多的派生与专用产品系列，能较好地适应与满足各行业的特殊要求，可优选

考虑选用专用系列产品。

另外，运行可靠性、条件通用性、安装与维修是否方便、产品价格、建设费用和运行维修费用等方

面，也应在综合考虑之列。3.6 设计方法与应用

1、简述计算机辅助设计方法在工程方面的应用。

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答：（1）用于绘图及几何造型绘图应用软件即图形处理软件，是计算机用于绘图的软件，由图形

处理系统软件和图形处理应用软件组成。CAD 绘图系统能完成主观图、侧视图、剖面、局部视图、正等轴侧图以及三维图形的绘制。

（2）用于计算和分析CAD 系统可进行产品的静/动态特性、磁场、温度场、流体场、振动、强度、应变分布、热变形等内容的分析研。CAD 系统还可用于研究

机构的运动学特性，干涉情况分析，自动给出结构的物理特性，如体积、重量、重心、惯性矩、截

面二次矩等。

（3）用于产品设计CAD系统可分为两大类，即人机交互会话型和非会话型。前者用于设计目标难

以用数学模型定量描述的场合，人在设计过程中起到推理、分析、判断、决策的作用，该系统适于

新产品的开发设计。非会话型设计过程即计算机按设计师编制的程序自动完成设计的各个工作步骤，适用于设计目标能够定量加以描述的场合，即变异性设计和适应性设计。

（4）计算机仿真及试验CAD 系统在设计阶段，为了对设计对象进行性能评价、决策，特别是对难

以实时对实物进行性能试验的工程对象，如：价值昂贵的武器系统，难以进行实物试验的航空航天

产品，难以复现的瞬态过程，大型结构及大型设备的性能预测研究等。采用模拟或仿真技术进行性

能评价有重要的实用价值。另外，使用计算机控制产品的验收及性能试验，进行数据的采集、分析、处理已是现代产品试验技术的主要特征之一。

2、简述人机工程设计的一般原则。答：人机工程设计的一般指导原则如下：

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1）工作空间应符合人体尺寸和工作类型，身体姿势、体力和运动

三者应适宜操作并互相制约。不同姿势下的工作空间和有利工作区域与方向在考虑工作空间时，应

使四肢具有足够的活动空间。工作器具应与人的四肢相适应。各种操纵器具的布置应在人体功能可

能实现的范围内。

2）信息的显示与信号的选择设计和布置，应与人的感觉能力（视

觉、听觉、触觉）相适应。信息的显示有视觉、听觉和触觉三类。通常，信息通过视觉获得但在紧

急情况下使用听觉显示的效果更大。因为对于突然发生的声音，人具有特殊的反应能力。但过度地

应用听觉显示，易使人疲劳。

3）操纵、调节部件的选择造型和布置，应适合有关身体部位及其

运动，并考虑有关灵敏度、精确度、速度、作用力等方面的要求。控制件设计的一般要求如下： ①.控制件的运动方向应与被控制动作或显示器的运动方向一致； ②.控制件的造型应s21使操作者只用一般的体力；

③.要求精确度较高的操作活动只能使用较小的体力，但应保持适当 的阻力，使操作者对操作的精确度有所感觉；

④.不同设备完成相同功能控制件的大小和形状应一致；

⑤.控制件应易于识别，可以用颜色、尺寸、开关或在控制面板上加 说明予以区别;⑥.除非故意联动，控制件的使用不应互相干扰； ⑦.要求迅速或精确高速的地方用手进行操作； ⑧.为执行若干个分段控制，应采用止动型控制；

⑨.当控制件要求用力大或要求连续向前用力时，可选用脚操作。4）环境、安全和技术文件等方面的考虑。工作环境对人的工能

力和安全有巨大影响。但广义工作环境设计的探讨已超出设备设计的范畴。环境条件包括温度、湿

度、辐射热、灰尘、射线、气体、气压、重力、加速度、照明、色彩、噪声、振动等。在人-35 / 89

机设计

中着重考虑的应是设备本身对人（操作人员或服务对象）所处环境的劣化和设备设计叹人所处环境 的改善两个方面。在交通运输市亩中，设备为有关人员提供了“小”环境备件，空调、通风、减振、降噪等是此类设备的设计所必须考虑的人机界面问题。

3、简述模块化设计的含义和划分原则。

答：模块化设计是在对产品进行市场分析、预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的

功能模块，根据用户要求，对模块进行选择和组合，构成不同功能或功能相同性能不同、规格不同 的产品。

模块化莾计的划分原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度

高、性能稳定、结构简单、成本低廉，且模块结构应简单规范，模块间的联系尽可能简单。划分模

块既要兼顾制造管理方便，具有较大灵活性，避免组合时产生混乱，又要考虑到该模块系列将来的

扩展和向专用、变型产品的辐射。划分的优劣直接影响模块系列设计的成功与否。划分前必须对系

统进行仔细、系统的功能分析和结构分析，并要注意下各点： 1）模块在整个系统中的作用及其更换的可能性和必要性； 2）保持模块在功能及结构方面有一定的独立性和完整性； 3）模块间的接合要素应便于联接与分离； 4）模块的划分不能影响系统的主要功能。

4、简述生命周期设计的含义和应用。

答：产品生命周期设计其目标是所设计的产品对社会的贡献最大，而对制造商、用户和环境的成本

最小。它是一种在设计阶段即考虑产品整个生命周期内价值的设计方法这些价值包括产品所需

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的功

能、产品的可生产性、可装配性、可测试性、可拆卸性、可运输性及其循环利用性和环境友好性。

生命周期设计要求设计师评估生命周期成本，并将评价结果用于指导设计和制造方案的决策。生命周期设计的应用见下图。

5、简述创新设计的含义和方法。

答：创新设计是技术创新的重要内容，是希望在设计中更充分发挥设计者的创造力，利用最新的科

技成果，在现代设计理论方法的指导下，设计出更具有竞争力的新颖产品。创新设计可分为开发型

设计、变异设计和反求设计三种类型。

1）开心型设计是针对新任务进行从有所不同方案到结构方案的新 设计，完成从产品规划到施工设计的全过程，是在探索中创新。2）变异地设计是在已有产品的基础上，进行原理方案机构结构、参

数、尺寸的变异以适用市场新的要求或提高竞争力，变型系列产品在生产中广泛应用，这是通过变

异的一种创新。

反求设计是针对已有产品或设计、进行分析、消化、吸收，掌握其关键技术，进而开心出同类的先

进产品，这是一种在吸取中的创新。第四章机械制造工艺学 4.1 工艺过程设计

1、什么是工艺规程？简述工艺规程的设计依据和基本程序。

答：工艺规程是规定产品和零部件加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是企业生产中的指导性 技术文件。

设计工艺规程的主要主要依据（亦即原始材料）主要有： 1）零件的样图及相关的装配图 2）产品验收的质量标准

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3）企业生产条件毛坯生产、专用工艺装备制造条件 4）通用与标准工艺装备及有关手册资料 设计工艺规程的基本程序（基本步骤）：

1）产品装配与零件图分析、产品性能功用、零件结构工艺性 2）确定毛坯制造方法

3）拟订零件制造工艺路线选择定位基准面

4）工序设计：确定各工序中的工步顺序与内容；各工序所用设备、工艺装备；各工序尺寸与加工

余量；主要加工工序分析；计算工时定额； 5）编制工艺规程文件

2、工艺规程设计中最应注意的问题是哪些？

答：工艺规程设计中最应注意的问题（即解决的主要问题）有： ①.零件的结构工艺性分析 ②.零件加工中的基准选择 ③.表面加工方法选择 ④.加工阶段的划分 ⑤.加工顺序的安排 ⑥.工序的合理组合 ⑦.加工余量的确定 ⑧.加工工序尺寸的计算 ⑨.主要工序的分析

3、结构工艺性审查的主要对象和内容包括哪些？审查的目的和意 义何在？

答：产品结构工艺性审查系指工艺设计人员对产品及零件部件的结构，分阶段进行可加工性、可装

配性、可维修性和经济性分析、评价。其审查的主要对象： ①.自行设计的新产品

②.根据引进的技术资料或样机开发的产品 ③.根据市场需求进行局部改造设计的老产品

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其审查目的：

①.发现产品的设计及工艺生问题

②.提前预见到生产所需关键设备或专用工艺设备 结构审查时应考虑的主要因素有： ①.产品的类型、结构特点与复杂程度； ②.生产类型与产品发展前景

③.企业现有生产工艺技术的发慌趋势及可推广国内外的新工艺、新技术、新装备等。

4、什么是基准？工艺基准选择的主要原则是什么？

答：所谓工艺基准就是零件上用来确定其它点、线、面的那些点、线、面。其可分为：设计基准——在零件力样上用来确定其它点、线、面的位置的基准；工艺基准

——在加工和装配过程中使用的基准。其又可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准等。

工艺基准选择的原则是（这里是指定位）： ①.精基准选择的原则

①.基准重合原则即尽可能选择零件的设计基准作为定位基准，这样可消除由于基准不重合带来的

基准不重合误差。

②.基准统一原则即尽可能在加工工序中采用同一基准，以简化夹具设计及工序集中提高加工精度 和生产率。

③.互为基准原则即在主要零件中的两个重要表面有高的相对位置要求时，一般在精加工时先以其

中一面作为定位基准加工另一表面，再换它们的位置，如此多次加工就能保证它们之间的相互位置 精度。

④.自为基准原则对零件上的重要工作表面的加工储备量及一些先整加工方法往往采用被加工表

面本身作为基准以保证加工质量。

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②.粗基准的选择

①.为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面作为粗基准； ②.为保证零件上的重要表面加工侠量小而均匀，则要以该表面作为粗基准；

③.为使毛坯上多个表面的加工余量较为均匀，应选择能使其余毛坯面到所选粗基准的位置误差得

到均匀的毛坯面为粗基准。如阶梯轴的置身辅助副本基准应该选中间阶梯的端面；

④.在没有设计要求保证表面余量均匀的情况下，若零件_____________9每个表面都需加工，则应选择加工小的表 面为粗基准；

⑤.粗基准应便于定位、装夹和加工；

⑥.粗基准应尽可能平整、光整：有飞边、浇口、冒口的表面以及分型面、分模面不应作为粗基准；

⑦.同一定位自由度方向的粗基准一般只允许使用一次。

5、工艺路线设计的内容和所要解决的问题是什么？

答：工艺路线设计中解决的主要问题包括：表面加工方法选择、加工阶段的划分与加工顺序的安排

以及工序的合理组合等。表面加工方法选择：

①.表面的加工要求考虑经济加工精度； ②.要考虑加工方法对相对位置精度的影响； ③.加工方法应对零件材料的可加工性相适应； ④.加工方法要考虑生产类型； ⑤.加工方法要考虑现场加工条件； 加工阶段划分：

①.粗加工阶段高效地切除各加工表面的大部分余量，为进一步加工做准备；

②.半精加工阶段降低粗加工时带来的误差，使工件达到一定精度，精加工做好准备，并对一些

次要表面完成加工；

③.精加工阶段其主要目的是保证主要表面的精度；

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④.光整加工其主要目的是降低粗糙度或进一步提高加工精度。加工顺序的安排（拟订）：

①.机械加工顺序安排：先粗后精；先基准后其它，先平后孔、先主后次；

②.热处理工序安排：改善机械加工工艺性热处理；提高机械性能热处理；稳定性热处理； ③.其它辅助工序的安排：检验工嚏、其它特殊要求——探伤、退沙等； ④.工序合理组合：

I.集中和工序分散的合理组合：

a．所谓工序集中就是在一次工胅下尽可能同时加工多个表面； b．而工序分散是每个表面的加工尽可能分散到不同的工序中去加工。

II.工序集中的特点：有利采用高效专用机床和工艺装备，工件安装次数少，操作工人少，占地

面积小，容易保证各表面位置精度，设备制造周期长，可靠性好，要求高。

III.工序分散的特点：机床、夹具、刀具简单，调整简便，生产准备工作小，工序柔性好，可选较

为合理的切削用量，设备多。

IV.工序集中与工序分散之间的关系及组合应根据生产类型及加工精度和现场生产条件合理组合。

6、工艺路线的设计应首先确定加工的方法选择表面加工方法时应 遵守哪些原则？

答：选择表面加工方法时应遵守下列原则： ①.经济加工精度加工表面粗糙度；

②.对几何形状精度和位置精度与选择方法相适应； ③.加工方法与所选加工材料的可加工性相适应； ④.加工方法与加工类型相适应； ⑤.加工方法与现场设备情况相适应。

7、机械加工工艺顺序安排有哪几个先后原则？

答：先基准后其它；先主后次，以主带次；先面后孔；先粗后精。

8、简述工艺方案的技术经济评价原则和方法。答：工艺方案的评价原则：

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①.成本指标：有关费用（工艺成本）；生产成本=工艺成本+无关费用；工艺成本约占生产成本的

70%~75%，作为评价工艺方案的成本指标。②.投资指标

③.追加投资回收期T1=（I2-I1）/（C2-C1）I1、I2——两种投资方案的投资总额 C1、C2——两种方案的工艺成本 工艺方案经济评价评价方法：（1）C=VN+F——工艺成本（2）C1=V+F/N——单件成本

若两种方案投资额相差大时，必须考虑投资回收期：（1）应小于工艺装备使用年限（2）应小于产品生产年限（3）应小于国家规定的年限 4．2 工艺装备的设计与制造

1、工艺装备包括哪些内容？它们如何分类？

答：为完成加工工艺过程必须的切削刀具、机床夹具、压力加工和铸造加工用的各种模具和工具焊

接加工用的夹具和工具装配用的工具、特种加工用工具各种计量检测工具各种加工用辅具以及各种

工位器具等统称为工艺装备。工艺装备的类型：

（1）按制造工艺分类：切削加工用的工艺装备、装配用工艺装备、特殊加工用工艺装备、铸造用工艺装备、压力加工用工艺装备、焊接用工艺装备。（2）按标准化、通用化、组合化程度分类：标准工艺装备、通用工 艺装备、专用工艺装备、组合工艺装备。

2、工艺装备的选用和设计原则是什么？ 答：工艺装备的选用和设计原则是： ①.高低耗原则；

②.遵守工装设备的通化（标准化、通用化、系列化和组合化）原则；

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③.尽量缩短生产准备周期，满足试制和投产期要求；

④.缩短工艺装备投资回收期与满足相应的技术经济指标，产品试制中的工艺装备费用不超过试制

产品成本的10%-15%。产品正式生产阶段中工艺装备费用占产品成本的比例应该在5%以下。外 购工艺装备、自制工艺装备与专用工艺装备的消耗成本比例应为2：1：3，以此来提高经济效益；

⑤.保证快速高效与安全方便； ⑥.工艺装备具有良好的结构工艺性。

3、组合工艺装备（夹具）的特点是什么？

答：组合工艺装备是一种带有柔性的特殊的工艺装备，其特点为： 1）其完全或主要由标准元件和标准部件组装而成 2）其是针对被加工工件的某道工序的要求组装而成的 3）用完后可拆卸还原以备后用

4）一般可组成各类机床的组合夹具、焊接、检验、装配及冲模组合夹具。

4、工艺装备选择的依据是什么？选择的原则是什么？选择的程序又是什么？

答：（1）工艺装备选择的依据是：工艺方案；工艺规程；工序要求与设备；本企业的现有工艺装备

条件；各类工艺装备的标准、订购手册、图册及使用说明书。

（2）其选择的原则是：高效低耗；标准化、通用化、系列化、组合化；

生产周期短；满足投资回收期要求及经济指标；方便、省力；良好的结构工艺性，便于制造。（3）其选择的程序是：认真分析工艺方案；确定工艺装备类型（标准、通用、专用、组合）与规格；

填写各种工艺装备明细表或编制工艺装备设计任务书；主管批准。

5、进行工艺装备验证的目的和内容是什么？如何进行工艺装备的验证？（1）进行工艺装备验证的目的：

①.保证产品零件部件加工质量符合设计和工艺要求。

②.验证工艺装备的可靠性、合理性、安全性以保证产品的正常生产。（2）工艺装备验证的内容：

①.安装方便、可靠、安全、总重量是否超过设备承重能力。

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②.保证工件正确、可靠的定位与夹紧等。

③.满足工艺要求，在加工余量、切削用量符合工艺要求的条件下工艺装备刚度是否满足加工要求，刀具是否干涉等。

④.满足生产进度和批量生产要求。（3）工艺装备的验证方法： ①.固定场地、固定设备上验证。②.现场验证。

③.重点验证——大型、复杂、精密、关键的工艺装备。④.一般验证。⑤.简单验证。4．3 车间平面设计

1、车间平面设备布置的原则是什么？

答：车间平面设备布置的原则：生产效率；生产设备的利用率稳定；生产过程的工件库存量小，加

工流程平衡；生产柔性与适应性；生产的经济性。

2、如何根据产品品种P和产品Q 来确定车间生产设备的布置方案？

答：车间生产设备的布置方案基本取决于产品种类和生产量，根据P（产品种类）—Q（生产量）分

析建立P—Q图，再确定车间生产设备的布置方案。

（1）按产品（流水线生产线）的设备布置方案——Q/P比值大时，适合于连续的大量生产，应按照生产产品的工艺路线进行车间生产以及辅助设备的布置；（2）按工程（或专业化）的设备布置方案——当Q/P 小时，即单件，多品种小批量生产。同类型生产设备集中布置在车间的一个区域内，形成专业化的加工区域；（3）成组（或单元）的设备布置方案——当Q/P介于上述两者之间，可按成组技术原理和方法将多种产品的零件分类成组，形成较大的成组批量，针对扩大批量的零件

组的加工需要来布置车间生产设备和辅助设备形成生产单元。

3、车间生产设备的布置方式都有哪几种？各有何特点？适合于何种场合？

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答：车间生产设备的布置有机群式和流水线两种布置。

（1）机群式布置按工程或工艺专业化原则，将同类机床布置在一

个区域其特点是对产品品种适应性强，有得工艺管理和提高设备利用率，生产管理方便，一般工件

加工路线长周转多，生产周期长在制品量大且流动资金占用多，车间之间协作多，管理工作复杂。

（2）流水线布置按生产对象专业化原则对某种零件（或零件组）

按其加工顺序来排列各种生产设备和辅助设备组成流水线。其特点：单一品种流水线，适用于大量

生产方式；多品种（成组、可变）流水线，适用于少品种成批生产。

柔性制造系统（FMS）由加工中心和数控机床为主的机床系统，物料搬运系统、计算机控制系统组

成的柔性制造系统。有很高的柔性加工可变性，特别适用于多品种小批量生产，具有高效自动化水平高的特点。4．4 切（磨）削加工

1、何谓切削合力，切削合力与主切削力、进给抗力和吃刀抗力四者的关系如何？

答：在切削过程中为克服工件的变形抗力及刀具前刀面、后刀面上切屑层摩擦力，刀具要受到一个

作用力R称为切削合力，其方向与大小依切削条件变化而变化，为适应机床、夹具、刀具的设计、使用的需要，需将R 分解为主切削力Pz、进给抗力Px 和吃刀抗力Py，四者的关系为：R=（Pz2+Py2+Px2）1/2；切削法向力PN 为Px、Py的合力，当切深t远大于进给量s，并且刀尖 圆弧半径re及刃倾角λs 又不大时，切削合力将近似地处于于刀具与工件的正交平面内，则：Px≈PNsinKτ，Py≈PNcosKτ。

2、影响切削力的因素有哪些？刀具对切削力的影响因素有哪些？

答：影响切削力的因素有：工件材料，切削速度，进给量与切削深度，刀具的前角、主偏角、刃倾

角、刀尖圆半径和刀具的磨损、切削液等。刀具对切削力的影响因素：

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（1）前角γ一般γ增大时切削力下降，并且对Px、Py 的影响比对Pz 的影响大。（2）主偏角 Kr 切削塑性金属时当Kr在小于60°-75°的范围内增大时，切削力减小；当Kr 在大于60°-75°

范围内增大时，由于刀尖圆弧的影响切削力又增大；切削脆性金属时Kr>45°，后切削力基本不变。

（3）刃倾角λs 当λs 在10°-45°范围内变动时，切削力基本不变；但当λs 减小时，Py增大，Px减小。（4）刀尖圆弧半径对切削力影响不大；但当re增大时，Py 增大，Px减小。（5）刀具

磨损磨损增大，切削力增大，尤Py 增大最明显。

3、刀具磨损的类型以及刀具耐用度如何确定？

答：在切削过程中工件—刀具—切屑的接触区发生强烈的摩擦，刀具切削部分会不可避免的磨损，刀具磨损的形式有：（1）前刀面磨损成月牙状或凹洼，亦称月牙形磨损；（2）后刀面磨损是刀

具后刀面与工件发生磨损，形成一道后角为零的磨损区；（3）刀尖磨损系刀尖圆弧下的后刀面及临

近的副后刀面上的磨损，是刀具主后刀面磨损的延续；（4）边界磨损系刀尖在后刀面上相应工件

外圆处形成的磨损深沟。

刀具耐用度指刀具重新刃磨后开始使用到又磨损到规定的磨损限度内时总实际切削时间。

4、试述切削加工工艺方法类别

答：我国现行的行业标准JB/T5992-1992《机械制造工艺方法分类与代码》，将工艺方法按大类、中类、小类和细分类四个层次划分。其中切削加工列为第三类：一般有外圆、平面和内孔及渐开线 加工方法。

5、试述外圆表面、孔和平面的加工方案（略）。

答：见机械工程师资格考试指导书表4.4-3《外圆表面加工方案》P169、表4.4-4《孔加工方案》、46 / 89

表4.4-5《平面加工方案》。P169.6、试述经济加工精度的概念及如何正确理解其含义。

答：经济加工精度是指在正常加工条件下，该加工方法所能保证的加工精度。其含义可进一步理解 为：

①.经济加工精度是一个范围，在这范围内成本经济合理。

②.经济加工精度是一个动态概念，随机床、刀具、夹具和工艺技术水平的改善会随之提高。③.有关手册文献所介绍的加工精度一般可代表加工经济精度。

7、试述典型的车削、铣削、磨削加工以及车削、铣削、磨削加工的新技术。（1）典型的车削类型：外圆柱、端面、滚压；内孔的车、钻、扩、铰、镗、滚压；螺旋面：车外螺纹、内螺纹、旋风切螺纹、攻内螺纹、绕制弹簧；切断、切槽；锥

面、球面、椭圆柱面；特殊表面，成型、仿形曲面车削。

（2）铣削典型表面加工类型：铣平面、键槽；铣弧形面、圆曲面、球面；铣齿形，直、圆弧、锥、齿条；铣花键；铣凸轮。

（3）磨削典型表面加工类型：磨外圆、外锥面；磨端面；磨内孔； 磨曲面、凹球面、内球面；磨齿轮、齿形；专用表面磨削。

（4）车削新技术：加热车削：激光加热、等离子弧加热；超声车削（振动）；超精车削；薅态车

削；双主轴车削。

（5）铣削新技术：高速铣削；超硬铣削。

（6）磨削新技术：速磨削；高速成型磨削；超精磨削。

8、试述顺铣与逆铣的特点：

答：顺铣和逆铣都发球周铣。顺铣时，铣刀旋转方向与工件前进方向一致，其特点：（1）每齿铣削

厚度从最大到最小，刀具易切入工件。

（2）平均切削厚度大。（3）顺铣时刀具耐用度高，机床动力消耗较低。

（4）刀齿对工件的切削分为F1 向下，有利于夹紧工件，加工过程平稳。（5）其切削分力F2 大 于工作台的摩擦阻力进会千万工作台窜动，工作台丝杠间隙引起切削不稳定。

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逆铣时，铣刀旋转方向与工件前进方向相反，其特点：（1）其水平切削分力F2 的方向与工件进给

方向相反，切削进给平稳，有利于提高加工聨面质量和防止扎刀现象；（2）其垂直切削分力1 向

上，不利于工件夹紧；（3）平均切削厚度较小；（4）刀刃切入工件时，是从已加工表面圀始进刀，切削厚度从零开始，刀刃受挤压，磨损严重，加工表面粗糙度差，有严重的加工硬化层。

9、试述按照机床夹具通用化程度的不同，机床夹具可分为那些类型及它们的应用范围。答：按机床夹具通用化程度的不同，机床夹具可分为专用夹具、通用夹具、专业化可调夹具成组

夹具）和组合夹具等。

10、什么是欠定位和过定位？在机床夹具设计时能否出现欠定位和过定位？为什么？

答：夹具上工件定位件所能限制的工件自由度小于按照相关工艺规程要求所必须限制的自由度，称

为欠定位。在夹具的设计、制造中不允许出现欠定位。夹具上几个定位件都可能限制工件的同一个

或若干个自由度，造成工件定位不稳定或破坏正确定位，称为过定位。过定位对工件会产生不良的

影响，一般都应设法消除；过定位产生的不良影响未超出工件的技术要求，则可以允许存在，有时 甚至有益。

11、试述2-3 类型的超硬材料刀具，并说明它们的应用对象。

答：见机械工程师资格考试指导书表4.4-19《各类刀具材料的主要性能》：P187

12、试述刀具几何参数的选择原则。答：刀具几何参数的选择原则：

（1）前角——工件材料的强度、硬度愈低，塑性愈好；刀具材料的

抗弯强度和冲击韧度较高；工艺系统刚性差或机床功率不足等，应取大前角。（2）后角——应取较大后角的情况：精加工时切削厚度薄；多刃刀

具切削厚度薄；加工工件材料较软、粘，加工硬化倾向大，弹性模量小等。应取较小后角的情

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况：

工件材料的强度、硬度较高；粗加工强力切削、承受冲击载荷大的刀具；工艺系统刚性差；定尺寸

刀具（如拉刀、铰刀等）；铲齿刀具等。

（3）主偏角——应取较大主偏角的情况：采用硬质合金刀具进行粗

加工和半精加工；在切削过程中刀具需做中间切入工件或阶梯轴等。应取较小主偏角的情况：工艺

系统刚度允许的条件下；工件材料的强度、硬度高等。

（4）副偏角——应取较大副偏角的情况：工件或刀具的刚度较差；

在切削过程中刀具需做中间切入工双向进给等。应取较小副偏角的情况：精加工刀具；切断、切槽

也孔加工刀具；加工高硬度和高强度的材料或断续切削；加工细长轴等。（5）刃倾角——应取正刃倾角情况：精加工；微量切削的精加工刀

具可取特大正刃倾角；镗刀、铰刀等孔加工刀具加工盲孔；工艺系统刚度不足等。应取负刃倾角情

况：冲击负荷较大的断续切削；加工高硬度材料；孔加工刀具加工通孔等。（6）刀尖形状——圆弧形刀尖（圆弧过渡切削刃）：多用于单刃刀

具，钻头、铰刀也使用合理选用刀尖圆弧半径值，可提高刀具耐用度，并对工件表面有修光作用，但刃磨较困难。倒角形刀尖（直线过渡切削刃）；适用于各类刀具。可提高刀具耐用度和改善工件

表面质量，同时其刃磨方便。

（7）刃口形式——锋刃（锐刃）：刃磨刀具的前面、后面时自然形 成的，比较锐利，广泛应用于各类精切削刀具、成形刀具、齿轮刀具等。1）倒棱刃：通常是刃口附近的前刀面上的很窄负倒棱，主要适用于 粗加工或半精加工的硬质合金车刀、刨刀及端面铣刀。

2）消振棱刀：系在刃口附近的后刀面上一条很窄的负后角棱边。主

要用于工艺系统刚度不足条件下进行切削的单刃刀具（如车刀、刨刀、螺纹车刀等）。3）零度刃带（白刃）：系在刀具的主后刀面或副后刀面上靠近刃处

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磨出的一条后角为零的窄棱边。主要用于多刃刀具。

4）钝圆刃（倒圆刃）：系在切削刃上特意研磨出一定的刃口圆角。主要适用于各种粗加工或半精加工的硬质合金刀具及其可转位刀片。4.5 特种加工

1、什么是特种加工？常用特种加工的方法及特点有哪些？

答：特种加工是指不属于传统加工工艺范畴的加工工艺方法的总称。特种加工是将电、磁、声、光

等物理能量及化学能量或其组合施加在工件被加工的部位上，使材料被去除、累加、变形或改变性

能等。常见的特种加工有电火花加工（EDM）、激光加工（LBM）、超声加工（USM）。（1）电火花加工：在液体中通过工具电极与工件之间的脉冲电路放 电将材料调温蚀除。其特点为： ①.非接触式加工，无切削受力变形 ②.放电持续时间短，热影响范围小 ③.工具电极消耗影响加工精度

④.可加工任何硬、脆、韧和高熔点的导电材料 ⑤.其一般可用来穿孔、行腔加工、切割等。

（2）激光加工：材料在激光照射下瞬时急剧溶化和气化，并且产生 强烈的冲击波，使熔化物质爆炸式的喷溅和去除实现加工，轵特点： ①.材料适应性广，金属非金属均可以被加工 ②.非接触式加工 ③.不存在工具磨损 ④.设备造价较高

⑤.其一般用来微孔、切割、焊接、热处理刻制等。

（3）超声（波）加工：利用超声振动的工具端面，使悬浮在工作液 中的磨料冲向工作表面，去除工件表面材料，其特点： ①.作用力小，热影响小

②.工具不旋转，加工与工具形状相似的复杂孔 ③.加工高硬度材料时，工具磨损大

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第二篇：2018年机械工程师(中级)资格考试模拟试题及答案

2018年機械工程师(中级)资格考试模拟试题及答案 尺寸线,尺寸边界线,螺纹牙底线及齿轮线均用（细实线）画出.2 采用第一视角投影法表示工件视图时,后视图在左视图 最（右）.3 金属材料 剖面线一般是与水平方向成45 度平行线,但在（）时, 可画成与水平方向30 度或45 度平行线.4 尺寸公差是指（尺寸允许变动量）.5 在金属及合金中,主要是（金属键）,但有时也不同程度混有其它键.6 晶体 只要特征是具有一定 熔点,另一个特征是（）.7 铁碳合金相图中,共析转变温度为（）.8 含碳量〈（）为碳钢, 〉（）为铸铁.9 碳钢调质处理后获得 组织应为（）.10 高速钢片铣刀淬火后其变形应采用（）最为有效.11 中碳结构钢铸件、锻、轧件以及焊接件中出現 魏氏组织、粗大晶粒等地热缺陷和带状组织, 通过（）处理可以消除这些缺陷.12 38CrMoAl钢膛杆通嘸采用（）化学热处理.13 汽车变速齿轮一般采用（）化学热处理.14 碳钠米管 强度是钢（）倍.15 导光纤维 用途是（）.16 可以进行切削加工、锻造、焊接、热处理 硬质合金是（）.17 汽车方向盘、飞機舱内 装饰板、隔音板窗框等最后使用质坚、性韧、钢度大 工程塑料（）.18 内燃機火花塞选用（）陶瓷材料.19 化工管道泵等要求耐腐蚀耐老化性能 零件,可选用（）工程塑料.20 三大固体材料是指（）测定金属材料化学成分最传统、较准确 方法是（）.22 测定灰铸铁、轴承合金等具有粗大晶粒或组成相 金属材料 硬度及钢件退火、正火和调质后

硬度,多采用（）硬度计.23 機床床身通常采用（）.24 铁碳相图中有三条恒温转变线分别表示（）.25 钢 淬硬性高低取决于（）.26 淬火油槽 温度一般控制在（）以下.27 铍青铜可采用（）强化.28 为避免和减少钢件热处理时 氧化、脱氧最好采用（）.29 高速钢直柄麻花钻采用（）化学热处理,耐用度最高.30 65Mn 钢弹簧类零件常用 强韧化 方法是（）.31 機床导轨表面硬化最后采用（）热处理.32 灰铸铁拉延模必须进行（）强韧化处理,才能显著提高模具寿命.33 球墨铸铁制作拉延模时,经正火、回火后,还需进行（）化学热处理.34 车床上加工外圆及孔时出現混乱波纹,是由于（）.35 下述工件加工时哪一种（）采用顺铣方式较为适合.36 哪一种因素最可能引起外圆磨削时工件表面烧伤（）.37（）装配方法应按照概率法求解装配尺寸.38 为保证機床主轴中心高与尾座顶尖中心高 同轴度精度,应选择哪一种装配方法（）.39 機床主轴运转时出現了哪一种現象就表明其支承 滚动轴承工作游隙过小.40 一般切削加工 速度用（）表示,电火花线切削加工 速度则用（）表示.41 不同材料、不同铸造方法生产铸件所能得到 最小壁厚不一样,用砂型铸造灰铸铁件时,能获 得 最小壁厚为（）.42 如采用封闭浇铸系统,直浇口面积,模浇口面积,内浇口面积之比应为（）.43 当获得铝合金 最小壁厚在0.6-0.8mm 时,应采用（）铸造.44 不同 压力加工方法使金属内部受力不同,因此被加工金属会产生（）可锻性.45 锻造比重不采用工件变形前后（）来表示.46 自由锻分为手工锻造和機器锻造两种,目前采用最多 是機器锻,产生 锻件形状和尺寸主要 由（）决定.47 冲压工艺使用 原材料多属于（）较好 金属材料,如普通低碳钢,铜,铝合金等.48 三大类焊接方法指（）

在焊接生产中（）焊接方法占主导地位.50 焊接电弧由阴极区、阳极区和（）组成.51 焊接电弧温度可达（）52 电焊过程中,每5 分钟内有2 分钟用于换焊条和清渣,带电源 持续负载率为（）.55 汽车车身普遍采用（）涂漆方式.56 汽车行业应用最广泛 涂膜干燥方式是（）.57 喷涂纯钼层 最好选择是（）.58 长效防腐锌、铝涂层 最佳选择是（）.59 目前应用喷涂技术最多 行业是（）.60 镀锌钢板,镀锌薄板和钢带,镀锌铁丝等生产时采用（）生产方式.61 应用最广泛（）工艺,约占总电镀量 60%以上.62 用于制罐工业用薄板 防护层是（）.63 用于发动機汽缸内壁,活塞环等零件 电镀是（）.64 电火花成型 加工质量和脉冲电源参数 选择有关,为了提高加工效率,应调节哪个参数？应 如何调？

金属表面 激光热处理,常采用 是（）激光器？为什么？ 66 設 备预防性保养（PM）目 是（）.67 妇女进入生产加工车间,通常要求带帽子,其原因是（）.68 冲压設 备中为避免冲头冲断手指,冲床车身操作装置中常用 安全保护措施是（）.69 在易触电 电气設 备上操作时,防止触电 最重要 措施是（）.70 在工业生产中,由于能源,资源 转换,在生产过程中引起废水,废气,废渣,废热和放射性 物质 排放,从而污染大气、水体、和土壤；或是以产生噪声、振动、电磁辐射等给周围环境带来

危害,能产生这些有害影响 場所、設 备和装置 单元常被称为（）.71 工业废气中 主要污染物是（）.72 工业废水中 主要污染物是（）.73 在《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中,国家对固体废物污染环境 防治采用 “三

化”治理原则为（）.74 我国《公民基本道德规范》是（）.75 我国《公民道德建設 实施纲要》提出了职业道德 基本内容（）.76 《会计法》规定（）主管全国 会计工作.77（）通称”财务三表”

《企业会计制度》首次将（）纳入会计制度,从而能够保证会计核算信息与客观经济事实 相符.79 我国現行税种流转税类包括（）.80 我国尚未专门就知识产权制定统一 法律,而是根据知识产权 不同类型制定有不同 单项法 律,法规和规章,从而构成了我国知识产权 法律体系.这些单项法律是（）.81 我国专利法规定,授予发明和实用新型专利权 实质条件是（）.82 有限责任公司 股东 全部出资经法定验资機构验资后,由（）向公司登记機关申请設 立登记.83 股份有限公司在（）情况下可以不用召开临时股东大会.答案如下:1.细实线2.右侧3.主要轮廓线与水平方向成45 度4.允许尺寸 变动量5.金属键6.各向异性7.727℃ 8.2.11% 9.索氏体10.回火矫正法11.正火12.渗氮13.渗碳14.100 15.传输能量16.钢结硬质合金17.ABS 塑料18.氧化铝19.聚四氟乙烯20.金属材料陶瓷材料高 分子材料21.化学分析法22.布氏23.灰铸铁24.包晶转变共析转变共晶转变25.钢 含碳量 26.80℃ 27.固溶时效28.真空炉29.氧硫碳氮硼共渗30.等温淬火31.超音频淬火32.铬铌共 渗33.氮碳共渗34.车床主轴轴向窜动大35.不易夹紧平板类工件36.砂轮太硬37.部分互换 装配法38.修配装配法39.主轴支承部位温度明显升高40.m/min mm2/min 41.3mm 42.1.15:1.1:1 43.压铸44.相同 45.体积比46.操作工 技术水平47.可塑性48.熔焊钎焊 压焊49.电焊50.弧柱区51.5000K-30000K 52.60% 55.阴极电泳56.对流辐射57.火焰喷 涂58.电弧喷涂59.航空发动機60.连续电镀61.镀锌62.镀锡63.镀铬64.放电时间峰值电 流同时增大65.二氧化碳功率大66.延长設 备寿命保证加工质量避免突发事故67.避免长发 卷绕旋转部件内68.冲床上有左右手同时按 按钮冲头才能下落 操作装置69.将电气設 备接地 和接零70.A 工业污染源71.二氧化硫、颗粒物、一氧化碳、二氧化碳和笨类有機物72.重金属、有機物、悬浮物、放射性物质、色度、氨、氮、磷及油类73.减量化、资源化、无害化,即实行减

少固体废物 产生、充分合理利用固定废物和无害化 处置固体废物 原则74.爱国守法、明礼诚 信、团结友善、勤俭自强、敬业奉献75.爱岗敬业、诚实守信、办事公道、服务群众、奉献社会76.国务院财政部门77.资产负债表、利润表、現金流量表78.B 实质重于形式原则79.增值税消费 税营业税80.著作权法专利法商标法和反不正当竞争法81.新颖性创造性实用性82.全体股 东指定 代表或共同委托 代理人83.董事会认为必要时 第二章工程材料 2.1 金属材料.材料 基本力学性能主要包括哪此内容？

答:力学性能主要指标有硬度、强度、塑性、韧性等.硬度:制造业中,通常采用压入法测量材料 硬度,按试验方

法不同,分有布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、维氏硬度（HV）,表达材料表面抵抗外物压入

能力.布氏硬度（HB）是用一定载荷交淬火钢球压入试样表面,保持规定时间后卸载,测得表面 压痕 面积后,计算出单位面积承受 压力,为布氏硬度值（HB）,单位是kgf/mm2,通常不标注； 布氏硬度(HB)测试法一般用于HB<450.洛氏硬度(HR)以压痕深浅表示材料 硬度.洛式硬度有 三种标尺,分别记为HRA、HRB和HRC,采用不同 压头和载荷.生产中按测试材料不同,进行 选择,有色金属和火正火钢,选用HRB,淬火钢选用HRC；硬质合金、表面处理 高硬层选用HRA 进行测量.维氏硬度(HV)根据单位压痕表面积承受 压力定义硬度值,压头为锥角136 度金钢石 角锥体,载荷根据测试进行选择,适用对象普遍.肖氏硬度（HS）是回跳式硬度,定义为一定重量

具有金钢石圆头和钢球 标准冲头从一定高度落下,得到 回跳高度与下落高度 比值,适用于 大型工作 表面硬度测量.强度:常 强度指标为屈服强度бs,通过拉伸试验确定,定义

为材料开始产生塑性变形 应力,其大小表达材料抵抗塑性变形 能力,大多数金属材料在拉伸时

没有明显 屈服現象,因此将试样产生0.2%塑性变形时 应力值,作为屈服强度指标,称为条件 屈服强度,用б0.2表示.抗拉强度бb是材料产生最大均匀变形 应力.бb对設 计塑性低

材料如铸铁、冷拔高碳钢丝和脆性材料,如白口铸铁、陶瓷等制作 零件具有直接意义.設 计时

以抗拉强度确定许用应力,即[б]＝бb/K（K为安全系数）.塑性:通过拉伸试验确定塑性指标,包括伸长率（δ）和断面收 缩率（Ψ）,分别定义为断裂后试样 长度相对伸长和截面积 相对收缩,单位是％.它们是材料 产生塑性变形重新分布而减小应力集中 能力 度量.δ和Ψ值愈大则塑性愈好,金属材料具有一

定 塑性是进行塑性加工 必要条件.塑性还_____________Q可以提高零件工作 可靠性,防止零件突然断胂.韧性:冲击韧度指标αk或Ak表示在有缺口时材料在冲击载荷下

断裂时塑性变形 能力及所吸收 功,反映了应力集中和复杂应力状态下材料 塑性,而且对温度 很敏感,单位为kgf?m/cm2.2.設 计中 许用应力[б]与材料 强度有何关系？如何确定設 计中 许用应力？ 答:設 计中规定零件工作应力б必须小于许用应力[б],即屈服

强度除以安全系数 值б≤[б]＝бs÷K,式中K——安全系数,бb 对設 计塑性低 材料,如铸 铁、冷拔高碳钢丝和脆性材料,如白口铸铁、陶瓷等制作 具有直接意义.設 计时以抗拉强度бb 确厚许用应力,即[б]＝бb÷K（K为安全系数）.3.简述低碳钢、中碳钢和高碳钢 划分标准及其各自 性能特点.答:低碳钢（Wc 为0.10％～0.25％）,若零件要求塑性、韧性

好,焊接性能好,便如建筑结构、容器等,应选用低碳钢；中碳钢（Wc 为0.25％～0.60）,若零 件要求强度、塑性、韧性都较好,具有综合機械性能,便如轴类零件,应选用中碳钢；高碳钢（Wc 为0.60％～1.30％）,若零件要求强度硬度高、耐磨性好,例如工具等,应选用高碳钢.4.简述铁碳相图 应用.（P28 相图21-2）

答:（1）为选材提供成份依据Fe-Fe3C 相图描述了铁碳合金平衡组织随碳 质量分数 变化 规律,合金性能和碳 质量分数关系,这就可以根据零件性能要求来选择不同成份 铁碳合金.（2）为制订热加工工艺提供依据Fe-Fe3C 相图总结了不同成份 铁碳合金在缓慢冷却时组织随

温度变化 规律,这就为制订热加工工艺提供了依据.a.铸造根据 Fe-Fe3C 相图可以找出不同成份 钢或铸铁 熔点,确定铸造温度.b.锻造根据 Fe-Fe3C 相图可以确定锻造温度.始轧和始锻温度不能过高,以免钢材氧化严重和发

生奥氏体晶界熔化（称为过烧）.一般控制在固相线以下100～200℃.一般对亚共析钢 终轧和 终锻深度控制在稍高于GS 线（A3 线）；过共析钢控制在稍高于PSK 线（A1 线）.实际生产中各

处碳钢 始锻和始轧温度为1150～1250℃,终轧和终锻温度为750～850℃.c.焊接可根据相图来分析碳钢 焊接组织,并用适当热处理方法来减轻或消除组织不均匀性和焊 接应力.d.热处理热处理 加热温度都以相图上 临界点A1、A3、Acm 为依据.5.常材料硬度 测定法有哪三种？它们主要适应于检验什么材料？ 答:（1）硬度（HB）测定法:布氏硬度测定是用一定直径D（mm）

钢球或硬质合金球为压头,施以一定 试验力F(kgf或N),将其压入试样表面,经规定保持时间 t(s)后卸除试验力,试样表面将残留压痕.测量压痕球形面积A（mm2）.布氏硬度（HB）就是 试验力F除以压痕球形面积A所得 商.布氏硬度试验特别适用于测定灰铸铁、轴承合金等具有粗 大晶粒或组成相 金属材料 硬度为钢件退火、正火和调质后 硬度.（2）洛式硬度（HR）试验:洛式硬度是以测量压痕深度来表示材料 硬度值.洛式硬度试验所用

压头有两种.一种是圆锥角ɑ＝120° 金钢石圆锥体；另一种是一定直径 小淬火钢球.常 三 种洛式硬度如表2.1-2 所示.洛氏硬度试验常用于检查淬火后 硬度.标尺符号压头类型总试验力F(N)测量硬度范围应用举例 A HRA 金钢石圆锥5.884 22-88 硬质合金、表面薄层硬化钢

B HRB ￠1.558 钢球980.7 20-100 低碳钢、铜合金、铁素体可锻铸铁 C HRC 钢金石圆锥1471 20-70 淬火钢、高硬铸件、珠光体可锻铸铁

（3）维氏硬度（HV）试验:维氏硬度试验适用于常规材料,其压头是两对面夹角ɑ＝136° 金钢 石四棱锥体.压头在试验力F（N）作用下,将试样表面压出一个四方锥形 压前,经一定保持时 间后,卸除试验力,测量出压痕对角线平均并计算压痕 表面积A（mm2）,得到HV＝0.1891F ÷d2.6.请画表列出常金属材料 分类.__ 答: 钢

碳素结构钢合金结构钢碳素工具钢合金工具钢不锈钢耐热钢耐磨钢 低合金结构钢合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚珠轴承钢 铸铁

灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁合金铸铁 铝合金

铸造铝合金变速铝合金超硬铝合金锻铝合金 防锈铝合金硬铝合金 铜合金 黄铜青铜

锌黄铜铝黄铜锰黄铜锰铁黄铜锡青铜铝青铜铍青铜 7.材料选用 主要依据是什么？

答:在設 计和制造工程结构和機构零件时,考虑材料 使用性能、材料 工艺性能和经济性.（1）根据材料 使用性能选材:使用性能是零件工作过程中所应具备 性能（包括力学性能、物

理性能、化学性能）,它是选材最主要 依据.在选材时,首先必须准确地判断零件所要求 使用 性能,然后再确定所选材料 主要性能指标及具体数值并进行选材.具体方法如下: a.分析零件 工作条件,确定使用性能 b.进行失效分析,确定零件 主要使用性能

c.根据零件使用性能要求提出对材料性能（力学性能、物理性能、化学性能）要求.通过分析、计算转化成某此可测量 实验室性能指标和具体数值,按这些性能指标数据查找手册中各类材料

性能数据和大致应用范围进行选材.（2）根据材料 工艺性能选材:工艺性能表示材料加工 难易程序.所以材料应具有良好 工艺性 能,即工艺简单,加工成形容易,能源消耗少,材料利用率高,产品质量好.主要应考虑以下工艺 性: a.金属铸造性能 b.金属压力加工性能 c.金属機械加工性能 d.金属焊接性能 e.金属热处理工艺性能（3）根据材料 经济性选材:选材必须考虑经济性,使生______________产零件 总成本降低.零件 总成本包括

制造成本（材料价格、零件自重、零件 加工费、试验研究费）和附加成本（零件寿命,即更换零

件和停機损失费及维修费等）.2.2 其它工程材料

1.工程塑料一般具有哪些特性和主要用途？

答:工程塑料是指在工程中做结构材料 塑料,这类塑料一般具有较高機械强度,或具备耐高温、耐腐蚀、耐磨性等良好性能,因而可代替金属做某些機械零件.表2.2-1 常热塑性工程塑料 性能和应用

名称聚酰胺（PA,尼龙）聚四氟乙烯（PTFE 塑料王）ABS塑料聚甲醛（POM）聚碳酸酯 性能特点耐冷热、耐磨、耐溶剂、耐油、强韧；易吸湿膨账磨擦系数小、化学稳定性好、耐腐蚀、耐冷热、良好电绝缘性耐热、耐冲击；耐腐蚀性差耐热、耐疲劳、耐磨；成型尺寸精度差冲击韧

度、尺寸稳定性、低温性能、绝缘性和加工成型性均好、高透光率、化学稳定性差

应用轴承、齿轮、叶片、衬套阀门、管接头、护套、衬里等汽车、家电、管道、玩具、电器等制

品轴承、齿轮、叶片等機械零件、防弹玻璃、灯罩、防护面罩 表2.2-2 常用热工程塑料 性能和应用 名称酚醛塑料环氧塑料

性能特点强度和刚度大,尺寸稳定.耐热性,耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性；性脆易碎,抗冲击强度 低强度高、耐热性、绝缘性和加工成型性好；成本高,固化剂有毒性

应用电器开关、插头、外壳、齿轮、凸轮、皮带轮、手柄、耐酸泵塑料模具、精密量具、绝缘器

材、层压塑料、浇注塑料 2.简述工程塑料零件 工艺流程.答: 3.什么是陶瓷材料？陶瓷材料有哪此特点？ 答:陶瓷是无機非金属材料,是用粉状氧化物,碳化物等,通过成型和高温烧结而制成.陶瓷材料 是多相多晶材料,结构中同进存在着晶体相、玻璃相和气相,各组成相 结构、数量、形态、大小

和颁均对陶瓷性能有显著影响.陶瓷材料具有高硬度（>1500HV）、耐高温（溶点>2000℃）、抗氧化（在1000℃高温下不氧化）、耐腐蚀（对酸、碱、盐有良好 耐蚀性）以主其它优良 物 理、化学性能（优于金属 高温强度和高温蠕变能力,热膨胀系数小.热导率低,电阻率高,是良 好 绝缘体,化学稳定性高等）.陶瓷材料是脆性材料,故其抗冲击韧度和断裂韧度都很低.陶瓷 材料 抗压强度比其抗拉强度大得多（约为抗拉强度 10～40 倍）,大多数工序陶瓷材料 弹性 模量都比金属高.由于工程陶瓷材料硬度高,常采用洛式硬度HRA、HT45N、小负荷维氏硬度或 洛氏硬度表示.4.特种陶瓷 分类和基本性能特点.答: 特种陶瓷类别氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷氮化硼陶瓷金属陶瓷

基本性能特点强度硬度高；耐高温；高 抗蠕变能力；耐蚀性和绝缘性兽.缺点是脆性大,不能受

热冲击硬度高,磨擦系数小,有自润滑性和耐磨性,蠕变抗力高,热膨胀系数小,抗热振性好；化 学稳定性好,优异 电绝缘性能高温强度高,导热性好；其稳定性、抗蠕变能力、耐磨性、耐蚀性

好；且耐放射元素 幅射耐热性和导热性好,膨胀系数低,抗热振性和热稳定性好；高温绝缘性好, 化学稳定性好,有自润滑性,耐磨性好以金属氧化物（Al2O3 等）或碳化物（如TiC、WC、TaC 等）粉料,再加入适量 粘接刘（如Co、Cr、Ni、Fe、Mo 等）通过粉末冶金 方法制成,具有某 些金属性质 陶瓷,它是制造万具、戡具和耐磨零件 重要材料 5.什么是纳米材料？纳米材料有哪些主要 特性？

答:纳米是一个长度计量单位,一纳米相当于十亿分之一瑳.当物质颗粒小到纳米级后,这种物质

就可称为纳米材料.由于纳米颗粒在磁、光、电、敏感等方面呈現常规材料不具备 特性,因此在陶瓷增韧、磁性材料、电子材料和光学材料等领域具有广泛 应用前景.添加纳米粉体 材料与相同组成 普通粉体材料相比,材料 万分本身虽然并未改变,但活性增强, 主要表現为高抗菌、防污、耐磨、______________强度加大,材料重量只是钢 十分之一,但是它 强度却是钢

倍.人们通蟇改变塑料、石油、纺织物 原子、分子排列,使它们具有透气、耐热、高强度和

良好 弹性等特征.例如被称为纳米材料中 “乌金” 碳纳米玡具有非常奇异 物理化学性能.它 尺寸只有头发丝 十万分之一,但是它 导电率是铜 1 万倍；它 强度是钢 100倍,而重 量只有钢 六分之一,由于其强度是其它纤维 20 倍,具有经受10 万Mpa 而不被破碎 奇异效 果.2.3 热处理

1、简述钢 热处理工艺方法和目.答:将钢在固态下加热到预定温度并在该温度下保持一段时间,然后以一定 速度冷却,改变钢 内部组织,提高钢 性能,延长機器使用寿命 热加工工艺称为钢 热处理工艺.恰当 热处理工艺不仅可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成 各种缺陷,细化晶粒,消除偏析, 除低内应力,使组织均匀化；还可改善铸、锻件毛坯组织、降低硬度,便于切削加工；通过热处理

工艺可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力,降低结构件重量、节省材料和能源,提高機械产品质

量,大幅度提高零件 耐磨性、抗疲劳性、耐腐蚀性等,从而延长機器零件和工模具 使用寿命.2、钢 整体热处理包括哪此工艺内容？各自 主要目 何在？ 答:钢 整体热处理包括: a)退火将金属或合金加热到适当温度,保持一定时间然后 缓慢冷却（如炉冷）热处理工艺称为退火.包括: 完全退火、不完全退火、去应力退火、等温退火、球化退火、均匀化退火（扩散退火）、再结晶退 火等

b)正火将钢材D酅_^E確A或钢件加热到Ac3(亚共析钢)Acm（过共析

钢）以上30～50℃,保温适当 时间后,在静止 空气中冷却 热处理工艺.目 是细化组织、降低硬度、改善切削加工性能,改善显微组织形态为后续热处理工艺作准备等.c)淬火将钢件加热到Ac3或Ac1 以上某一温度,保持一

定时间,然后以适当速度冷却获得马氏体和（或）贝氏体组织 热处理工艺称为淬火.钢制零件经

淬火处理可以获得高强度、高硬度和高耐磨性,满足要求.d)回火钢件淬火后,再加热到Ac1 以下 某一温度,保温

一定时间,然后冷却到室温 热处理工艺称为回火.回火 目 是为了调整淬火组织,降低或消除 淬火内应力,降低硬度,提高钢 塑性和韧性,获得所需要 力学性能.淬火并高温回火习惯称为 “调质处理”,能获得良好 综合力学性能.3、钢 表面淬火方法有哪几种？

答:表面淬火是将工件表面快速加热到奥氏体区,在热量尚未传到心部时立即迅速冷却,使表面得

到一定深度 淬硬层,而心部仍保持原始组织 一种局部淬火方法.常用 方法有火焰加热淬火、感应加热淬火和激光淬火.（1）火焰淬火应用氧-乙炔火焰对零件表面进行加热,随之淬

火冷却 工艺.火焰淬火淬硬层深度一般为2～6mm.此法简便,无需特殊設 备,适用于单件或小 批量生产 各种零件.如轧钢機齿轮、轧辊、矿山機械 齿轮、轴、機床导轨和齿轮等.缺点是加 热不均匀,质量不稳定,需要熟练工操作.（2）感应加热淬火利用感应电流通过工件所产生 热效应,使工件表面、局部或整体加热并进行

快速冷却 淬火工艺.电流频率愈高,淬硬层愈浅,电流 透入深度与电流平方根成反比.根据 电流频率不同,感应加热可分为:高频感应加热（100～1000kHz）,淬硬层为0.2～2mm,适 用于中小齿轮、轴等零件；中频感应加热（0.5-10kHz）,淬硬层为2～8mm,适用于在中型齿 轮、轴等零件；工频感应加热（50Hz）,淬硬层深度为>10-15mm,适宜于直径>300mm 轧 辊、轴等大型零件.感应加热淬火质量好,表层组织细、硬度高（比常规淬火高2-3HRC）、脆性 小、生产效率高、便于自动化,缺点是設 备一性投资较大,形状复杂 感应器不易制造,不适宜单 件生产.4、钢 化学热处理工艺方法有哪几种？其目 是什么？ 答:化学热处理是将工件置于某种化学介质中,通过加热、保温和冷却使介质中某些元素渗入工件

表层以改变工件表层 化学成份和组织,使其表面具有与心部不同性能 热处理方法.常用化学热

处理 工艺方法有:渗碳、碳氮共渗和渗氮等.渗碳 目 是提高工件表层 碳含量,使工件经热 处理后表面具有高 硬度和耐磨性,而心部具有一定强度和较高 韧性.这样,工件既能承受大 冲击,又能承受大 摩擦和接触疲劳强度.齿轮、活塞销等零件常采用渗碳处理.碳氮共渗 目 是为了提高零件表面 硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度.与渗碳相比,其耐磨性、抗蚀性比渗碳

层高.零件变形小、速度快.渗氮 目 是提高工件表面硬度、耐疲劳和耐蚀性以及热硬性（在600～

650℃温度下保持较高硬度）,主要应用于交变载荷下工作 ,要求耐磨和尺寸精度高 重要零件, 如高速传动精密齿轮、高速柴油機曲轴、高精密機床主轴、镗床镗杆、压缩機______________活塞杆等,也可用于

在较高温下工件 耐磨、耐热零件,如阀门、排气阀等.5、消除铸件 内应力应采用什么热处理工艺？

答:消除铸件内应力采用退火工艺（又称人工时效）,铸铁件铸造成型后产生很大内应力不仅降低

铸件强度而且使铸件产生翘曲、变形,甚至开裂.因此,铸件铸造后必须进行退火,又称人工时效.将铸件缓慢加热到500～560℃适当保温（每10mm 载面保温2h）后,随炉缓冷至150～200℃ 出炉空冷.去应用退火一般不能超过560℃,以免共析渗碳体分解、球化、降低铸造强度、硬度.第三章产品設 计

3.1 新产品設 计开发程序

1、简述一般新产品設 计 主要程序过程是哪些？

答:新产品設 计 主要程序包括:产品可行性分析、产品概念設 计、产品技术設 计和設 计评价与决 策.产品可行性分析是通过对市場需求、技术水平及实現难度等方面 综合分析,判断产品开发 可行

性,为产品开发提供指导意见.概念設 计是指設 计思维中已具备一个初步設 计設 想,但未形成具体

方案 阶段.設 计主意生成是概念設 计中 重要 一个步骤,也是创新設 计 重要内容之一.技术

設 计是使原理构思转化为具体 结构,内容包括确定产品 基本技术参数,进行总体布局設 计和结

构設 计,编写設 计计算说明书等.评价过程是对各方案 价值进行比较和评定,而决策是根据目标

选定最佳方案,做出行动 决定.2、举出市場调查内容中有关同行调查 主要内容.答:竞争对手与分析、技术水平、生产能力、经营销售状况与方法、市場占有率.3、叙述設 计任务书编制 主要内容.答:設 计任务书编制 主要内容有:产品名称,产品 功能和使用范围,基本参数和主要技术指标, 产品 工作原理,总布局和关键部件,对品性能、寿命与经济性 分析比较,产品設 计、试验、试制 周期.4、产品設 计技术方案 评价主要包括哪三方面,每个方面 具体 内容有哪些？

答:评价方案在技术上 可行性和选进性,包括工作性能指标、可靠性、使用维护性.5、简述结构設 计 三原则.答:结构設 计 三原则:明确、简单、安全可靠.1）明确:指对产品設 计中所应 问题都应在结构方案中获得明确

体現和分担;2）简单:在确定结构时,应使其所含零件数目和加工工序类型尽

可能减少,零件 几何形状力求简单,减少或简化与相关零件 装配关系及调整措施;3）安全可靠:包括结构构件安全性、功能 安全、运行 安全性、工作 安全性和对环境 安全性等五个相关联 方面,設 计时应综合考虑.6、简述設 计评价目标三个方面 内容.答:設 计评价目标三个方面 内容: 1）技术评价:评价方恈在技术上 可行性和先进性

2）经济性评价:评价方案 经济效益,包括成本、利润、实施方 案 费用及回收期

3）社会评价:方案实施后对社会 效益和影响,是否符合国家科 技、产业发展政策,是否符合环保要求等.7、叙述設 计评价 方法有三,即经验评价法、数学评价法和试验 评价法,请说明这三种方法分别采用 場合.答:经验评价法用于方案不多,问题不太复杂 場合；数学评价可得到定量 评价参数,适用于多 数 评价場合；试验评价法用于一些比较重要,且仅靠分析计算不够有把握 場合.8、叙述各种設 计评价方法 优缺点.答:经验评价法可对方案做定性 粗略评价,过程较为简单,多用于方案不多,问题不太复杂 場 合；数学评价可得到定量 评价参数,适用面较广；试验评价法用于一些比较重要,且仅靠分析计

算不够有把握 場合,评价结果较为准确,但成本较高.3.2 機械設 计基本技术要求

1、機械零件設 计中最基本 计算是什么？计算 理论依据是什么？

答:機械零件設 计中基本 计算包括强度准则计算,寿命准则计算和振动稳定性准则计算,基本最

基本 是强度准则计算.强度准则是指零件危险载面上 应力不得超过其许用应力.其表达式为:б≤[б],式中[б]是零

件 许用应力,由零件材料 极限应力бlim 和設 计安全系数S 确定.= бlim÷S [бlim 材料

极限应力,数值根据零件 失效形式确定,静强度断裂时,бlim 为材料 静强度极限；疲劳断 裂时,бlim 为材料 疲劳极限；塑性变形时,бlim 为材料 屈服极限.]

2、说明高精度主轴設 计时,刚度校核 内容.答:零件或部件在工作时所产生 弹性变形不超过允许值,称为满足刚度要求.高精度主轴刚度校

核 内容包括主轴（梁）、支点（轴承）在载荷作用下发生 综合弹性变形（伸长、挠曲、扭转）校核.3、機械结构工艺性包含哪些内容和要求？

答:结构工艺性設 计涉及零件生产过程 各个阶段:材料选择、毛坯生产方法、機械加工、热处理、零件装配、機器操作、機器维护等.结构工艺性 基本要求:在满足工作前提下,合理选择材料,機器 整体布局和结构尺量简单,合 理划分零、部件并使其几何形状简单,合理确定毛坯,减少機械加工余量；考虑加工 可能性、方

便性、精度和经济性,尽可能采用成熟 结构.4、举例说明機械設 计工艺設 计中”如何有利于保证顺利装配、拆卸和维护”手段.答:以轴系零件 設 计为例:为便于轴上零件 装入,轴端应有倒角；为便于轴承 装拆,用于轴 承轴向定位和固定 轴肩高度应小于轴承内圈 高度.5、什么是产品 可靠性,可靠性评价通常有哪些表达指标？

答:可靠性是”产品”在规定条件下和规定”时间”内完成规定功能 能力.”产品”可以是元件、器件、設 备或系统.”时间”可以是小时、周期、次数、里程或其它单位表示 周期.可靠性 评价指标

1）可靠度（无故障概率）:对不可修复 产品,是指直到规定时间区间终了为止,能完成规定功能

产品数与在该时间区间开始时刻投入工作 产品数比；对可修复 产品,是指一个或多个产品 无故障工作时间达到或超过规定时间 次数与观察时间内无故障 总次数之比；

2）累计失效概率（故障概率）:产品在规定条件规定时间内失效 概率.可靠度与累计失效概率构

成一个完整 事件组；

3）平均寿命（平均无故障工作时间）:产品在使用寿命期内 某个观察期间累计工作时间与故障次 数之比；

4）失效率（故障率）:工作到某时刻尚未失效 产品,在该时刻后单位时间内发生失效 概率.6、说明确定可靠性关键件和重要件 原则.答:确定可靠性关键件和重要件 原则是: 1）故障会导致人员伤亡、财产严重损失 产品； 2）人寿命周期费用考虑是昂贵 产品； 3）只要它发生故障即会引起系统故障 产品；

4）影响系统可用性,增加了维修费用和备件数量 产品； 5）难以采购 或用新工艺制造 产品； 6）需进行特殊处理、储存或防护 产品.7、请简述古典磨擦定律 主要内容及其不完全正确（或不完善）之处.答:滑动磨擦定律（流体磨擦除外）古典磨擦定律认为: 1）磨擦力与表面接触面积无关,但与接触物体表面 材料及状态（粗糙度、温度、湿度等）有关, 即与磨擦因数有关；

2）静磨擦力正比于法向载荷,即F=μFn（μ为摩擦因数）； 3）动摩擦力 方向与接触物体 相对运动方向相反； 4）动摩擦因数小于静摩擦因数； 5）动摩擦力与相对滑动速度无关.古典摩擦定律虽不完全正确,但由于具有较大近似性和普遍性,至今仍在一般工程计算中广泛采

用.而現代摩擦学研究发現,以下情况表明,古典摩擦定律有待进一步完善: 1）当法向载荷较大时,即真实接触面积接近于表观接触面积时, 摩擦力与法向载荷呈非线性关系,摩擦力增加很快；

2）粘弹材料 摩擦力与接触面积有关,只有金属等具有一定屈服 限材料 摩擦力才表观接触面积无关.3）严格地说,摩擦力与滑动速度有关,金属 摩擦力随速度变化不大； 4）粘弹性材料 静摩擦系数不大于动摩擦系数.8、减少機械摩擦和磨损 主要措施有哪些？ 答:减少機械摩擦 主要措施有: 1）合理选择配对使用摩擦副 材料（如钢对青铜）； 2）确定零件表面合理 粗糙度值； 3）使用润滑油和有极压作用 添加亮晶剂,在摩擦表面生成边界膜； 4）以滚动接触代替滑动接触； 减少磨损 主要措施有: 1）合理选择配对使用摩擦副 材料； 2）确定零件表面合理 粗糙嚦和硬度值； 3）使用润滑剂,实現液体润滑或混合润滑； 4）以滚动接触代替滑动接触；

5）通过零件表面强化、表面涂层提高其耐磨性.9、防止和减少機械结构振动 原则措施有哪些？

答:1）选用刚度大、重量经、阻尼性能好 材料作为结构 主体材料 2）采用合理 壁厚和筋壁布置,提高结构刚度、减少结构重量；

3）采用适当 结构形式和工艺,如機床大件 双层壁不出砂结构和焊接结构等,增加结构内摩擦, 提高结构阻尼能力；

4）使系统工作时产生 冲击力（如铣刀齿 切入,工作台换向,旋转件 离心力等）与瓻统结构 固有频率相互远离,避免产生共振；

5）根据系统 动态特性,采用外部输入能量 方法,实現减振 主动控制；

6）在系统采用各类减振器（固体摩擦、液体摩擦、电磁声和涡流阻尼）,减少振动 振幅； 7）采用粘弹性聚合物或滞弹性松弛高阻尼合金附着在振暐处吸附振动能量,将其转为热量消散掉等；

8）采用隔振地基或隔振器（垫）隔除外部振动能量向系统内部传入； 9）对于旋转运动件心产

生 离心力作用；

10）对于機床,尺量采用连续、平衡 切削过程,避免产生各种周期 和非周期 力冲击（如飞刀 铣削、滑枕、工作台往得运动时换向等）,而导致强迫振动乃至共振.10、简述怇准件設 计 意义.答:1）减轻設 计工作量,缩短設 计周期,有利于設 计人员将主要精力用于关键零部件 設 计； 2）便于建立专门工厂采用最先进 技术大规模地生产标准零部件,有利于合理使用原材料、节约能 特别是高速）,质量颁布要均匀对称,重心应在其旋转中心线上,避免信源、降低成本、提高质量和可靠性、提高劳动生产率； 3）增大互换性,便于维修； 4）便于产品改进,增加产品品种；

5）采用与国际标准一致 国家标准,有利于产品走向国际市場.因此,在機械零件 設 计中,設 计人员必须了角和掌握有关 各项标准并认真地贯彻执行,不断提

高設 计产品 标准化程度.3.3 機械零、部件設 计

1、指出齿轮传动 特点及适用范围.答:齿轮传动是現代機械中应用最广 一种传动形式.齿轮传动 优点是:瞬时传动比恒定,工作平稳,传动准确可靠,可传递空间任意两轴之间 运动和动力；适用 功率和速度范围广,功率从 接近于零 微小值到数万千瓦,圆周速度从很低到300m/s；传动效率高,η=0.92-0.98,在常 用 機械传动中,齿轮传动 效率较高；工作可靠使用寿命长；外廓尺寸小,结构紧凑.齿轮传动 主要缺点是:制造和安装精度要求较高,需专门設 备制造,成本较高,不宜用于较远距

离两轴之间 传动.2、轴零件在结构設 计时要满足哪些条件？

答:轴和装在轴上 零件要有准确 工作位置,轴必须具有足够 强度和刚度,轴上 零件应便于 装拆和调整,轴应具有良好 制造工艺性等.3、滚珠丝杠副主要应用在哪些場合？

答:滚珠螺旋传动具有传动效率高、起动力矩小、传动灵敏平稳、工作寿命长等优点,故在機床、汽车和航空等制造业中应用广泛.主要缺点是制造工艺比较复杂.4、带传动主要有哪些类型？

答:常用带传动有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等.平带传动结构最简单,带轮也容易制造在传动中心距较大情况下应用较多.V带有普通V带、窄V带等多种类型,在同样张紧力下,V 带传动较平带传动能产生更大摩擦力, V 带允许 传动力比较大,结构较紧凑,并多已标准化大量生产,因而比平带传动应用广泛.多楔带兼有平带和V带 优点,柔性好,摩擦力大,传递功率高,解决了多______________根V带长短不一而使各 带受力不均 问题.多楔带主要用于传递功率较大而结构要求紧凑 場合.同步齿形带综合了带传动和齿轮传动 优点.同步带通常由钢丝绳或玻璃纤维绳等为抗拉层、氯丁

橡胶或聚氨酯橡胶为基体、工作面上带齿 环状带等组成.工作时,带 凸齿与带轮外缘上 齿槽 啮合传动.由于抗拉层承载后变形小,能保持同步带周节不变,故带与带轮没有相对滑动,从而保

证同步传动.5、螺栓组防松 方法有哪些？

答:有機械防松（如采用开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等）、摩擦防松（如采用双

螺母、弹簧垫圈、锁紧螺母等）和永久防松（即破坏螺纹副防松,如采用冲点、涂粘合剂）.6、销 主要功能包括哪些方面？

答:定位销（用于固定零件之间 相对位置）、联接销（用于联接并可传递不大 载荷）和安全销

（用作安全装置中 过载剪断元件）.7、指出离合器 种类及适用范围.答:离合器 种类见下表.离合器操纵离合器機械离合器啮合式:如牙嵌式、齿式、转键式等；摩擦式:如圆盘摩擦片（块）式、圆锥摩擦式、涨圆摩擦式、扭簧摩擦式等；电磁感应式:如转差式、磁粉式等 气压离合器 液压离合器 电磁离合器

自控离合器超越离合器啮合式:如牙嵌式、棘轮式等；摩擦式:如滚柱式、楔块式等 离心离合器摩擦式:如闸块式、钢球式、钢砂式、钢棒式等

安全离合器啮合式:如牙嵌式、钢珠式等；摩擦式:如圆盘式、圆锥式等

1）牙嵌离合器由两个端面上有牙 半边离合器组成.其中一个半边离合器固定在主动轴上,另一 个半边离合器用导键（或花键）与从动轴联接,并可由操纵機构使其做轴向移动,以实現离合器将

运动分离与接合 功能.牙嵌离合器一般用于转矩不大,低速接合处.2）圆盘摩擦离合器圆盘摩擦离合器是在主动摩擦盘转动时,由主、从动盘 接触面间产生 摩擦 力矩传递转矩,有单盘式和多盘式两种.与牙嵌离合器相比,圆盘摩擦离合器 优点是:不论任何 速度两轴均可接合或分离；接合过程平稳,冲击、振动较小；从动轴 加速时间和所传递 最大转

矩可调节；过载时可发生打滑,以保护重要零件不致损坏.其缺点为外廓尺寸较大；在接合、分离

过程中产生滑动摩擦故发热较大,磨损也较大.为了散热和减轻磨损,可以把摩擦离合器浸入油中 工作.3）电磁离合器电磁离合器是利用电流通过激磁线圈时所产生 磁力操纵各种拼命元件,以实現接

合和分离 离合器.电磁主合器可单独操纵,亦可集中控制和远距离控制,与其它機电元件亦可在

主、从动部分有转速差 情况下保持恒定转矩（例如磁粉离合器）.电磁离合器具有结构简单操纵

方便 优点.电磁离合器 缺点是有少量剩磁,尤其是磁力线通过摩擦片 离合器.剩磁会妨碍离 合器主、从动摩擦片 彻底分离,而在切断电流后离合器还有残留转矩.8、箱体、機架件設 计 一般要求有哪些？ 答: 1）可靠性:在使用期内必须安全可靠,其结构应与所承受 外力相 协调,能满足强度、刚度、振动稳定性、疲劳强度、热变形等方面 要求.2）实用性:箱体、機架是機器重要 组成部分其精度、表面粗糙度、尺寸和形位公差等技术指标必须确保機器 使用性能和使用寿命.3）工艺性；结构应容易铸造或焊接,减少和防止铸造或焊接缺陷, 便于加工装配和调试.焊接结构应便于实現機械化处自动化焊接.4）经济性:要尺量减轻结构质量降低材料成本,减少能源消耗、加

工工时和制造成本.根据箱体、機架 不同用途,設 计中对以上各项既要有所偏重,又要统筹兼顾, 要重视其外观造型設 计.9、请说出齿轮传动、丝杠传动和普通皮带传动各自最大 区别特点（优点）.答: 1）齿轮传动 主要优点是:瞬时传动比恒定,工作平稳,传动准确

可靠,可传递空间任意两轴之间 运动和动力；适用 功率和速度范围广,功率从接近于零 微小 值到数万千瓦,圆周速度从很低到300m/s；传动效率高,η=0.92-0.98,在常用 機械传动中, 齿轮传动 效率较高；工作可靠使用寿命长；外廓尺寸小,结构紧凑.2）丝杆传动 优点是:降速传动比大:对单丝螺旋而言,螺杆（或

螺母）转动一圈,螺母（或螺杆）移动一个螺距,螺距一般很小,所以每转一圈 移动量比齿轮齿 条传动要小得多,对高速转动转换成低速直线运动可以简化传动系统,侃结构紧凑,并提高传动精

度；可获得大 轴向力:对于螺旋传动施加一个不大 转矩,即可得到一个大 轴向力；能实 Tj/F4+1_____現自

锁:当螺旋 螺纹升角小于齿面间当量摩擦角时螺旋具有反行程自锁作用即只能将传动转换成轴向

移动,不能将移动转换成转动.这对于某些调整到一定位置后,不允许因轴向载荷而造成逆转 機

械是十分重要 ,例如铣床 升降工作台、螺旋千斤顶、螺旋压力機等；工作平稳无噪声.3）带传动 主要优点是:缓冲吸振,传动平稳、噪声小；带传动靠

摩擦力传动,过载时带与带轮接触面间发生打滑,可防止损坏其它零件；适用于两轴中心距较大 場合；结构简单制造、安装和维护等均较为方便,成本低廉.10、简述一般传动齿轮 設 计方法和步骤.答:齿轮传动有多种失效形式但对于某一具体工作条件下工作 齿轮传动,通常只有一种失效形式

是主要 失效形式,理论上应针对其主要失效形式选择相应 設 计准则和计算方法确定其传动尺寸, 以保证该传动在整个工作寿命期间不发生失效.但是,对齿面磨损、塑性变形等失效形式目前尚未

建立行之有效 成熟 计算方法和完整 設 计数据.目前設 计一般工况下工作 齿轮传动时,通常都只依据保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度

两准则进行计算.而对高速重载易发生胶合失效 齿轮传动,则还应进行齿面抗胶合能力 核算.至于抵抗其它失效 能力,仅根据失效 原因,在設 计中采取相应 对策而不作精确 计算.一般情况下齿轮传动 設 计准则为: 1）对闭式软齿面齿轮传动,主要失效形式是齿面点蚀,故按齿面 接触疲劳强度进行設 计计算,再按齿根弯曲疲劳强度进行校核.2）对闭式硬齿面齿轮传动,其齿面搞点蚀能力较强,主要失效形

式表現为齿根弯曲疲劳折断,故按齿根弯曲疲劳强度进行設 计计算,再按齿面接触疲劳强度进行校 核.3）对开式齿轮传动,主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折

断,故先按齿根弯曲疲劳强度进行設 计计算,然后考虑磨损 影响,将强度计算所求得 齿轮模数 适当增大.11、传动齿轮設 计时,如何确定齿轮 结构参数.答:通过齿轮传动 强度计算,确定出齿轮 主要尺寸（如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直 径等）,齿圈、轮辐、轮子毂等 结构形式及尺寸大小,通常由结构設 计而定,而不进行强度计算.齿轮 结构設 计与齿轮 几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关.进行

齿轮 结构設 计时,必须综合地考虑上述各方面 因素.通常是先按齿轮 直径大小,选定合适 结构形式,然后再根据荐用 经验数据,进行结构設 计.对于直径很小 钢制齿轮,若齿根圆到键槽底部 距离较小时,应将齿轮和轴做成一体（称为齿轮 轴）.当齿顶圆直径小于160mm 时,一般做成实心结构 靿轮.但航空产品中 齿轮,也有做成腹板式.当齿顶圆直径小于500mm 时,宜做成腹板式结构,腹板上开孔 数目按结构尺寸大小及需要而定.当齿顶圆直径大于400mm 而小于1000mm 时,一般应做成轮辐截面为”十”字形 轮辐式结构 齿轮.为了节约贵重金属对于尺寸较大 圆柱齿轮,可做成组装齿圈式 结构.齿圈用钢制,而轮芯则用 铸铁或铸钢.12、传动轴設 计时首先应考虑和解决哪主要问题？

答:轴 設 计包括结构設 计和工作能力计算两方面 内______________容.合理 结构和足够 强度是轴設 计必须 满足 基本要求.轴 结构設 计是根据轴上零件 安装、定位以及轴 制造工艺等方面 要求,合理地确定轴 结构 形式和尺寸.轴 工作能力计算包括轴 强度、刚嚦和振动稳定性等方面 计算.足够 强度是轴 承载能力 基本保证,轴 强度不足,则会发生塑性变形或断裂失效使其不能正常工作.对某些旋转精度要求

较高 轴或受力较大 细长轴,如機床主轴、电機轴等,还需保证足够 刚度,以防止工作时产生 过大 弹性变形；对一些高速旋转 轴,如高速磨床主轴、汽轮機主轴等,则要考虑振动稳定性问 题,以防止共振 发生.13、简述采用普通丝杠和滚珠丝杠传动 各自优点和場合.答:普通丝杠:结构简单制造方便,成本低,易于实現自锁,运转平稳,但当低速或作运动 微调 时可能出現爬行.用于機床 进给、分离、定位等機构,压力機、千斤顶 传力螺旋等.滚珠丝杠:摩擦阻力小,传动效率高,运转平稳,低速时不爬行,启动时无抖动,经调整和预紧可 实現高精度定位,寿命长.用于精密機床和数控機床,测量機械,传动和调整螺旋,车辆,飞機上

传动和传力螺旋.14、简述非同步传动带选用 一般程序.答:传动带选用 一般程序见下图:

15、标准化 减速器按传动和结构特点划分主要有哪五种？选用时主要考虑哪些要求？ 答:减速器是指原动機与工作機之间独立 闭式传动装置,用以降低转速并相应增大转矩.某些場

合也可用于增速装置,并称为增速器.按传动和结构特点划分,减速器可分为齿轮减速器:（圆柱 齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器）；蜗杆减速器:（圆柱蜗杆减速器、环面蜗 杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆-齿轮减速器）；行星齿轮减速器；摆丝针轮减速器；谐波齿轮减速

器.上述五种减速器已有标准系列产品,使用时只需结合所需传动功率、转速、传动比、工作条件

和機器 总体布置等具体要求,从产品目录或有关手册中选取.16、两件联接常有哪些形式和方法？

答:機械静联接又分为可拆联接和不可拆联接.可拆联接是不须毁坏联接中 任一零件就可拆开 联接,故多次装拆无损于其使用性能.常用 有螺纹联接、键联接（包括共花键联接、无键联接）及销联接等,其中尤以螺纹联接和键联接应用较广.不可拆联接是至少必须毁坏联接中 某一部分

才能拆开 联接,常见 有铆钉联接、焊接、胶接等.17、什么是离合器？离合器 主要功能和設 计要求是什么？

答:离合器是主、从动部分在同轴线上传递转矩和旋转运动时,在不停機状态下实現分离和接合 装置.安置在機械設 备传动系统中 离合器通过操纵或自控进行离合,可以完成工作機启动、停止、换向、变速等工作.离合器还具有软启动、节能、吸收冲击能量、减缓振动、实現速度超越、防止

逆转以及对传动系统 过载保护等功能.对离合器 基本要求是:接合平稳,分离彻底,动作准确；结构简单,外廓尺寸、重量和转动惯量 小；工作安全可靠,操纵方便、省力,对接合元件 压紧力能在内部平衡；接合元件耐磨,散热性 能好,工作寿命长.18、什么是制动器？对制动器 基本要求是什么？

答:制动器是使运转中 機构或機器迅速减速、停止并保持停止状态 装置；有时也用作调节或限

制機构或機器 运动速度（例如使重物以恒定速度下降）.制动器是保证機构或機器安全工作 重 要部件.对制动器基本要求是:制动可靠,操纵灵活,散热良好,重量轻,结构紧凑,便于安装和 维护.为了减小制动转矩,缩小制动器 尺寸,通常将制动器安装在制动对象传动轴系 高速轴上.但对于安全度要求高 設 备,如矿井提升機等,因高速轴距制动对象较远,安全可靠度较差,传动

轴系发生断轴事故,制动对象 安全仍然没有保证.所以还需在低速轴上安装安全制动器.3.4 气动、液压传动控制系统

1、常用 气动、液压元件最基本 有哪些？按功能控制阀又分为哪几类？

答:气动、液压最基本 元件是动力元件（液压泵、液压马达）、执行元件（液压缸）、控制元件

（方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等）和辅助元件（油箱、油管、滤油器、储能器等）.按功能控制阀可分为压力控制阀（溢流阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）、方向控制

阀（液控单向阀、电磁换向阀）.2、说出液压传动 主要优缺点.答:与齿轮、螺旋等以固体作为传动构件相比,液压传动具有以下优点:易于获得很大______________ 力或力矩, 传递相同功率时体积小、重量轻、运动惯性小、反映速度快；可以在较大 范围内方便地实現无级

调速；传动平稳,易于实現频繁 换向和过载保护；易于实現自动控制,且其执行機构能以一定 精度自动地按照输入信号（常为機械量）变化规律动作（液压随动）,并将力或功率放大；摩擦

运动表面得到自行润滑,寿命较长；液压元件易于实現通用化、标准化、系列化,便于設 计和推广

使用,系统而已灵活方便；很容易实現直线运动.液压传动 缺点是:由于油液存在漏损和阻力,效率较低；系统受温度 影响较大,以及油液不可 避免地泄漏及管道弹性变形,不能保证严格 传动比；液压元件加工和装配精度要求较高,价格较

贵,液压系统可能因控制元件失灵丧失工作能力,元件 维护和检修要求较高 技术水平；液压元 件中 密封件易于磨损,需经常更换,费用较高,密封件磨损还会告成因泄漏而污染环境 弊端.3、液压系统中密封 重要意义是什么？常用 动密封有哪些类型？

答:液压系统中密封 重要意义是防止泄漏造成污染和浪费,以及对系统工作稳定性和可靠性 影 响.动密封按不同 相对运动类型分旋转式和移动式.旋转式动密封又按被密封两结合面间是否有间隙, 分接触型和非接触型两种.动密封 設 计和选用除考虑其适应性和密封能力,还应考虑使用时 寿

命和可靠性.常用动密封形式有:成型填料密封、油封、機械密封硬填料密封和螺旋密封.4、举例说明液压系统压力不足产生 原因和解决方法.答: 液压系统压力不足原因 解决方法 溢流阀卡死、拆下溢流阀修理、油泵磨损严重、更换新油泵、阀体上压力油堵崩掉、重新堵死、管路过长或管径过细改用大管径油管或重新設 计管路长度 3.5 电气传动基础

1、简述电动機 种类和用途.答:在工程機械中应用 电动機主要分为两大类:機械能转化为电能是发电機,其中包括直流发电

機和交流发电機；电能转化为機械能是电能機,其中包括直流电动機、交流异步电动機和同步电动

機等.根据电动機不同 控制方式又可分为伺服电动機和步进电动機.2、简述直流电动機和交流电动機 调速方法.答:直流电动機主要调速方式为

1）改变电枢电阻:使用变阻器或接触器、电阻器通过调节电枢电阻 调速；

2）改变电枢电压:通过电动機-发电機组、晶闸玡变流器或晶体管晶 闸管开关电路改变电枢电压调速；

3）改变磁通:通过直流电源变阻器、电动機扩大機或磁放大器、晶 闸管变敁器改变线圈磁量使电动機实現调速.异步电动機 调速:由于异步电动機转子转速n=（1-s）60f/p, 因此可以通过改变极对数p电源频率f和转差率s 三种方法调节转速.改变极对数p采用有级电动

機进行有级调速；应用电子变频器改变电源频率f实現电动機连续调速.3、简述直流电动機和交流电动機 制动方法.答:直流电动機制动:在电动機转子上施加与转动方向相反 转矩,使电动機限速（如电动機带重 物恒速下降）,或减速（如停车过程）运行.制动转矩可以是电磁转矩,也可能是外加制动闸 機 械摩擦转矩.电磁制动 制动力矩大、控制方便、没有機械磨损.常用电磁制动有以下几中方式: 1）动能（能耗）制动:一般电动機电枢断电后,其转子动能仍维持

转子盧续转动,靠风阻待摩擦损耗耗尽原有动能后停车,持续时间较长；为缩短停车过程占用时间, 保持励磁不变,电枢从电源断开后接入电阻RL,则电枢中电动势Ea.产生电流Ia（与电动势状态 方向相反）,在电阻RL 上耗能,并按发电機原理在电枢上产生与转动方向相反 电磁制动转矩, 使转子快些减速.但转速降至较低值时电动势Ea和电枢电流Ia都较小,制动转矩也较小,常辅以 制动闸加强低速制动效果.2）反接制动:制动时保持励磁不变,电源反接使电枢电流反向,产

生制动 电磁转矩.同时应串入附加电阻RL 以限制过大 电流.当转速下降至零时,应及时切断 电源,以防电动機向反方向重新启动.以上制动方式切使附加电阻上产生相当大 能量损耗,运行

经济性较差.3）反馈制动:在直流电动機带恒定转矩负载并采用调压调速运行

时,如需降低转速,应先降低电枢电压,些时电动機转速n 与___________电势Ea不会突变,因而暂时U〈Ea, 电枢电流Ia反向,成发电状态运行,向电源反馈电能,并产生制动 电磁转矩,使转速下降.在此 过程中电枢转子多余 动能反馈给电源,而不是空耗在附加电阻上,因此运行经济性较好.异步电动機制动方法有: ① 能耗制动:当电动機定子绕组与交流电源断开后,立即接

到一个直流电源上,流入 直流电流在气隙中建立一个静止不动 磁場,它在旋转着 转子绕组中 感生电流、电阻损耗:转子电流与静止磁場相作用产生制动转矩.② 发电（再生）制动:当电动機转子转速大于定子旋转磁場 同步转速（用外力使电动機转子加速或定子电源频率减低）时,电动機处于发电機制定运行状态.③ 反接制动:电动機电源相序改变,使旋转磁場旋转方向改

变；或因负载作用使转子反转,均可使电动機旋转磁場与转子旋转方向相反,产生制动转矩.与直

流电动機反接制动相似,此时如仍维持电源电压不变,定子电流将很大,要采取限流措施.4、简述电动機选用 一般原则.答:电动機 选用时应综合考虑下列问题:（1）根据機械负载性质和生产工艺对电动機启动、制动、反转、调速等要求,选择电动機类型.（2）根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求,考虑电动機 温升限制、过载能力与启

动转矩倍数选择电动機容量,并确定通风冷却方式.容量选择应适当留有余量.（3）根据使用場所 环境条件如温度、湿度、灰尘、腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要 防护等级和

结构与安装方式.（4）根据企业 电网电压标准和对功率因数 要求,确定电动機 电压等级与类型.（5）根据生产機械 转速要求与http://www.xiexiebang.com 械 复杂程度,选择电动機 额定 转速.（6）由于目前已有相当多 派生与专用产品系列,能较好地适应与满足各行业 特殊要求,可优选

考虑选用专用系列产品.另外,运行可靠性、条件通用性、安装与维修是否方便、产品价格、建設 费用和运行维修费用等方

面,也应在综合考虑之列.3.6 設 计方法与应用

1、简述计算機辅助設 计方法在工程方面 应用.答:（1）用于绘图及几何造型绘图应用软件即图形处理软件,是计算機用于绘图 软件,由图形 处理系统软件和图形处理应用软件组成.CAD 绘图系统能完成主观图、侧视图、剖面、局部视图、正等轴侧图以及三维图形 绘制.（2）用于计算和分析CAD 系统可进行产品 静/动态特性、磁場、温度場、流体場、振动、强度、应变分布、热变形等内容 分析研.CAD 系统还可用于研究

機构 运动学特性,干涉情况分析,自动给出结构 物理特性,如体积、重量、重心、惯性矩、截 面二次矩等.（3）用于产品設 计CAD系统可分为两大类,即人機交互会话型和非会话型.前者用于設 计目标难

以用数学模型定量描述 場合,人在設 计过程中起到推理、分析、判断、决策 作用,该系统适于

新产品 开发設 计.非会话型設 计过程即计算機按設 计师编制 程序自动完成設 计 各个工作步骤, 适用于設 计目标能够定量加以描述 場合,即变异性設 计和适应性設 计.（4）计算機仿真及试验CAD 系统在設 计阶段,为了对設 计对象进行性能评价、决策,特别是对难

以实时对实物进行性能试验 工程对象,如:价值昂贵 武器系统,难以进行实物试验 航空航天 产品,难以复現 瞬态过程,大型结构及大型設 备 性能预测研究等.采用模拟或仿真技术进行性

能评价有重要 实用价值.另外,使用计算機控制产品 验收及性能试验,进行数据 采集、分析、处理已是現代产品试验技术 主要特征之一.2、简述人機工程設 计 一般原则.答:人機工程設 计 一般指导原则如下: 1）工作空间应符合人体尺寸和工作类型,身体姿势、体力和运动

三者应适宜操作并互相制约.不同姿势下 工作空间和有利工作区域与方向在考虑工作空间时,应

使四肢具有足够 活动空间.工作器具应与人 四肢相适应.各种操纵器具 布置应在人体功能可 能实現 范围内.2）信息 显示与信号 选择設 计和布置,应与人 感觉能力（视

觉、听觉、触觉）相适应.信息 显示有视觉、听觉和触觉三类.通常,信息通过视觉获得但在紧 急情况下使用听觉显示 效果更大.因为对于突然发生 声音,人具有特殊 反应能力.但过度地 应用听觉显示,易使人疲劳.3）操纵、调节部件 选择造型和布置,应适合有关身体部位及其

运动,并考虑有关灵敏度、精确度、速度、作用力等方面 要求.控制件設 计 一般要求如下: ①.控制件 运动方向应与被控制动作或显示器 运动方向一致； ②.控制件 造型应s21使操作者只用一般 体力；

③.要求精确度较高 操作活动只能使用较小 体力,但应保持适当

阻力,使操作者对操作 精确度有所感觉；

④.不同設 备完成相同功能控制件 大小和形状应一致；

⑤.控制件应易于识别,可以用颜色、尺寸、开关或在控制面板上加 说明予以区别;⑥.除非故意联动,控制件 使用不应互相干扰； ⑦.要求迅速或精确高速 地方用手进行操作； ⑧.为执行若干个分段控制,应采用止动型控制；

⑨.当控制件要求用力大或要求连续向前用力时,可选用脚操作.4）环境、安全和技术文件等方面 考虑.工作环境对人 工能

力和安全有巨大影响.但广义工作环境設 计 探讨已超出設 备設 计 范畴.环境条件包括温度、湿

度、辐射热、灰尘、射线、气体、气压、重力、加速度、照明、色彩、噪声、振动等.在人-機設 计

中着重考虑 应是設 备本身对人（操作人员或服务对象）所处环境 劣化和設 备設 计叹人所处环境

改善两个方面.在交通运输市亩中,設 备为有关人员提供了”小”环境备件,空调、通风、减振、降噪等是此类設 备 設 计所必须考虑 人機界面问题.3、简述模块化設 计 含义和划分原则.答:模块化設 计是在对产品进行市場分析、预测、功能分析 基础上,划分并設 计出一系列通用

功能模块,根据用户要求,对模块进行选择和组合,构成不同功能或功能相同性能不同、规格不同

产品.模块化莾计 划分原则是力求以少数模块组成尽可能多 产品,并在满足要求 基础上使产品精度

高、性能稳定、结构简单、成本低廉,且模块结构应简单规范,模块间 联系尽可能简单.划分模 块既要兼顾制造管理方便,具有较大灵活性,避免组合时产生混乱,又要考虑到该模块系列将来 扩展和向专用、变型产品 辐射.划分 优劣直接影响模块系列設 计 成功与否.划分前必须对系 统进行仔细、系统 功能分析和结构分析,并要注意下各点: 1）模块在整个系统中 作用及其更换 可能性和必要性； 2）保持模块在功能及结构方面有一定 独立性和完整性； 3）模块间 接合要素应便于联接与分离； 4）模块 划分不能影响系统 主要功能.4、简述生命周期設 计 含义和应用.答:产品生命周期設 计其目标是所設 计 产品对社会 贡献最大,而对制造商、用户和环境 成本

最小.它是一种在設 计阶段即考虑产品整个生命周期内价值 設 计方法这些价值包括产品所需 功

能、产品 可生产性、可装配性、可测试性、可拆卸性、可运输性及其循环利用性和环境友好性.生命周期設 计要求設 计师评估生命周期成本,并将评价结果用于指导設 计和制造方案 决策.生命周期設 计 应用见下图.5、简述创新設 计 含义和方法.答:创新設 计是技术创新 重要内容,是希望在設 计中更充分发挥設 计者 创造力,利用最新 科

技成果,在現代設 计理论方法 指导下,設 计出更具有竞争力 新颖产品.创新設 计可分为开发型

設 计、变异設 计和反求設 计三种类型.1）开心型設 计是针对新任务进行从有所不同方案到结构方案 新 設 计,完成从产品规划到施工設 计 全过程,是在探索中创新.2）变异地設 计是在已有产品 基础上,进行原理方案機构结构、参

数、尺寸 变异以适用市場新 要求或提高竞争力,变型系列产品在生产中广泛应用,这是通过变 异 一种创新.反求設 计是针对已有产品或設 计、进行分析、消化、吸收,掌握其关键技术,进而开心出同类 先

进产品,这是一种在吸取中 创新.第四章機械制造工艺学 4.1 工艺过程設 计

1、什么是工艺规程？简述工艺规程 設 计依据和基本程序.答:工艺规程是规定产品和零部件加工工艺过程和操作方法等 工艺文件,是企业生产中 指导性 技术文件.設 计工艺规程 主要主要依据（亦即原始材料）主要有: 1）零件 样图及相关 装配图 2）产品验收 质量标准

3）企业生产条件毛坯生产、专用工艺装备制造条件 4）通用与标准工艺装备及有关手册资料 設 计工艺规程 基本程序（基本步骤）: 1）产品装配与零件图分析、产品性能功用、零件结构工艺性 2）确定毛坯制造方法

3）拟订零件制造工艺路线选择定位基准面

4）工序設 计:确定各工序中 工步顺序与内容；各工序所用設 备、工艺装备；各工序尺寸与加工

余量；主要加工工序分析；计算工时定额； 5）编制工艺规程文件

2、工艺规程設 计中最应注意 问题是哪些？

答:工艺规程設 计中最应注意 问题（即解决 主要问题）有: ①.零件 结构工艺性分析 ②.零件加工中 基准选择 ③.表面加工方法选择 ④.加工阶段 划分 ⑤.加工顺序 安排 ⑥.工序 合理组合 ⑦.加工余量 确定 ⑧.加工工序尺寸 计算 ⑨.主要工序 分析

3、结构工艺性审查 主要对象和内容包括哪些？审查 目 和意 义何在？

答:产品结构工艺性审查系指工艺設 计人员对产品及零件部件 结构,分阶段进行可加工性、可装

配性、可维修性和经济性分析、评价.其审查 主要对象: ①.自行設 计 新产品

②.根据引进 技术资料或样機开发 产品 ③.根据市場需求进行局部改造設 计 老产品 其审查目 : ①.发現产品 設 计及工艺生问题

②.提前预见到生产所需关键設 备或专用工艺設 备 结构审查时应考虑 主要因素有: ①.产品 类型、结构特点与复杂程度； ②.生产类型与产品发展前景

③.企业現有生产工艺技术 发慌趋势及可推广国内外 新工艺、新技术、新装备等.4、什么是基准？工艺基准选择 主要原则是什么？

答:所谓工艺基准就是零件上用来确定其它点、线、面 那些点、线、面.其可分为:設 计基准——在零件力样上用来确定其它点、线、面 位置 基准；工艺基准

——在加工和装配过程中使用 基准.其又可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准等.工艺基准选择 原则是（这里是指定位）: ①.精基准选择 原则

①.基准重合原则即尽可能选择零件 設 计基准作为定位基准,这样可消除由于基准不重合带来

基准不重合误差.②.基准统一原则即尽可能在加工工序中采用同一基准,以简化夹具設 计及工序集中提高加工精度 和生产率.③.互为基准原则即在主要零件中 两个重要表面有高 相对位置要求时,一般在精加工时先以其

中一面作为定位基准加工另一表面,再换它们 位置,如此多次加工就能保证它们之间 相互位置 精度.④.自为基准原则对零件上 重要工作表面 加工储备量及一些先整加工方法往往采用被加工表

面本身作为基准以保证加工质量.②.粗基准 选择

①.为保证加工表面与不加工表面之间 位置精度,则应以不加工表面作为粗基准； ②.为保证零件上 重要表面加工侠量小而均匀,则要以该表面作为粗基准；

③.为使毛坯上多个表面 加工余量较为均匀,应选择能使其余毛坯面到所选粗基准 位置误差得

到均匀 毛坯面为粗基准.如阶梯轴 置身辅助副本基准应该选中间阶梯 端面；

④.在没有設 计要求保证表面余量均匀 情况下,若零件_____________9每个表面都需加工,则应选择加工小 表 面为粗基准；

⑤.粗基准应便于定位、装夹和加工；

⑥.粗基准应尽可能平整、光整:有飞边、浇口、冒口 表面以及分型面、分模面不应作为粗基准；

⑦.同一定位自由度方向 粗基准一般只允许使用一次.5、工艺路线設 计 内容和所要解决 问题是什么？ 答:工艺路线設 计中解决 主要问题包括:表面加工方法选择、加工阶段 划分与加工顺序 安排 以及工序 合理组合等.表面加工方法选择: ①.表面 加工要求考虑经济加工精度； ②.要考虑加工方法对相对位置精度 影响； ③.加工方法应对零件材料 可加工性相适应； ④.加工方法要考虑生产类型； ⑤.加工方法要考虑現場加工条件； 加工阶段划分: ①.粗加工阶段高效地切除各加工表面 大部分余量,为进一步加工做准备；

②.半精加工阶段降低粗加工时带来 误差,使工件达到一定精度, 精加工做好准备,并对一些 次要表面完成加工；

③.精加工阶段其主要目 是保证主要表面 精度；

④.光整加工其主要目 是降低粗糙度或进一步提高加工精度.加工顺序 安排（拟订）: ①.機械加工顺序安排:先粗后精；先基准后其它,先平后孔、先主后次；

②.热处理工序安排:改善機械加工工艺性热处理；提高機械性能热处理；稳定性热处理； ③.其它辅助工序 安排:检验工嚏、其它特殊要求——探伤、退沙等； ④.工序合理组合: I.集中和工序分散 合理组合: a． 所谓工序集中就是在一次工胅下尽可能同时加工多个表面； b． 而工序分散是每个表面 加工尽可能分散到不同 工序中去加工.II.工序集中 特点:有利采用高效专用機床和工艺装备,工件安装次数少,操作工人少,占地 面积小,容易保证各表面位置精度,設 备制造周期长,可靠性好,要求高.III.工序分散 特点:機床、夹具、刀具简单,调整简便,生产准备工作小,工序柔性好,可选较 为合理 切削用量,設 备多.IV.工序集中与工序分散之间 关系及组合应根据生产类型及加工精度和現場生产条件合理组合.6、工艺路线 設 计应首先确定加工 方法选择表面加工方法时应 遵守哪些原则？

答:选择表面加工方法时应遵守下列原则: ①.经济加工精度加工表面粗糙度；

②.对几何形状精度和位置精度与选择方法相适应； ③.加工方法与所选加工材料 可加工性相适应； ④.加工方法与加工类型相适应； ⑤.加工方法与現場設 备情况相适应.7、機械加工工艺顺序安排有哪几个先后原则？

答:先基准后其它；先主后次,以主带次；先面后孔；先粗后精.8、简述工艺方案 技术经济评价原则和方法.答:工艺方案 评价原则: ①.成本指标:有关费用（工艺成本）；生产成本=工艺成本+无关费用；工艺成本约占生产成本

70%~75%,作为评价工艺方案 成本指标.②.投资指标

③.追加投资回收期T1=（I2-I1）/（C2-C1）I1、I2——两种投资方案 投资总额 C1、C2——两种方案 工艺成本 工艺方案经济评价评价方法:（1）C=VN+F——工艺成本（2）C1=V+F/N——单件成本

若两种方案投资额相差大时,必须考虑投资回收期:（1）应小于工艺装备使用年限（2）应小于产品生产年限（3）应小于国家规定 年限 4．2 工艺装备 設 计与制造

1、工艺装备包括哪些内容？它们如何分类？

答:为完成加工工艺过程必须 切削刀具、機床夹具、压力加工和铸造加工用 各种模具和工具焊 接加工用 夹具和工具装配用 工具、特种加工用工具各种计量检测工具各种加工用辅具以及各种

工位器具等统称为工艺装备.工艺装备 类型:（1）按制造工艺分类:切削加工用 工艺装备、装配用工艺装备、特殊加工用工艺装备、铸造用工艺装备、压力加工用工艺装备、焊接用工艺装备.（2）按标准化、通用化、组合化程度分类:标准工艺装备、通用工 艺装备、专用工艺装备、组合工艺装备.2、工艺装备 选用和設 计原则是什么？ 答:工艺装备 选用和設 计原则是: ①.高低耗原则；

②.遵守工装設 备 通化（标准化、通用化、系列化和组合化）原则； ③.尽量缩短生产准备周期,满足试制和投产期要求；

④.缩短工艺装备投资回收期与满足相应 技术经济指标,产品试制中 工艺装备费用不超过试制

产品成本 10%-15%.产品正式生产阶段中工艺装备费用占产品成本 比例应该在5%以下.外 购工艺装备、自制工艺装备与专用工艺装备 消耗成本比例应为2:1:3,以此来提高经济效益； ⑤.保证快速高效与安全方便； ⑥.工艺装备具有良好 结构工艺性.3、组合工艺装备（夹具）特点是什么？

答:组合工艺装备是一种带有柔性 特殊 工艺装备,其特点为: 1）其完全或主要由标准元件和标准部件组装而成 2）其是针对被加工工件 某道工序 要求组装而成 3）用完后可拆卸还原以备后用

4）一般可组成各类機床 组合夹具、焊接、检验、装配及冲模组合夹具.4、工艺装备选择 依据是什么？选择 原则是什么？选择 程序又是什么？

答:（1）工艺装备选择 依据是:工艺方案；工艺规程；工序要求与設 备；本企业 現有工艺装备

条件；各类工艺装备 标准、订购手册、图册及使用说明书.（2）其选择 原则是:高效低耗；标准化、通用化、系列化、组合化； 生产周期短；满足投资回收期要求及经济指标；方便、省力；良好 结构工艺性,便于制造.（3）其选择 程序是:认真分析工艺方案；确定工艺装备类型（标准、通用、专用、组合）与规格；

填写各种工艺装备明细表或编制工艺装备設 计任务书；主管批准.5、进行工艺装备验证 目 和内容是什么？如何进行工艺装备 验证？（1）进行工艺装备验证 目 : ①.保证产品零件部件加工质量符合設 计和工艺要求.②.验证工艺装备 可靠性、合理性、安全性以保证产品 正常生产.（2）工艺装备验证 内容: ①.安装方便、可靠、安全、总重量是否超过設 备承重能力.②.保证工件正确、可靠 定位与夹紧等.③.满足工艺要求,在加工余量、切削用量符合工艺要求 条件下工艺装备刚度是否满足加工要求, 刀具是否干涉等.④.满足生产进度和批量生产要求.（3）工艺装备 验证方法: ①.固定場地、固定設 备上验证.②.現場验证.③.重点验证——大型、复杂、精密、关键 工艺装备.④.一般验证.⑤.简单验证.4．3 车间平面設 计

1、车间平面設 备布置 原则是什么？

答:车间平面設 备布置 原则:生产效率；生产設 备 利用率稳定；生产过程 工件库存量小,加

工流程平衡；生产柔性与适应性；生产 经济性.2、如何根据产品品种P和产品Q 来确定车间生产設 备 布置方案？

答:车间生产設 备 布置方案基本取决于产品种类和生产量,根据P（产品种类）—Q（生产量）分 析建立P—Q图,再确定车间生产設 备 布置方案.（1）按产品（流水线生产线）設 备布置方案——Q/P比值大时, 适合于连续 大量生产,应按照生产产品 工艺路线进行车间生产以及辅助設 备 布置；（2）按工程（或专业化）設 备布置方案——当Q/P 小时,即单件, 多品种小批量生产.同类型生产設 备集中布置在车间 一个区域内,形成专业化 加工区域；（3）成组（或单元）設 备布置方案——当Q/P介于上述两者之间, 可按成组技术原理和方法将多种产品 零件分类成组,形成较大 成组批量,针对扩大批量 零件 组 加工需要来布置车间生产設 备和辅助設 备形成生产单元.3、车间生产設 备 布置方式都有哪几种？各有何特点？适合于何种場合？ 答:车间生产設 备 布置有機群式和流水线两种布置.（1）機群式布置按工程或工艺专业化原则,将同类機床布置在一

个区域其特点是对产品品种适应性强,有得工艺管理和提高設 备利用率,生产管理方便,一般工件

加工路线长周转多,生产周期长在制品量大且流动资金占用多,车间之间协作多,管理工作复杂.（2）流水线布置按生产对象专业化原则对某种零件（或零件组）

按其加工顺序来排列各种生产設 备和辅助設 备组成流水线.其特点:单一品种流水线,适用于大量

生产方式；多品种（成组、可变）流水线,适用于少品种成批生产.柔性制造系统（FMS）由加工中心和数控機床为主 機床系统,物料搬运系统、计算機控制系统组

成 柔性制造系统.有很高 柔性加工可变性,特别适用于多品种小批量生产,具有高效自动化水平高 特点.4．4 切（磨）削加工

1、何谓切削合力,切削合力与主切削力、进给抗力和吃刀抗力四者 关系如何？

答:在切削过程中为克服工件 变形抗力及刀具前刀面、后刀面上切屑层摩擦力,刀具要受到一个

作用力R称为切削合力,其方向与大小依切削条件变化而变化,为适应機床、夹具、刀具 設 计、使用 需要,需将R 分解为主切削力Pz、进给抗力Px 和吃刀抗力Py,四者 关系为:R=（Pz2+Py2+Px2）1/2；切削法向力PN 为Px、Py 合力,当切深t远大于进给量s,并且刀尖 圆弧半径re及刃倾角λs 又不大时,切削合力将近似地处于于刀具与工件 正交平面内, 则:Px≈PNsinKτ,Py≈PNcosKτ.2、影响切削力 因素有哪些？刀具对切削力 影响因素有哪些？

答:影响切削力 因素有:工件材料,切削速度,进给量与切削深度,刀具 前角、主偏角、刃倾 角、刀尖圆半径和刀具 磨损、切削液等.刀具对切削力 影响因素:（1）前角γ 一般γ增大时切削力下降,并且对Px、Py 影响比对Pz 影响大.（2）主偏角 Kr 切削塑性金属时当Kr在小于60°-75° 范围内增大时,切削力减小；当Kr 在大于60°-75° 范围内增大时,由于刀尖圆弧 影响切削力又增大；切削脆性金属时Kr>45°,后切削力基本不变.（3）刃倾角λs 当λs 在10°-45°范围内变动时,切削力基本不变；但当λs 减小时,Py增大, Px减小.（4）刀尖圆弧半径对切削力影响不大；但当re增大时,Py 增大,Px减小.（5）刀具 磨损磨损增大,切削力增大,尤Py 增大最明显.3、刀具磨损 类型以及刀具耐用度如何确定？

答:在切削过程中工件—刀具—切屑 接触区发生强烈 摩擦,刀具切削部分会不可避免 磨损, 刀具磨损 形式有:（1）前刀面磨损成月牙状或凹洼,亦称月牙形磨损；（2）后刀面磨损是刀 具后刀面与工件发生磨损,形成一道后角为零 磨损区；（3）刀尖磨损系刀尖圆弧下 后刀面及临

近副后刀面上 磨损,是刀具主后刀面磨损 延续；（4）边界磨损系刀尖在后刀面上相应工件 外圆处形成 磨损深沟.刀具耐用度指刀具重新刃磨后开始使用到又磨损到规定 磨损限度内时总实际切削时间.4、试述切削加工工艺方法类别

答:我国現行 行业标准JB/T5992-1992《機械制造工艺方法分类与代码》,将工艺方法按大类、中类、小类和细分类四个层次划分.其中切削加工列为第三类:一般有外圆、平面和内孔及渐开线 加工方法.5、试述外圆表面、孔和平面 加工方案（略）.答:见機械工程师资格考试指导书表4.4-3《外圆表面加工方案》P169、表4.4-4《孔加工方案》、表4.4-5《平面加工方案》.P169.6、试述经济加工精度 概念及如何正确理解其含义.答:经济加工精度是指在正常加工条件下,该加工方法所能保证 加工精度.其含义可进一步理解 为: ①.经济加工精度是一个范围,在这范围内成本经济合理.②.经济加工精度是一个动态概念,随機床、刀具、夹具和工艺技术水平改善会随之提高.③.有关手册文献所介绍 加工精度一般可代表加工经济精度.7、试述典型 车削、铣削、磨削加工以及车削、铣削、磨削加工 新技术.（1）典型 车削类型:外圆柱、端面、滚压；内孔 车、钻、扩、铰、镗、滚压；螺旋面:车外螺纹、内螺纹、旋风切螺纹、攻内螺纹、绕制弹簧；切断、切槽；锥

面、球面、椭圆柱面；特殊表面,成型、仿形曲面车削.（2）铣削典型表面加工类型:铣平面、键槽；铣弧形面、圆曲面、球面；铣齿形,直、圆弧、锥、齿条；铣花键；铣凸轮.（3）磨削典型表面加工类型:磨外圆、外锥面；磨端面；磨内孔； 磨曲面、凹球面、内球面；磨齿轮、齿形；专用表面磨削.（4）车削新技术:加热车削:激光加热、等离子弧加热；超声车削（振动）；超精车削；薅态车

削；双主轴车削.（5）铣削新技术:高速铣削；超硬铣削.（6）磨削新技术:速磨削；高速成型磨削；超精磨削.8、试述顺铣与逆铣 特点: 答:顺铣和逆铣都发球周铣.顺铣时,铣刀旋转方向与工件前进方向一致,其特点:（1）每齿铣削 厚度从最大到最小,刀具易切入工件.（2）平均切削厚度大.（3）顺铣时刀具耐用度高,機床动力消耗较低.（4）刀齿对工件 切削分为F1 向下,有利于夹紧工件,加工过程平稳.（5）其切削分力F2 大 于工作台 摩擦阻力进会千万工作台窜动,工作台丝杠间隙引起切削不稳定.逆铣时,铣刀旋转方向与工件前进方向相反,其特点:（1）其水平切削分力F2 方向与工件进给 方向相反,切削进给平稳,有利于提高加工聨面质量和防止扎刀現象；（2）其垂直切削分力1 向 上,不利于工件夹紧；（3）平均切削厚度较小；（4）刀刃切入工件时,是从已加工表面圀始进刀, 切削厚度从零开始,刀刃受挤压,磨损严重,加工表面粗糙度差,有严重 加工硬化层.9、试述按照機床夹具通用化程度 不同,機床夹具可分为那些类型及它们 应用范围.答:按機床夹具通用化程度 不同,機床夹具可分为专用夹具、通用夹具、专业化可调夹具组

夹具）和组合夹具等.10、什么是欠定位和过定位？在機床夹具設 计时能否出現欠定位和过定位？为什么？ 答:夹具上工件定位件所能限制 工件自由度小于按照相关工艺规程要求所必须限制 自由度,称

为欠定位.在夹具 設 计、制造中不允许出現欠定位.夹具上几个定位件都可能限制工件 同一个

或若干个自由度,造成工件定位不稳定或破坏正确定位,称为过定位.过定位对工件会产生不良 影响,一般都应設 法消除；过定位产生 不良影响未超出工件 技术要求,则可以允许存在,有时 甚至有益.11、试述 2-3 类型 超硬材料刀具,并说明它们 应用对象.答:见機械工程师资格考试指导书表4.4-19《各类刀具材料 主要性能》:P187

12、试述刀具几何参数 选择原则.答:刀具几何参数 选择原则:（1）前角——工件材料 强度、硬度愈低,塑性愈好；刀具材料

抗弯强度和冲击韧度较高；工艺系统刚性差或機床功率不足等,应取大前角.（2）后角——应取较大后角 情况:精加工时切削厚度薄；多刃刀

具切削厚度薄；加工工件材料较软、粘,加工硬化倾向大,弹性模量小等.应取较小后角 情况: 工件材料 强度、硬度较高；粗加工强力切削、承受冲击载荷大 刀具；工艺系统刚性差；定尺寸

刀具（如拉刀、铰刀等）；铲齿刀具等.（3）主偏角——应取较大主偏角 情况:采用硬质合金刀具进行粗

加工和半精加工；在切削过程中刀具需做中间切入工件或阶梯轴等.应取较小主偏角 情况:工艺

成系统刚度允许 条件下；工件材料 强度、硬度高等.（4）副偏角——应取较大副偏角 情况:工件或刀具 刚度较差；

在切削过程中刀具需做中间切入工双向进给等.应取较小副偏角 情况:精加工刀具；切断、切槽

也孔加工刀具；加工高硬度和高强度 材料或断续切削；加工细长轴等.（5）刃倾角——应取正刃倾角情况:精加工；微量切削 精加工刀

具可取特大正刃倾角；镗刀、铰刀等孔加工刀具加工盲孔；工艺系统刚度不足等.应取负刃倾角情

况:冲击负荷较大 断续切削；加工高硬度材料；孔加工刀具加工通孔等.（6）刀尖形状——圆弧形刀尖（圆弧过渡切削刃）:多用于单刃刀

具,钻头、铰刀也使用合理选用刀尖圆弧半径值,可提高刀具耐用度,并对工件表面有修光作用, 但刃磨较困难.倒角形刀尖（直线过渡切削刃）；适用于各类刀具.可提高刀具耐用度和改善工件

表面质量,同时其刃磨方便.（7）刃口形式——锋刃（锐刃）:刃磨刀具 前面、后面时自然形 成 ,比较锐利,广泛应用于各类精切削刀具、成形刀具、齿轮刀具等.1）倒棱刃:通常是刃口附近前刀面上 很窄负倒棱,主要适用于 粗加工或半精加工 硬质合金车刀、刨刀及端面铣刀.2）消振棱刀:系在刃口附近后刀面上一条很窄 负后角棱边.主

要用于工艺系统刚度不足条件下进行切削 单刃刀具（如车刀、刨刀、螺纹车刀等）.3）零度刃带（白刃）:系在刀具 主后刀面或副后刀面上靠近刃处 磨出 一条后角为零 窄棱边.主要用于多刃刀具.4）钝圆刃（倒圆刃）:系在切削刃上特意研磨出一定 刃口圆角.主要适用于各种粗加工或半精加工 硬质合金刀具及其可转位刀片.4.5 特种加工

1、什么是特种加工？常用特种加工 方法及特点有哪些？

答:特种加工是指不属于传统加工工艺范畴 加工工艺方法 总称.特种加工是将电、磁、声、光 等物理能量及化学能量或其组合施加在工件被加工 部位上,使材料被去除、累加、变形或改变性 能等.常见 特种加工有电火花加工（EDM）、激光加工（LBM）、超声加工（USM）.（1）电火花加工:在液体中通过工具电极与工件之间 脉冲电路放 电将材料调温蚀除.其特点为: ①.非接触式加工,无切削受力变形 ②.放电持续时间短,热影响范围小 ③.工具电极消耗影响加工精度

④.可加工任何硬、脆、韧和高熔点 导电材料 ⑤.其一般可用来穿孔、行腔加工、切割等.（2）激光加工:材料在激光照射下瞬时急剧溶化和气化,并且产生 强烈 冲击波,使熔化物质爆炸式 喷溅和去除实現加工,轵特点: ①.材料适应性广,金属非金属均可以被加工 ②.非接触式加工 ③.不存在工具磨损 ④.設 备造价较高

⑤.其一般用来微孔、切割、焊接、热处理刻制等.（3）超声（波）加工:利用超声振动 工具端面,使悬浮在工作液 中 磨料冲向工作表面,去除工件表面材料,其特点: ①.作用力小,热影响小

②.工具不旋转,加工与工具形状相似 复杂孔 ③.加工高硬度材料时,工具磨损大

④.其一般用来型腔加工、穿孔、抛光、零件清洗等,主要用于脆性材料.2、电火花加工 基本原理.答:电火花加工是利用工具电极和工件之间 间隙防电来蚀除金属 加工方法,其可以用来切割成

型和表面（形腔）成型加工,前者用工具电极为导线,常称为线切割加工,后者称为电火花成型加 工.3、评价电火花成型加工工艺质量 主要指标是哪些？

答:评价电火花成型加工工艺质量 主要指标是:（1）加工效率:单位时间内工件材料 去除量, 单位:mm3/min.（2）加工表面质量:粗糙度、表面组织变化及表面显微裂纹等.（3）加工精 度:尺寸、位置、形状精度.（4）工具电极损耗率:通常用工具电极 何种损耗量对工件材料 何 种蚀除之比表示.4、影响电火花加工精度 主要因素是什么？ 答:影响电火花加工精度 主要因素:（4）脉冲电源 质量和加工参数 选择——包括脉冲宽度ti,放电 时间te,放电周期tp,放电重复频率f,峰值电流ie 等.（5）工作液——工作液可以提高放电点 能量密度,增大放电时 爆炸力,使熔化 金属容易排出.（6）电极材料及电极設 计

（7）工艺系统 制造及安装高速 精度和质量.5、为提高电火花成型加工 效率应调整哪些工艺参数？如果为了降低表面粗糙度,工艺参数又应 如何调整？

答:从电火花加工材料去除率（即加工效率）和表面粗糙度公式可以看出:为提高电火花成型加工

效率,可以提高放电时间te,或提高峰值电流ie,或提高放电重复频率f；如果为了降低表面粗 糙度,则应减小放电时间te,或减小峰值电流ie.6、为了保证电火花成形加工 效率和表面质量往往要牺牲什么？

答:只增加峰值电流ie,而减小放电时间te可保证加工效率和表面质量但工具电极相对损耗率增大.7、什么是电火花线切割加工？

答:在电火花加工中利用导线电电极（钼丝或铜丝）以及电极与工件间 相对运动和放电对工件进

行切割 加工方法叫做电火花线切割加工.8、一般情况下电火花线切割加工达到什么样 切割效率、表面粗糙度和加工精度？ 答:一般情况下切割效率为20mm2/（min?A）.表面粗糙度: 1）高速切割为Ra5-25μm,最佳只有Ra1μm； 2）低速切割一般可达Ra1.25μm,最佳Ra0.2μm.加工精度指尺寸精度、形状精度和位置精度 总称.1）快速切割时可控加工精度在0.01-0.02mm.2）低速走丝时可达0.005-0.002mm.9、线切割加工 主要工艺参数指标及经济性因素分析.答:线切割加工 主要工艺参数指标是: 1）切削速度指单位时间内电极丝中心线在工件上切割 面积总和, 单位用mm2/min 表示,通常40-80mm2/min 为高速切削速度；将每安培电流 切割速度称为 切割效率,一般切割效率为20 mm2/（min?A）.2）表面粗糙高速切割为Ra5-25μm,最佳只有Ra1μm；低速切 割一般可达Ra1.25μm,最佳Ra0.2μm.3）电极丝损耗量对高速走丝线切割機床,用电极丝在切割

10000mm2 面积后,电极丝直径 减少量来表示.一般每切割10000mm2,泪丝直径减少不应 大于0.01mm.4）加工精度指尺寸精度、形状精度和位置精度 总称.快速切割 时0.01-0.02mm.低速走丝时0.005-0.002mm.影响线切割加工工艺经济性因素主要有: 1）电极丝及移动速度 2）工件厚度及材料 3）预置进给速度

10、什么是激光加工？

答:激光是一种高度高,方向性好 相干光,其发散性小和单色性好,焦点处功率可达

107-1011w/cm2,温度可达万度以上,其加工就是利用材料在激光照射下 冲击波使熔化物质爆 炸式喷溅去除.11、金属加工常用 激光器是哪些？它们之间 区别除了在工件物质以外,还在于什么？ 答:金属加工常用 激光器有两种,一种是固体激光器,如红宝石激光器、玻璃激光器、YAG激光 器和金绿宝石激光器；另外一种是气体激光器:如CO2激光器、氩激光器等.它们之间 区别除了 在工作介质外,还在于激光波长、输出功率、应用范围等.12、影响激光打孔工艺质量 因素主要有哪些？ 答:影响激光打孔工艺质量 主要因素有: 1）输出功率和照射时间:孔 尺寸随输出激光能量变化,能量越大, 孔径越大孔边越深,能量适当,才能获得好 圆度,能量提高锥度减小,能量过大孔成中鼓形,激 光 照射时间一般为几分之一毫秒,激光能量一定时,时间太长会使能量扩散到非加工区,时间太

短则因功率密度过大使蚀除物以高温气体喷出,那会使能量 使用效率降低.2）焦距和发散角发散角小 激光束经短焦距 聚焦物镜以后,在

焦面上可以获得更小 光斑及更大 功率密度.焦面上 光斑直径小,打孔就小,所以要减少激光 束 发散角并尽可能采用短焦距物镜（20mm 左右）,只有在特殊情况下才选用较长焦距.3）焦点位置焦点位置对打孔 形状和深度都有很大 影响,焦点

位置低时,透过工件表面 面积大,不仅会发生很大 喇叭口,而且会由于能量密度减小而影响加 工深度,但焦点太高同样会分散能量密度而无法加工,激光 实际焦点往往在工件表面或低于工件 表面为宜.4）光斑内能量分布激光束经聚集后,光斑内各部分光 强度是不

一样.在基模光束聚焦 情况下,焦点 中心强度I0 最大,越远离中心,光强度越小,强度是以 焦点为轴心对称分布 ,这种光束加工出来 孔是圆形.当光束不是基模输出时,其强度分布不 是对称 了.激光在焦点附近强度分布与工作物质 光学均匀性及谐振腔 调整精度有直接关系, 如果孔要求精度很高,就必须在激光器中采取限制振荡 措施,使其仅在其模振荡.5）激光 照射次数激光照射一次,加工深度大约是孔径 5倍左

右.但锥度较大,如经多次照射,加工深度可大大增加,锥度也可减小,孔径几乎不变,但孔 深 度并不是与照射次数成比例.而是加工到一定深度后,由于孔内壁 反射或吸收及抛出力 减少, 排屑困难等原因使孔底端 能量密度不断减小,以致加工不能继续下去.6）工件材料 由于各种材料吸收 光谱不一样,经透镜聚焦到工件

上 能量不可能全部吸收,相当一部分能量将被反射或透射而散失掉.在生产实践中,必须根据工

件材料 性能（吸收光谱）选择合理 激光器.13、什么是超声加工？ 答:超声加工是利用工具端面做超声频振动,通过磨料悬浮液加工脆硬材料 一种成型法.其可以

加工硬质合金、淬火钢等脆硬金属材料.还可以加工玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片,同时蟘可以用

于清洗,焊接和擦伤等.14、超声加工 基本原理？

答:加工时,工具1 在工件2之间加入液体（水或煤油）和磨料混合 悬浮液3,并使工具以很小

力F轻轻压在工件上,超声换能器6 产生16000HZ 以上 超声频绝缘体上硅薄膜向振动并借助 于变幅杆把振幅放大到0.05-0.1mm,驱动工具端面做超声振动,迫使工作液中悬浮 磨粒以很大

速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工工件表面,把肫加工表面 材料粉碎成很细 细微粒,从 工件上被打击下来,虽然每次下打下来 材料很小,但由于每秒种打击16000 次以上,所以仍有一

厚 加工速度.15、超声加工 应用

答:超声加工 应用主要有以下几个方面: 1）可以加工金属和非金属等硬脆材料 2 可以对硬脆材料进行型孔和型腔加工

3）利用超声进行清洗超声波在清洗液（汽油、煤油、酒精和水等）

中传播时,液体分子往儍高频振动产生正负交变 冲击波.当声强达到一定数值时,液体中急剧生

产微小空化气泡并瞬时强烈闭合,产生 微冲击波使清洗物表面 污物遭到破坏.超声振动可用于

喷油嘴、喷丝板、微型轴承、仪表齿轮、印刷电路板等 清洗.4.6 铸造

1、什么是合金 流动性与收缩,影响合金流动性与线收缩 因素 是什么？

答:液态合金自身 流动能力称为流动能力,通常以螺旋式试样长度来衡量相同条件下实际螺旋线

长度来表示,影响金属流动性 因素主要有:1）合金材料 成分与化学性质:化学成份、比热、热 导率、粘度系数.2）外部条件 干扰,如铸型温度、铸型发气能力、浇铸温度、浇铸系统结构等.3）铸件结构 工艺性:如厚度大小与厚度变化 结构 复杂程度等.4）凝固态到固态 冷却过程 所发生 何种减小称为铸件 收缩.铸件各方向线尺寸 缩小現象属固态收缩（线收缩率）,它对 铸件 尺寸精度影响最大.影响合金收缩 因素: ①.化学成份:碳素钢 含碳量增多,液态收缩增大,固态略减速,灰铁中C、Si 量增加,石墨化 能力增强,石墨 比容体积大,能弥补收缩,硫可阻碍石墨析出,使收缩率增大,适当增加Mn、生成MnS抵消了硫对石墨化 阻碍作用,但S过高又使收缩率增大.②.浇铸温度:通常浇铸温度提高100°C 体积收缩增加1.6％.③.铸件结构和铸型条件:铸件在铸型中 冷却过程,往往不是自由收缩,其阻力来源于: a.铸件各部分 冷却速度不同引起各部分收缩不一致,相互 约束而对收缩产生阻力；

b.铸件 型芯对收缩 機械阻力,因此铸件 实际收缩率比 自由收缩率要小一些.2、铸铁 收缩率及产生缩孔、缩松 几率比铸钢小 原因.答:根据Fe-Fe3C 相图可以找出不同成分 钢或铸铁 熔点,确定铸造温度,根据相图中液相线和 固相线之间 距离可估计铸造性能 好坏,距离越小铸造性能就越好,钝铁、共晶成份或接近共晶 成份 铸铁铸造性能通常都比铸钢好,其流动性好,其收缩率及产生缩孔、缩松 几率都比铸钢小, 显微偏析也少.3、如何确定铸件 浇注位置和分型面.答:铸件浇注位置 选择是指浇铸时铸件在铸型中所取得空间位置,浇铸位置选择正确与否对铸件

影响很大,选择进应选择下列原则:（8）铸件 重要表面（加工面）应朝下或侧于侧面,这是因为铸件

上部冷却速度慢,晶粒粗,易形成缩孔缩松,而且气体、非金属夹杂物密度小,易在铸件形成沙眼 气孔、渣气孔等缺陷.例如機床床身 导思面应朝下.（9）铸件 宽大平面应朝下,这是因为在浇铸过程中,熔融金属对

型腔上表面 强烈 辐射,容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱走或开裂,在铸件表面形成夹砂结疤

第三篇：中级职称机械工程师资格考试模拟试题+答案

中级职称机械工程师资格考试模拟试题和答案 尺寸线，尺寸边界线，螺纹牙底线及齿轮线均用（细实线）画出。采用第一视角投影法表示工件视图时，后视图在左视图的最（右）。3 金属材料的剖面线一般是与水平方向成45 度的平行线，但在（）时，可画成与水平方向30 度或45 度的平行线。4 尺寸公差是指（尺寸允许变动量）。在金属及合金中，主要是（金属键），但有时也不同程度混有其他键。6 晶体的只要特征是具有一定的熔点，另一个特征是（）。7 铁碳合金相图中，共析转变温度为（）。8 含碳量〈（）为碳钢，〉（）为铸铁。9 碳钢调质处理后获得的组织应为（）。高速钢片铣刀淬火后其变形应采用（）最为有效。中碳结构钢铸件、锻、轧件以及焊接件中出现的魏氏组织、粗大晶粒等地热缺陷和带状组织，通过（）处理可以消除这些缺陷。38CrMoAl钢膛杆通嘸采用（）化学热处理。13 汽车变速齿轮一般采用（）化学热处理。14 碳钠米管的强度是钢的（）倍。15 导光纤维的用途是（）。可以进行切削加工、锻造、焊接、热处理的硬质合金是（）。汽车方向盘、飞机舱内的装饰板、隔音板窗框等最后使用质坚、性韧、钢度大的工程塑料（）。内燃机火花塞选用（）陶瓷材料。化工管道泵等要求耐腐蚀耐老化性能的零件，可选用（）工程塑料。20 三大固体材料是指（）测定金属材料化学成分最传统、较准确的方法是（）。测定灰铸铁、轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度及钢件退火、正火和调质后 的硬度，多采用（）硬度计。23 机床床身通常采用（）。铁碳相图中有三条恒温转变线分别表示（）。25 钢的淬硬性高低取决于（）。淬火油槽的温度一般控制在（）以下。27 铍青铜可采用（）强化。为避免和减少钢件热处理时的氧化、脱氧最好采用（）。29 高速钢直柄麻花钻采用（）化学热处理，耐用度最高。30 65Mn 钢弹簧类零件常用的强韧化的方法是（）。31 机床导轨表面硬化最后采用（）热处理。

灰铸铁拉延模必须进行（）强韧化处理，才能显著提高模具寿命。33 球墨铸铁制作拉延模时，经正火、回火后，还需进行（）化学热处理。34 车床上加工外圆及孔时出现混乱波纹，是由于（）。35 下述工件加工时哪一种（）采用顺铣方式较为适合。36 哪一种因素最可能引起外圆磨削时工件表面烧伤（）。

37（）装配方法应按照概率法求解装配尺寸。

为保证机床主轴中心高与尾座顶尖中心高的同轴度精度，应选择哪一种装配方法（）。39 机床主轴运转时出现了哪一种现象就表明其支承的滚动轴承工作游隙过小。40 一般切削加工的速度用（）表示，电火花线切削加工的速度则用（）表示。41 不同材料、不同铸造方法生产铸件所能得到的最小壁厚不一样，用砂型铸造灰铸铁件时，能获

得的最小壁厚为（）。

如采用封闭浇铸系统，直浇口面积，模浇口面积，内浇口面积之比应为（）。43 当获得铝合金的最小壁厚在0.6-0.8mm 时，应采用（）铸造。

不同的压力加工方法使金属内部受力不同，因此被加工金属会产生（）可锻性。45 锻造比重不采用工件变形前后的（）来表示。

自由锻分为手工锻造和机器锻造两种，目前采用最多的是机器锻，产生的锻件形状和尺寸主要

由（）决定。

冲压工艺使用的原材料多属于（）较好的金属材料，如普通低碳钢，铜，铝合金等。48 三大类焊接方法指（）

在焊接生产中（）焊接方法占主导地位。50 焊接电弧由阴极区、阳极区和（）组成。51 焊接电弧温度可达（）

电焊过程中，每5 分钟内有2 分钟用于换焊条和清渣，带电源的持续负载率为（）。55 汽车车身普遍采用（）涂漆方式。

汽车行业应用最广泛的涂膜干燥方式是（）。57 喷涂纯钼层的最好选择是（）。

长效防腐锌、铝涂层的最佳选择是（）。59 目前应用喷涂技术最多的行业是（）。

镀锌钢板，镀锌薄板和钢带，镀锌铁丝等生产时采用（）生产方式。61 应用最广泛的（）工艺，约占总电镀量的60%以上。62 用于制罐工业用薄板的防护层是（）。

用于发动机汽缸内壁，活塞环等零件的电镀是（）。

电火花成型的加工质量和脉冲电源参数的选择有关，为了提高加工效率，应调节哪个参数？应 如何调？

金属表面的激光热处理，常采用的是（）激光器？为什么？ 66 设备预防性保养（PM）的目的是（）。

妇女进入生产加工车间，通常要求带帽子，其原因是（）。

冲压设备中为避免冲头冲断手指，冲床车身操作装置中常用的安全保护措施是（）。

在易触电的电气设备上操作时，防止触电的最重要的措施是（）。

在工业生产中，由于能源，资源的转换，在生产过程中引起废水，废气，废渣，废热和放射性

物质的排放，从而污染大气、水体、和土壤；或是以产生噪声、振动、电磁辐射等给周围环境带来

危害，能产生这些有害影响的场所、设备和装置的单元常被称为（）。71 工业废气中的主要污染物是（）。

工业废水中的主要污染物是（）。

在《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中，国家对固体废物污染环境的防治采用的“三

化”治理原则为（）。

我国《公民基本道德规范》是（）。

我国《公民道德建设实施纲要》提出了职业道德的基本内容（）。76 《会计法》规定（）主管全国的会计工作。77（）通称“财务三表”

《企业会计制度》首次将（）纳入会计制度，从而能够保证会计核算信息与客观经济事实 相符。

我国现行税种流转税类包括（）。

我国尚未专门就知识产权制定统一的法律，而是根据知识产权的不同类型制定有不同的单项法

律，法规和规章，从而构成了我国知识产权的法律体系。这些单项法律是（）。81 我国专利法规定，授予发明和实用新型专利权的实质条件是（）。

有限责任公司的股东的全部出资经法定验资机构验资后，由（）向公司登记机关申请设立登记。

股份有限公司在（）情况下可以不用召开临时股东大会。答案如下：1.细实线2.右侧3.主要轮廓线与水平方向成45 度4.允许尺寸的变动量5.金属键6.各向异性7.727℃ 8.2.11% 9.索氏体10.回火矫正法11.正火12.渗氮13.渗碳14.100 15.传输能量16.钢结硬质合金17.ABS 塑料18.氧化铝19.聚四氟乙烯20.金属材料陶瓷材料高

分子材料21.化学分析法22.布氏23.灰铸铁24.包晶转变共析转变共晶转变25.钢的含碳量 26.80℃ 27.固溶时效28.真空炉29.氧硫碳氮硼共渗30.等温淬火31.超音频淬火32.铬铌共

渗33.氮碳共渗34.车床主轴轴向窜动大35.不易夹紧的平板类工件36.砂轮太硬37.部分互换

装配法38.修配装配法39.主轴支承部位温度明显升高40.m/min mm2/min 41.3mm 42.1.15:1.1:1 43.压铸44.相同的45.体积比46.操作工的技术水平47.可塑性48.熔焊钎焊

压焊49.电焊50.弧柱区51.5000K-30000K 52.60% 55.阴极电泳56.对流辐射57.火焰喷

涂58.电弧喷涂59.航空发动机60.连续电镀61.镀锌62.镀锡63.镀铬64.放电时间峰值电 流同时增大65.二氧化碳功率大66.延长设备寿命保证加工质量避免突发事故67.避免长发 卷绕旋转部件内68.冲床上有左右手同时按的按钮冲头才能下落的操作装置69.将电气设备接地

和接零70.A 工业污染源71.二氧化硫、颗粒物、一氧化碳、二氧化碳和笨类有机物72.重金属、有机物、悬浮物、放射性物质、色度、氨、氮、磷及油类73.减量化、资源化、无害化，即实行减

少固体废物的产生、充分合理利用固定废物和无害化的处置固体废物的原则74.爱国守法、3 明礼诚

信、团结友善、勤俭自强、敬业奉献75.爱岗敬业、诚实守信、办事公道、服务群众、奉献社会76.国务院财政部门77.资产负债表、利润表、现金流量表78.B 实质重于形式原则79.增值税消费

税营业税80.著作权法专利法商标法和反不正当竞争法81.新颖性创造性实用性82.全体股 东指定的代表或共同委托的代理人83.董事会认为必要时 第二章工程材料 2.1 金属材料.材料的基本力学性能主要包括哪此内容？

答：力学性能主要指标有硬度、强度、塑性、韧性等。

硬度：制造业中，通常采用压入法测量材料的硬度，按试验方

法不同，分有布氏硬度（HB）、洛式硬度（HR）、维氏硬度（HV），表达材料表面抵抗外物压入 的能力。布氏硬度（HB）是用一定载荷交淬火钢球压入试样表面，保持规定时间后卸载，测得表面

压痕的面积后，计算出单位面积承受的压力，为布氏硬度值（HB），单位是kgf/mm2,通常不标注；

布氏硬度(HB)测试法一般用于HB<450。洛氏硬度(HR)以压痕深浅表示材料的硬度。洛式硬度有 三种标尺，分别记为HRA、HRB和HRC，采用不同的压头和载荷。生产中按测试材料不同，进行

选择，有色金属和火正火钢，选用HRB，淬火钢选用HRC；硬质合金、表面处理的高硬层选用HRA 进行测量。维氏硬度(HV)根据单位压痕表面积承受的压力定义硬度值，压头为锥角136 度金钢石

角锥体，载荷根据测试进行选择，适用对象普遍。肖氏硬度（HS）是回跳式硬度，定义为一定重量 的具有金钢石圆头和钢球的标准冲头从一定高度落下，得到的回跳高度与下落高度的比值，适用于

大型工作的表面硬度测量。

强度：常的强度指标为屈服强度бs，通过拉伸试验确定，定义 为材料开始产生塑性变形的应力，其大小表达材料抵抗塑性变形的能力，大多数金属材料在拉伸时

没有明显的屈服现象，因此将试样产生0.2%塑性变形时的应力值，作为屈服强度指标，称为条件

屈服强度，用б0.2表示。

抗拉强度бb是材料产生最大均匀变形的应力。бb对设计塑性低 的材料如铸铁、冷拔高碳钢丝和脆性材料，如白口铸铁、陶瓷等制作的零件具有直接意义。设计时

以抗拉强度确定许用应力，即[б]＝бb/K（K为安全系数）。塑性：通过拉伸试验确定塑性指标，包括伸长率（δ）和断面收

缩率（Ψ），分别定义为断裂后试样的长度相对伸长和截面积的相对收缩，单位是％。它们是材料

产生塑性变形重新分布而减小应力集中的能力的度量。δ和Ψ值愈大则塑性愈好，金属材料具有一

定的塑性是进行塑性加工的必要条件。塑性还_____________Q可以提高零件工作的可靠性，防止零件突然断胂。

韧性：冲击韧度指标αk或Ak表示在有缺口时材料在冲击载荷下 断裂时塑性变形的能力及所吸收的功，反映了应力集中和复杂应力状态下材料的塑性，而且对温度

很敏感，单位为kgf?m/cm2。

2.设计中的许用应力[б]与材料的强度有何关系？如何确定设计中的许用应力？ 答：设计中规定零件工作应力б必须小于许用应力[б]，即屈服 强度除以安全系数的值б≤[б]＝бs÷K，式中K——安全系数，бb 对设计塑性低的材料，如铸

铁、冷拔高碳钢丝和脆性材料，如白口铸铁、陶瓷等制作的具有直接意义。设计时以抗拉强度бb 确厚许用应力，即[б]＝бb÷K（K为安全系数）。

3.简述低碳钢、中碳钢和高碳钢的划分标准及其各自的性能特点。答：低碳钢（Wc 为0.10％～0.25％），若零件要求塑性、韧性 好，焊接性能好，便如建筑结构、容器等，应选用低碳钢；中碳钢（Wc 为0.25％～0.60），若零

件要求强度、塑性、韧性都较好，具有综合机械性能，便如轴类零件，应选用中碳钢；高碳钢（Wc 为0.60％～1.30％），若零件要求强度硬度高、耐磨性好，例如工具等，应选用高碳钢。4.简述铁碳相图的应用。（P28 相图21-2）

答：（1）为选材提供成份依据Fe-Fe3C 相图描述了铁碳合金的平衡组织随碳的质量分数的变化 规律，合金性能和碳的质量分数关系，这就可以根据零件性能要求来选择不同成份的铁碳合金。（2）为制订热加工工艺提供依据Fe-Fe3C 相图总结了不同成份的铁碳合金在缓慢冷却时组织随

温度变化的规律，这就为制订热加工工艺提供了依据。

a.铸造根据 Fe-Fe3C 相图可以找出不同成份的钢或铸铁的熔点，确定铸造温度。

b.锻造根据 Fe-Fe3C 相图可以确定锻造温度。始轧和始锻温度不能过高，以免钢材氧化严重和发

生奥氏体晶界熔化（称为过烧）。一般控制在固相线以下100～200℃。一般对亚共析钢的终轧和

终锻深度控制在稍高于GS 线（A3 线）；过共析钢控制在稍高于PSK 线（A1 线）。实际生产中各

处碳钢的始锻和始轧温度为1150～1250℃，终轧和终锻温度为750～850℃。

c.焊接可根据相图来分析碳钢的焊接组织，并用适当热处理方法来减轻或消除组织不均匀性和焊 接应力。

d.热处理热处理的加热温度都以相图上的临界点A1、A3、Acm 为依据。5.常材料硬度的测定法有哪三种？它们主要适应于检验什么材料？ 答：（1）硬度（HB）测定法：布氏硬度测定是用一定直径D（mm）

的钢球或硬质合金球为压头，施以一定的试验力F(kgf或N)，将其压入试样表面，经规定保持时间

t(s)后卸除试验力，试样表面将残留压痕。测量压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度（HB）就是

试验力F除以压痕球形面积A所得的商。布氏硬度试验特别适用于测定灰铸铁、轴承合金等具有粗

大晶粒或组成相的金属材料的硬度为钢件退火、正火和调质后的硬度。

（2）洛式硬度（HR）试验：洛式硬度是以测量压痕深度来表示材料的硬度值。洛式硬度试验所用 的压头有两种。一种是圆锥角ɑ＝120°的金钢石圆锥体；另一种是一定直径的小淬火钢球。常的三

种洛式硬度如表2.1-2 所示。洛氏硬度试验常用于检查淬火后的硬度。标尺符号压头类型总试验力F(N)测量硬度范围应用举例 A HRA 金钢石圆锥5.884 22-88 硬质合金、表面薄层硬化钢

B HRB ￠1.558 钢球980.7 20-100 低碳钢、铜合金、铁素体可锻铸铁 C HRC 钢金石圆锥1471 20-70 淬火钢、高硬铸件、珠光体可锻铸铁

（3）维氏硬度（HV）试验：维氏硬度试验适用于常规材料，其压头是两对面夹角ɑ＝136°的金钢

石四棱锥体。压头在试验力F（N）的作用下，将试样表面压出一个四方锥形的压前，经一定保持时

间后，卸除试验力，测量出压痕对角线平均并计算压痕的表面积A（mm2），得到HV＝0.1891F ÷d2。

6.请画表列出常金属材料的分类。__ 答： 钢

碳素结构钢合金结构钢碳素工具钢合金工具钢不锈钢耐热钢耐磨钢 低合金结构钢合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚珠轴承钢 铸铁

灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁合金铸铁 铝合金

铸造铝合金变速铝合金超硬铝合金锻铝合金 防锈铝合金硬铝合金 铜合金 黄铜青铜

锌黄铜铝黄铜锰黄铜锰铁黄铜锡青铜铝青铜铍青铜 7.材料选用的主要依据是什么？ 答：在设计和制造工程结构和机构零件时，考虑材料的使用性能、材料的工艺性能和经济性。（1）根据材料的使用性能选材：使用性能是零件工作过程中所应具备的性能（包括力学性能、物

理性能、化学性能），它是选材最主要的依据。在选材时，首先必须准确地判断零件所要求的使用

性能，然后再确定所选材料的主要性能指标及具体数值并进行选材。具体方法如下： a.分析零件的工作条件，确定使用性能

b.进行失效分析，确定零件的主要使用性能

c.根据零件使用性能要求提出对材料性能（力学性能、物理性能、化学性能）的要求。通过分析、计算转化成某此可测量的实验室性能指标和具体数值，按这些性能指标数据查找手册中各类材料的

性能数据和大致应用范围进行选材。

（2）根据材料的工艺性能选材：工艺性能表示材料加工的难易程序。所以材料应具有良好的工艺性

能，即工艺简单，加工成形容易，能源消耗少，材料利用率高，产品质量好。主要应考虑以下工艺 性：

a.金属铸造性能

b.金属压力加工性能 c.金属机械加工性能 d.金属焊接性能

e.金属热处理工艺性能

（3）根据材料的经济性选材：选材必须考虑经济性，使生______________产零件的总成本降低。零件的总成本包括

制造成本（材料价格、零件自重、零件的加工费、试验研究费）和附加成本（零件寿命，即更换零

件和停机损失费及维修费等）。2.2 其它工程材料

1.工程塑料一般具有哪些特性和主要用途？

答：工程塑料是指在工程中做结构材料的塑料，这类塑料一般具有较高机械强度，或具备耐高温、耐腐蚀、耐磨性等良好性能，因而可代替金属做某些机械零件。表2.2-1 常热塑性工程塑料的性能和应用

名称聚酰胺（PA,尼龙）聚四氟乙烯（PTFE 塑料王）ABS塑料聚甲醛（POM）聚碳酸酯

性能特点耐冷热、耐磨、耐溶剂、耐油、强韧；易吸湿膨账磨擦系数小、化学稳定性好、耐腐蚀、耐冷热、良好电绝缘性耐热、耐冲击；耐腐蚀性差耐热、耐疲劳、耐磨；成型尺寸精度差冲击韧

度、尺寸稳定性、低温性能、绝缘性和加工成型性均好、高透光率、化学稳定性差

应用轴承、齿轮、叶片、衬套阀门、管接头、护套、衬里等汽车、家电、管道、玩具、电器等制

品轴承、齿轮、叶片等机械零件、防弹玻璃、灯罩、防护面罩 表2.2-2 常用热工程塑料的性能和应用 名称酚醛塑料环氧塑料

性能特点强度和刚度大，尺寸稳定。耐热性，耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性；性脆易碎，抗冲击强度

低强度高、耐热性、绝缘性和加工成型性好；成本高，固化剂有毒性

应用电器开关、插头、外壳、齿轮、凸轮、皮带轮、手柄、耐酸泵塑料模具、精密量具、绝缘器

材、层压塑料、浇注塑料

2.简述工程塑料零件的工艺流程。答：

3.什么是陶瓷材料？陶瓷材料有哪此特点？

答：陶瓷是无机非金属材料，是用粉状氧化物，碳化物等，通过成型和高温烧结而制成。陶瓷材料

是多相多晶材料，结构中同进存在着晶体相、玻璃相和气相，各组成相的结构、数量、形态、大小

和颁均对陶瓷性能有显著影响。陶瓷材料具有高硬度（>1500HV）、耐高温（溶点>2000℃）、抗氧化（在1000℃高温下不氧化）、耐腐蚀（对酸、碱、盐有良好的耐蚀性）以主其他优良的物 理、化学性能（优于金属的高温强度和高温蠕变能力，热膨胀系数小。热导率低，电阻率高，是良

好的绝缘体，化学稳定性高等）。陶瓷材料是脆性材料，故其抗冲击韧度和断裂韧度都很低。陶瓷

材料的抗压强度比其抗拉强度大得多（约为抗拉强度的10～40 倍），大多数工序陶瓷材料的弹性

模量都比金属高。由于工程陶瓷材料硬度高，常采用洛式硬度HRA、HT45N、小负荷维氏硬度或

洛氏硬度表示。

4.特种陶瓷的分类和基本性能特点。答：

特种陶瓷类别氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷氮化硼陶瓷金属陶瓷

基本性能特点强度硬度高；耐高温；高的抗蠕变能力；耐蚀性和绝缘性兽。缺点是脆性大，不能受

热冲击硬度高，磨擦系数小，有自润滑性和耐磨性，蠕变抗力高，热膨胀系数小，抗热振性好；化

学稳定性好，优异的电绝缘性能高温强度高，导热性好；其稳定性、抗蠕变能力、耐磨性、耐蚀性

好；且耐放射元素的幅射耐热性和导热性好，膨胀系数低，抗热振性和热稳定性好；高温绝缘性好，化学稳定性好，有自润滑性，耐磨性好以金属氧化物（Al2O3 等）或碳化物（如TiC、WC、TaC 等）粉料，再加入适量的粘接刘（如Co、Cr、Ni、Fe、Mo 等）通过粉末冶金的方法制成，具有某

些金属性质的陶瓷，它是制造万具、戡具和耐磨零件的重要材料 5.什么是纳米材料？纳米材料有哪些主要的特性？

答：纳米是一个长度计量单位，一纳米相当于十亿分之一瑳。当物质颗粒小到纳米级后，这种物质

就可称为纳米材料。

由于纳米颗粒在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性，因此在陶瓷增韧、磁性材料、电子材料和光学材料等领域具有广泛的应用前景。添加纳米粉体的材料与相同组成的普通粉体材料相比，材料的万分本身虽然并未改变，但活性增强，8 主要表现为高抗菌、防污、耐磨、______________强度加大，材料重量只是钢的十分之一，但是它的强度却是钢的

倍。人们通蟇改变塑料、石油、纺织物的原子、分子排列，使它们具有透气、耐热、高强度和

良好的弹性等特征。例如被称为纳米材料中的“乌金“的碳纳米玡具有非常奇异的物理化学性能。

它的尺寸只有头发丝的十万分之一，但是它的导电率是铜的1 万倍；它的强度是钢的100倍，而重

量只有钢的六分之一，由于其强度是其他纤维的20 倍，具有经受10 万Mpa 而不被破碎的奇异效 果。

2.3 热处理

1、简述钢的热处理工艺方法和目的。

答：将钢在固态下加热到预定温度并在该温度下保持一段时间，然后以一定的速度冷却，改变钢的

内部组织，提高钢的性能，延长机器使用寿命的热加工工艺称为钢的热处理工艺。

恰当的热处理工艺不仅可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒，消除偏析，除低内应力，使组织均匀化；还可改善铸、锻件毛坯组织、降低硬度，便于切削加工；通过热处理

工艺可以强化金属材料、充分挖掘材料潜力，降低结构件重量、节省材料和能源，提高机械产品质

量，大幅度提高零件的耐磨性、抗疲劳性、耐腐蚀性等，从而延长机器零件和工模具的使用寿命。

2、钢的整体热处理包括哪此工艺内容？各自的主要目的何在？ 答：钢的整体热处理包括：

a)退火将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间然后 缓慢冷却（如炉冷）的热处理工艺称为退火。包括: 完全退火、不完全退火、去应力退火、等温退火、球化退火、均匀化退火（扩散退火）、再结晶退 火等

b)正火将钢材D酅_^E確A或钢件加热到Ac3(亚共析钢)Acm（过共析

钢）以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。目的是细化组织、降低硬度、改善切削加工性能，改善显微组织形态为后续热处理工艺作准备等。c)淬火将钢件加热到Ac3或Ac1 以上某一温度，保持一

定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。钢制零件经

淬火处理可以获得高强度、高硬度和高耐磨性，满足要求。d)回火钢件淬火后，再加热到Ac1 以下的某一温度，保温

一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。回火的目的是为了调整淬火组织，降低或消除

淬火内应力，降低硬度，提高钢的塑性和韧性，获得所需要的力学性能。淬火并高温回火习惯称为

“调质处理”，能获得良好的综合力学性能。

3、钢的表面淬火方法有哪几种？

答：表面淬火是将工件表面快速加热到奥氏体区，在热量尚未传到心部时立即迅速冷却，使表面得

到一定深度的淬硬层，而心部仍保持原始组织的一种局部淬火方法。常用的方法有火焰加热淬火、感应加热淬火和激光淬火。

（1）火焰淬火应用氧-乙炔火焰对零件表面进行加热，随之淬

火冷却的工艺。火焰淬火淬硬层深度一般为2～6mm。此法简便，无需特殊设备，适用于单件或小

批量生产的各种零件。如轧钢机齿轮、轧辊、矿山机械的齿轮、轴、机床导轨和齿轮等。缺点是加

热不均匀，质量不稳定，需要熟练工操作。

（2）感应加热淬火利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面、局部或整体加热并进行

快速冷却的淬火工艺。电流频率愈高，淬硬层愈浅，电流的透入深度与电流的平方根成反比。根据

电流频率不同，感应加热可分为：高频感应加热（100～1000kHz），淬硬层为0.2～2mm，适

用于中小齿轮、轴等零件；中频感应加热（0.5-10kHz），淬硬层为2～8mm，适用于在中型齿 轮、轴等零件；工频感应加热（50Hz），淬硬层深度为>10-15mm，适宜于直径>300mm 的轧 辊、轴等大型零件。感应加热淬火质量好，表层组织细、硬度高（比常规淬火高2-3HRC）、脆性

小、生产效率高、便于自动化，缺点是设备一性投资较大，形状复杂的感应器不易制造，不适宜单 件生产。

4、钢的化学热处理工艺方法有哪几种？其目的是什么？

答：化学热处理是将工件置于某种化学介质中，通过加热、保温和冷却使介质中某些元素渗入工件

表层以改变工件表层的化学成份和组织，使其表面具有与心部不同性能的热处理方法。常用化学热

处理的工艺方法有：渗碳、碳氮共渗和渗氮等。渗碳的目的是提高工件表层的碳含量，使工件经热

处理后表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有一定强度和较高的韧性。这样，工件既能承受大的

冲击，又能承受大的摩擦和接触疲劳强度。齿轮、活塞销等零件常采用渗碳处理。碳氮共渗的目的

是为了提高零件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度。与渗碳相比，其耐磨性、抗蚀性比渗碳

层高。零件变形小、速度快。渗氮的目的是提高工件表面硬度、耐疲劳和耐蚀性以及热硬性（在600～

650℃温度下保持较高硬度），主要应用于交变载荷下工作的，要求耐磨和尺寸精度高的重

要零件，如高速传动精密齿轮、高速柴油机曲轴、高精密机床主轴、镗床镗杆、压缩机______________活塞杆等，也可用于

在较高温下工件的耐磨、耐热零件，如阀门、排气阀等。

5、消除铸件的内应力应采用什么热处理工艺？

答：消除铸件内应力采用退火工艺（又称人工时效），铸铁件铸造成型后产生很大内应力不仅降低

铸件强度而且使铸件产生翘曲、变形，甚至开裂。因此，铸件铸造后必须进行退火，又称人工时效。

将铸件缓慢加热到500～560℃适当保温（每10mm 载面保温2h）后，随炉缓冷至150～200℃

出炉空冷。去应用退火一般不能超过560℃，以免共析渗碳体分解、球化、降低铸造强度、硬度。

第三章产品设计

3.1 新产品设计开发程序

1、简述一般新产品设计的主要程序过程是哪些？

答：新产品设计的主要程序包括：产品可行性分析、产品概念设计、产品技术设计和设计评价与决 策。

产品可行性分析是通过对市场需求、技术水平及实现难度等方面的综合分析，判断产品开发的可行

性，为产品开发提供指导意见。概念设计是指设计思维中已具备一个初步设计设想，但未形成具体

方案的阶段。设计主意生成是概念设计中的重要的一个步骤，也是创新设计的重要内容之一。技术

设计是使原理构思转化为具体的结构，内容包括确定产品的基本技术参数，进行总体布局设计和结

构设计，编写设计计算说明书等。评价过程是对各方案的价值进行比较和评定，而决策是根据目标

选定最佳方案，做出行动的决定。

2、举出市场调查内容中有关同行调查的主要内容。

答：竞争对手与分析、技术水平、生产能力、经营销售状况与方法、市场占有率。

3、叙述设计任务书编制的主要内容。

答：设计任务书编制的主要内容有：产品名称，产品的功能和使用范围，基本参数和主要技术指标，产品的工作原理，总布局和关键部件，对品性能、寿命与经济性的分析比较，产品设计、试验、试制的周期。

4、产品设计技术方案的评价主要包括哪三方面，每个方面的具体 内容有哪些？

答：评价方案在技术上的可行性和选进性，包括工作性能指标、可靠性、使用维护性。

5、简述结构设计的三原则。

答：结构设计的三原则：明确、简单、安全可靠。

1）明确：指对产品设计中所应的问题都应在结构方案中获得明确

的体现和分担;2）简单：在确定结构时，应使其所含零件数目和加工工序类型尽

可能减少，零件的几何形状力求简单，减少或简化与相关零件的装配关系及调整措施;3）安全可靠：包括结构构件安全性、功能的安全、运行的安全性、工作的安全性和对环境的安全性等五个相关联的方面，设计时应综合考虑。

6、简述设计评价目标三个方面的内容。答：设计评价目标三个方面的内容：

1）技术评价：评价方恈在技术上的可行性和先进性

2）经济性评价：评价方案的经济效益，包括成本、利润、实施方 案的费用及回收期

3）社会评价：方案实施后对社会的效益和影响，是否符合国家科 技、产业发展政策，是否符合环保要求等。

7、叙述设计评价的方法有三，即经验评价法、数学评价法和试验 评价法，请说明这三种方法分别采用的场合。

答：经验评价法用于方案不多，问题不太复杂的场合；数学评价可得到定量的评价参数，适用于多

数的评价场合；试验评价法用于一些比较重要，且仅靠分析计算不够有把握的场合。

8、叙述各种设计评价方法的优缺点。

答：经验评价法可对方案做定性的粗略评价，过程较为简单，多用于方案不多，问题不太复杂的场

合；数学评价可得到定量的评价参数，适用面较广；试验评价法用于一些比较重要，且仅靠分析计

算不够有把握的场合，评价结果较为准确，但成本较高。3.2 机械设计基本技术要求

1、机械零件设计中最基本的计算是什么？计算的理论依据是什么？

答：机械零件设计中基本的计算包括强度准则计算，寿命准则计算和振动稳定性准则计算，基本最

基本的是强度准则计算。

强度准则是指零件危险载面上的应力不得超过其许用应力。其表达式为：б≤[б]，式中[б]是零

件的许用应力，由零件材料的极限应力бlim 和设计安全系数S 确定。= бlim÷S [бlim 材料 的极限应力，数值根据零件的失效形式确定，静强度断裂时，бlim 为材料的静强度极限；疲劳断

裂时，бlim 为材料的疲劳极限；塑性变形时，бlim 为材料的屈服极限。]

2、说明高精度主轴设计时，刚度校核的内容。

答：零件或部件在工作时所产生的弹性变形不超过允许值，称为满足刚度要求。高精度主轴刚度校

核的内容包括主轴（梁）、支点（轴承）在载荷作用下发生的综合弹性变形（伸长、挠曲、扭转）校核。

3、机械结构工艺性包含哪些内容和要求？

答：结构工艺性设计涉及零件生产过程的各个阶段：材料选择、毛坯生产方法、机械加工、热处理、12 零件装配、机器操作、机器维护等。

结构工艺性的基本要求：在满足工作前提下，合理选择材料，机器的整体布局和结构尺量简单，合

理划分零、部件并使其几何形状简单，合理确定毛坯，减少机械加工余量；考虑加工的可能性、方

便性、精度和经济性，尽可能采用成熟的结构。

4、举例说明机械设计工艺设计中“如何有利于保证顺利装配、拆卸和维护”手段。

答：以轴系零件的设计为例：为便于轴上零件的装入，轴端应有倒角；为便于轴承的装拆，用于轴

承轴向定位和固定的轴肩高度应小于轴承内圈的高度。

5、什么是产品的可靠性，可靠性评价通常有哪些表达指标？

答：可靠性是“产品”在规定条件下和规定“时间”内完成规定功能的能力。“产品”可以是元件、器件、设备或系统。“时间”可以是小时、周期、次数、里程或其他单位表示的周期。可靠性的评价指标

1）可靠度（无故障概率）：对不可修复的产品，是指直到规定时间区间终了为止，能完成规定功能 的产品数与在该时间区间开始时刻投入工作的产品数比；对可修复的产品，是指一个或多个产品的

无故障工作时间达到或超过规定时间的次数与观察时间内无故障的总次数之比；

2）累计失效概率（故障概率）：产品在规定条件规定时间内失效的概率。可靠度与累计失效概率构

成一个完整的事件组；

3）平均寿命（平均无故障工作时间）：产品在使用寿命期内的某个观察期间累计工作时间与故障次 数之比；

4）失效率（故障率）：工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。

6、说明确定可靠性关键件和重要件的原则。答：确定可靠性关键件和重要件的原则是：

1）故障会导致人员伤亡、财产严重损失的产品； 2）人寿命周期费用考虑是昂贵的产品；

3）只要它发生故障即会引起系统故障的产品；

4）影响系统可用性，增加了维修费用和备件数量的产品； 5）难以采购的或用新工艺制造的产品； 6）需进行特殊处理、储存或防护的产品。

7、请简述古典磨擦定律的主要内容及其不完全正确（或不完善）之处。答：滑动磨擦定律（流体磨擦除外）古典磨擦定律认为： 1）磨擦力与表面接触面积无关，但与接触物体表面的材料及状态（粗糙度、温度、湿度等）有关，即与磨擦因数有关；

2）静磨擦力正比于法向载荷，即F=μFn（μ为摩擦因数）； 3）动摩擦力的方向与接触物体的相对运动方向相反； 4）动摩擦因数小于静摩擦因数；

5）动摩擦力与相对滑动速度无关。古典摩擦定律虽不完全正确，但由于具有较大的近似性和普遍性，至今仍在一般工程计算中广泛采

用。而现代摩擦学研究发现，以下情况表明，古典摩擦定律有待进一步完善： 1）当法向载荷较大时，即真实接触面积接近于表观接触面积时，摩擦力与法向载荷呈非线性关系，摩擦力增加很快；

2）粘弹材料的摩擦力与接触面积有关，只有金属等具有一定屈服 限材料的摩擦力才表观接触面积无关。

3）严格地说，摩擦力与滑动速度有关，金属的摩擦力随速度变化不大； 4）粘弹性材料的静摩擦系数不大于动摩擦系数。

8、减少机械摩擦和磨损的主要措施有哪些？ 答：减少机械摩擦的主要措施有：

1）合理选择配对使用摩擦副的材料（如钢对青铜）； 2）确定零件表面合理的粗糙度值；

3）使用润滑油和有极压作用的添加亮晶剂，在摩擦表面生成边界膜； 4）以滚动接触代替滑动接触； 减少磨损的主要措施有：

1）合理选择配对使用摩擦副的材料； 2）确定零件表面合理的粗糙嚦和硬度值； 3）使用润滑剂，实现液体润滑或混合润滑； 4）以滚动接触代替滑动接触；

5）通过零件表面强化、表面涂层提高其耐磨性。

9、防止和减少机械结构振动的原则措施有哪些？

答：1）选用刚度大、重量经、阻尼性能好的材料作为结构的主体材料 2）采用合理的壁厚和筋壁布置，提高结构刚度、减少结构重量；

3）采用适当的结构形式和工艺，如机床大件的双层壁不出砂结构和焊接结构等，增加结构内摩擦，提高结构阻尼能力；

4）使系统工作时产生的冲击力（如铣刀齿的切入，工作台换向，旋转件的离心力等）与瓻统结构的

固有频率相互远离，避免产生共振；

5）根据系统的动态特性，采用外部输入能量的方法，实现减振的主动控制；

6）在系统采用各类减振器（固体摩擦、液体摩擦、电磁声和涡流阻尼），减少振动的振幅； 7）采用粘弹性聚合物或滞弹性松弛高阻尼合金附着在振暐处吸附振动能量，将其转为热量消散掉等；

8）采用隔振地基或隔振器（垫）隔除外部振动能量向系统内部传入；

9）对于旋转运动件 特别是高速），质量颁布要均匀对称，重心应在其旋转中心线上，避免信心产

生的离心力作用；

10）对于机床，尺量采用连续、平衡的切削过程，避免产生各种周期的和非周期的力冲击（如飞刀

铣削、滑枕、工作台往得运动时换向等），而导致强迫振动乃至共振。10、简述怇准件设计的意义。

答：1）减轻设计工作量，缩短设计周期，有利于设计人员将主要精力用于关键零部件的设

计； 2）便于建立专门工厂采用最先进的技术大规模地生产标准零部件，有利于合理使用原材料、节约能

源、降低成本、提高质量和可靠性、提高劳动生产率； 3）增大互换性，便于维修；

4）便于产品改进，增加产品品种；

5）采用与国际标准一致的国家标准，有利于产品走向国际市场。

因此，在机械零件的设计中，设计人员必须了角和掌握有关的各项标准并认真地贯彻执行，不断提

高设计产品的标准化程度。3.3 机械零、部件设计

1、指出齿轮传动的特点及适用范围。答：齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。齿轮传动的优点是：瞬时传动比恒定，工作

平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广，功率从

接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；传动效率高，η=0.92-0.98，在常

用的机械传动中，齿轮传动的效率较高；工作可靠使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。齿轮传动的主要缺点是：制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较远距

离两轴之间的传动。

2、轴零件在结构设计时要满足哪些条件？

答：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置，轴必须具有足够的强度和刚度，轴上的零件应便于

装拆和调整，轴应具有良好的制造工艺性等。

3、滚珠丝杠副主要应用在哪些场合？

答：滚珠螺旋传动具有传动效率高、起动力矩小、传动灵敏平稳、工作寿命长等优点，故在机床、汽车和航空等制造业中应用广泛。主要缺点是制造工艺比较复杂。

4、带传动主要有哪些类型？

答：常用带传动有平带传动、V带传动、多楔带传动和同步带传动等。

平带传动结构最简单，带轮也容易制造在传动中心距较大情况下应用较多。

V带有普通V带、窄V带等多种类型，在同样张紧力下，V 带传动较平带传动能产生更大摩擦力，V 带允许的传动力比较大，结构较紧凑，并多已标准化大量生产，因而比平带传动应用广泛。

多楔带兼有平带和V带的优点，柔性好，摩擦力大，传递功率高，解决了多______________根V带长短不一而使各

带受力不均的问题。多楔带主要用于传递功率较大而结构要求紧凑的场合。同步齿形带综合了带传动和齿轮传动的优点。同步带通常由钢丝绳或玻璃纤维绳等为抗拉层、氯丁

橡胶或聚氨酯橡胶为基体、工作面上带齿的环状带等组成。工作时，带的凸齿与带轮外缘上的齿槽

啮合传动。由于抗拉层承载后变形小，能保持同步带周节不变，故带与带轮没有相对滑动，从而保

证同步传动。

5、螺栓组防松的方法有哪些？

答：有机械防松（如采用开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等）、摩擦防松（如采用双 螺母、弹簧垫圈、锁紧螺母等）和永久防松（即破坏螺纹副防松，如采用冲点、涂粘合剂）。

6、销的主要功能包括哪些方面？

答：定位销（用于固定零件之间的相对位置）、联接销（用于联接并可传递不大的载荷）和安全销

（用作安全装置中的过载剪断元件）。

7、指出离合器的种类及适用范围。答：离合器的种类见下表。

离合器操纵离合器机械离合器啮合式：如牙嵌式、齿式、转键式等；摩擦式：如圆盘摩擦片（块）

式、圆锥摩擦式、涨圆摩擦式、扭簧摩擦式等；电磁感应式：如转差式、磁粉式等 气压离合器 液压离合器 电磁离合器

自控离合器超越离合器啮合式：如牙嵌式、棘轮式等；摩擦式：如滚柱式、楔块式等 离心离合器摩擦式：如闸块式、钢球式、钢砂式、钢棒式等

安全离合器啮合式：如牙嵌式、钢珠式等；摩擦式：如圆盘式、圆锥式等 1）牙嵌离合器由两个端面上有牙的半边离合器组成。其中一个半边离合器固定在主动轴上，另一

个半边离合器用导键（或花键）与从动轴联接，并可由操纵机构使其做轴向移动，以实现离合器将

运动分离与接合的功能。牙嵌离合器一般用于转矩不大，低速接合处。

2）圆盘摩擦离合器圆盘摩擦离合器是在主动摩擦盘转动时，由主、从动盘的接触面间产生的摩擦

力矩传递转矩，有单盘式和多盘式两种。与牙嵌离合器相比，圆盘摩擦离合器的优点是：不论任何

速度两轴均可接合或分离；接合过程平稳，冲击、振动较小；从动轴的加速时间和所传递的最大转 矩可调节；过载时可发生打滑，以保护重要零件不致损坏。其缺点为外廓尺寸较大；在接合、分离

过程中产生滑动摩擦故发热较大，磨损也较大。为了散热和减轻磨损，可以把摩擦离合器浸入油中 工作。

3）电磁离合器电磁离合器是利用电流通过激磁线圈时所产生的磁力操纵各种拼命元件，以实现接

合和分离的离合器。电磁主合器可单独操纵，亦可集中控制和远距离控制，与其他机电元件亦可在

主、从动部分有转速差的情况下保持恒定转矩（例如磁粉离合器）。电磁离合器具有结构简单操纵

方便的优点。电磁离合器的缺点是有少量剩磁，尤其是磁力线通过摩擦片的离合器。剩磁会妨碍离

合器主、从动摩擦片的彻底分离，而在切断电流后离合器还有残留转矩。

8、箱体、机架件设计的一般要求有哪些？ 答：

1）可靠性：在使用期内必须安全可靠，其结构应与所承受的外力相

协调，能满足强度、刚度、振动稳定性、疲劳强度、热变形等方面的要求。2）实用性：箱体、机架是机器重要的组成部分其精度、表面粗糙度、尺寸和形位公差等技术指标必须确保机器的使用性能和使用寿命。3）工艺性；结构应容易铸造或焊接，减少和防止铸造或焊接缺陷，便于加工装配和调试。焊接结构应便于实现机械化处自动化焊接。4）经济性：要尺量减轻结构质量降低材料成本，减少能源消耗、加

工工时和制造成本。根据箱体、机架的不同用途，设计中对以上各项既要有所偏重，又要统筹兼顾，要重视其外观造型设计。

9、请说出齿轮传动、丝杠传动和普通皮带传动各自最大的区别特点（优点）。答：

1）齿轮传动的主要优点是：瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确

可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广，功率从接近于零的微小

值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；传动效率高，η=0.92-0.98，在常用的机械传动中，齿轮传动的效率较高；工作可靠使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。2）丝杆传动的优点是：降速传动比大：对单丝螺旋而言，螺杆（或

螺母）转动一圈，螺母（或螺杆）移动一个螺距，螺距一般很小，所以每转一圈的移动量比齿轮齿

条传动要小得多，对高速转动转换成低速直线运动可以简化传动系统，侃结构紧凑，并提高传动精

度；可获得大的轴向力：对于螺旋传动施加一个不大的转矩，即可得到一个大的轴向力；能实 Tj/F4+1_____现自 锁：当螺旋的螺纹升角小于齿面间当量摩擦角时螺旋具有反行程自锁作用即只能将传动转换成轴向

移动，不能将移动转换成转动。这对于某些调整到一定位置后，不允许因轴向载荷而造成逆转的机

械是十分重要的，例如铣床的升降工作台、螺旋千斤顶、螺旋压力机等；工作平稳无噪声。3）带传动的主要优点是：缓冲吸振，传动平稳、噪声小；带传动靠

摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；适用于两轴中心距较大的

场合；结构简单制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。

10、简述一般传动齿轮的设计方法和步骤。答：齿轮传动有多种失效形式但对于某一具体工作条件下工作的齿轮传动，通常只有一种失效形式

是主要的失效形式，理论上应针对其主要失效形式选择相应的设计准则和计算方法确定其传动尺寸，17 以保证该传动在整个工作寿命期间不发生失效。但是，对齿面磨损、塑性变形等失效形式目前尚未

建立行之有效的成熟的计算方法和完整的设计数据。目前设计一般工况下工作的齿轮传动时，通常都只依据保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度

两准则进行计算。而对高速重载易发生胶合失效的齿轮传动，则还应进行齿面抗胶合能力的核算。

至于抵抗其他失效的能力，仅根据失效的原因，在设计中采取相应的对策而不作精确的计算。一般情况下齿轮传动的设计准则为：

1）对闭式软齿面齿轮传动，主要失效形式是齿面点蚀，故按齿面 接触疲劳强度进行设计计算，再按齿根弯曲疲劳强度进行校核。2）对闭式硬齿面齿轮传动，其齿面搞点蚀能力较强，主要失效形 式表现为齿根弯曲疲劳折断，故按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，再按齿面接触疲劳强度进行校 核。

3）对开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损和齿根弯曲疲劳折

断，故先按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，然后考虑磨损的影响，将强度计算所求得的齿轮模数 适当增大。

11、传动齿轮设计时，如何确定齿轮的结构参数。

答：通过齿轮传动的强度计算，确定出齿轮的主要尺寸（如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直

径等），齿圈、轮辐、轮子毂等的结构形式及尺寸大小，通常由结构设计而定，而不进行强度计算。

齿轮的结构设计与齿轮的几何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求及经济性等因素有关。进行

齿轮的结构设计时，必须综合地考虑上述各方面的因素。通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的

结构形式，然后再根据荐用的经验数据，进行结构设计。

对于直径很小的钢制齿轮，若齿根圆到键槽底部的距离较小时，应将齿轮和轴做成一体（称为齿轮 轴）。

当齿顶圆直径小于160mm 时，一般做成实心结构的靿轮。但航空产品中的齿轮，也有做成腹板式 的。

当齿顶圆直径小于500mm 时，宜做成腹板式结构，腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。

当齿顶圆直径大于400mm 而小于1000mm 时，一般应做成轮辐截面为“十”字形的轮辐式结构 的齿轮。

为了节约贵重金属对于尺寸较大的圆柱齿轮，可做成组装齿圈式的结构。齿圈用钢制，而轮芯则用

铸铁或铸钢。

12、传动轴设计时首先应考虑和解决哪主要问题？

答：轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内______________容。合理的结构和足够的强度是轴设计必须 满足的基本要求。

轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构

形式和尺寸。

轴的工作能力计算包括轴的强度、刚嚦和振动稳定性等方面的计算。足够的强度是轴的承载能力的

基本保证，轴的强度不足，则会发生塑性变形或断裂失效使其不能正常工作。对某些旋转精度要求

较高的轴或受力较大的细长轴，如机床主轴、电机轴等，还需保证足够的刚度，以防止工作时产生

过大的弹性变形；对一些高速旋转的轴，如高速磨床主轴、汽轮机主轴等，则要考虑振动稳定性问

题，以防止共振的发生。

13、简述采用普通丝杠和滚珠丝杠传动的各自优点和场合。

答：普通丝杠：结构简单制造方便，成本低，易于实现自锁，运转平稳，但当低速或作运动的微调

时可能出现爬行。用于机床的进给、分离、定位等机构，压力机、千斤顶的传力螺旋等。滚珠丝杠：摩擦阻力小，传动效率高，运转平稳，低速时不爬行，启动时无抖动，经调整和预紧可

实现高精度定位，寿命长。用于精密机床和数控机床，测量机械，传动和调整螺旋，车辆，飞机上 的传动和传力螺旋。

14、简述非同步传动带选用的一般程序。答：传动带选用的一般程序见下图：

15、标准化的减速器按传动和结构特点划分主要有哪五种？选用时主要考虑哪些要求？ 答：减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用以降低转速并相应增大转矩。某些场

合也可用于增速装置，并称为增速器。按传动和结构特点划分，减速器可分为齿轮减速器：（圆柱

齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器）；蜗杆减速器：（圆柱蜗杆减速器、环面蜗

杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆-齿轮减速器）；行星齿轮减速器；摆丝针轮减速器；谐波齿轮减速

器。上述五种减速器已有标准系列产品，使用时只需结合所需传动功率、转速、传动比、工作条件

和机器的总体布置等具体要求，从产品目录或有关手册中选取。

16、两件联接常有哪些形式和方法？ 答：机械静联接又分为可拆联接和不可拆联接。可拆联接是不须毁坏联接中的任一零件就可拆开的

联接，故多次装拆无损于其使用性能。常用的有螺纹联接、键联接（包括共花键联接、无键联接）

及销联接等，其中尤以螺纹联接和键联接应用较广。不可拆联接是至少必须毁坏联接中的某

一部分

才能拆开的联接，常见的有铆钉联接、焊接、胶接等。

17、什么是离合器？离合器的主要功能和设计要求是什么？

答：离合器是主、从动部分在同轴线上传递转矩和旋转运动时，在不停机状态下实现分离和接合的 装置。安置在机械设备传动系统中的离合器通过操纵或自控进行离合，可以完成工作机启动、停止、换向、变速等工作。离合器还具有软启动、节能、吸收冲击能量、减缓振动、实现速度超越、防止

逆转以及对传动系统的过载保护等功能。

对离合器的基本要求是：接合平稳，分离彻底，动作准确；结构简单，外廓尺寸、重量和转动惯量

小；工作安全可靠，操纵方便、省力，对接合元件的压紧力能在内部平衡；接合元件耐磨，散热性

能好，工作寿命长。

18、什么是制动器？对制动器的基本要求是什么？

答：制动器是使运转中的机构或机器迅速减速、停止并保持停止状态的装置；有时也用作调节或限

制机构或机器的运动速度（例如使重物以恒定速度下降）。制动器是保证机构或机器安全工作的重

要部件。对制动器基本要求是：制动可靠，操纵灵活，散热良好，重量轻，结构紧凑，便于安装和

维护。为了减小制动转矩，缩小制动器的尺寸，通常将制动器安装在制动对象传动轴系的高速轴上。

但对于安全度要求高的设备，如矿井提升机等，因高速轴距制动对象较远，安全可靠度较差，传动

轴系发生断轴事故，制动对象的安全仍然没有保证。所以还需在低速轴上安装安全制动器。3.4 气动、液压传动控制系统

1、常用的气动、液压元件最基本的有哪些？按功能控制阀又分为哪几类？

答：气动、液压最基本的元件是动力元件（液压泵、液压马达）、执行元件（液压缸）、控制元件

（方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等）和辅助元件（油箱、油管、滤油器、储能器等）。按功能控制阀可分为压力控制阀（溢流阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）、方向控制

阀（液控单向阀、电磁换向阀）。

2、说出液压传动的主要优缺点。

答：与齿轮、螺旋等以固体作为传动构件相比，液压传动具有以下优点：易于获得很大______________的力或力矩，传递相同功率时体积小、重量轻、运动惯性小、反映速度快；可以在较大的范围内方便地实现无级

调速；传动平稳，易于实现频繁的换向和过载保护；易于实现自动控制，且其执行机构能以一定的

精度自动地按照输入信号（常为机械量）的变化规律动作（液压随动），并将力或功率放大；摩擦

运动表面得到自行润滑，寿命较长；液压元件易于实现通用化、标准化、系列化，便于设计和推广

使用，系统而已灵活方便；很容易实现直线运动。

液压传动的缺点是：由于油液存在漏损和阻力，效率较低；系统受温度的影响较大，以及油液不可

避免地泄漏及管道弹性变形，不能保证严格的传动比；液压元件加工和装配精度要求较高，价格较

贵，液压系统可能因控制元件失灵丧失工作能力，元件的维护和检修要求较高的技术水平；液压元

件中的密封件易于磨损，需经常更换，费用较高，密封件磨损还会告成因泄漏而污染环境的弊端。

3、液压系统中密封的重要意义是什么？常用的动密封有哪些类型？ 答：液压系统中密封的重要意义是防止泄漏造成污染和浪费，以及对系统工作稳定性和可靠性的影 响。

动密封按不同的相对运动类型分旋转式和移动式。旋转式动密封又按被密封两结合面间是否有间隙，分接触型和非接触型两种。动密封的设计和选用除考虑其适应性和密封能力，还应考虑使用时的寿

命和可靠性。常用动密封形式有：成型填料密封、油封、机械密封硬填料密封和螺旋密封。

4、举例说明液压系统压力不足产生的原因和解决方法。答：

液压系统压力不足原因 解决方法 溢流阀卡死、拆下溢流阀修理、油泵磨损严重、更换新油泵、阀体上压力油堵崩掉、重新堵死、管路过长或管径过细改用大管径油管或重新设计管路长度 3.5 电气传动基础

1、简述电动机的种类和用途。

答：在工程机械中应用的电动机主要分为两大类：机械能转化为电能是发电机，其中包括直流发电

机和交流发电机；电能转化为机械能是电能机，其中包括直流电动机、交流异步电动机和同步电动

机等。根据电动机不同的控制方式又可分为伺服电动机和步进电动机。

2、简述直流电动机和交流电动机的调速方法。答：直流电动机主要调速方式为

1）改变电枢电阻：使用变阻器或接触器、电阻器通过调节电枢电阻 调速；

2）改变电枢电压：通过电动机-发电机组、晶闸玡变流器或晶体管晶 闸管开关电路改变电枢电压调速；

3）改变磁通：通过直流电源变阻器、电动机扩大机或磁放大器、晶 闸管变敁器改变线圈磁量使电动机实现调速。

异步电动机的调速：由于异步电动机转子转速n=（1-s）60f/p，因此可以通过改变极对数p电源频率f和转差率s 三种方法调节转速。改变极对数p采用有级

电动

机进行有级调速；应用电子变频器改变电源频率f实现电动机连续调速。

3、简述直流电动机和交流电动机的制动方法。

答：直流电动机制动：在电动机转子上施加与转动方向相反的转矩，使电动机限速（如电动机带重

物恒速下降），或减速（如停车过程）运行。制动转矩可以是电磁转矩，也可能是外加制动闸的机

械摩擦转矩。电磁制动的制动力矩大、控制方便、没有机械磨损。常用电磁制动有以下几中方式：

1）动能（能耗）制动：一般电动机电枢断电后，其转子动能仍维持

转子盧续转动，靠风阻待摩擦损耗耗尽原有动能后停车，持续时间较长；为缩短停车过程占用时间，保持励磁不变，电枢从电源断开后接入电阻RL，则电枢中电动势Ea。产生电流Ia（与电动势状态

方向相反），在电阻RL 上耗能，并按发电机原理在电枢上产生与转动方向相反的电磁制动转矩，使转子快些减速。但转速降至较低值时电动势Ea和电枢电流Ia都较小，制动转矩也较小，常辅以

制动闸加强低速制动效果。

2）反接制动：制动时保持励磁不变，电源反接使电枢电流反向，产

生制动的电磁转矩。同时应串入附加电阻RL 以限制过大的电流。当转速下降至零时，应及时切断 电源，以防电动机向反方向重新启动。以上制动方式切使附加电阻上产生相当大的能量损耗，运行

经济性较差。

3）反馈制动：在直流电动机带恒定转矩负载并采用调压调速运行 时，如需降低转速，应先降低电枢电压，些时电动机转速n 与___________电势Ea不会突变，因而暂时U〈Ea，电枢电流Ia反向，成发电状态运行，向电源反馈电能，并产生制动的电磁转矩，使转速下降。在此

过程中电枢转子多余的动能反馈给电源，而不是空耗在附加电阻上，因此运行经济性较好。异步电动机制动方法有：

① 能耗制动：当电动机定子绕组与交流电源断开后，立即接 到一个直流电源上，流入的直流电流在气隙中建立一个静止不动的磁场，它在旋转着的转子绕组中

感生电流、电阻损耗：转子电流与静止磁场相作用产生制动转矩。② 发电（再生）制动：当电动机转子转速大于定子旋转磁场 的同步转速（用外力使电动机转子加速或定子电源频率减低）时，电动机处于发电机制定运行状态。

③ 反接制动：电动机电源相序改变，使旋转磁场旋转方向改 变；或因负载作用使转子反转，均可使电动机旋转磁场与转子旋转方向相反，产生制动转矩。与直

流电动机反接制动相似，此时如仍维持电源电压不变，定子电流将很大，要采取限流措施。

4、简述电动机选用的一般原则。

答：电动机的选用时应综合考虑下列问题：

（1）根据机械负载性质和生产工艺对电动机启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。

（2）根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力与启

动转矩倍数选择电动机容量，并确定通风冷却方式。容量选择应适当留有余量。

（3）根据使用场所的环境条件如温度、湿度、灰尘、腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的防护等级和

结构与安装方式。

（4）根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级与类型。（5）根据生产机械的转速要求与http://www.xiexiebang.com 械的复杂程度，选择电动机的额定 转速。（6）由于目前已有相当多的派生与专用产品系列，能较好地适应与满足各行业的特殊要求，可优选

考虑选用专用系列产品。

另外，运行可靠性、条件通用性、安装与维修是否方便、产品价格、建设费用和运行维修费用等方

面，也应在综合考虑之列。3.6 设计方法与应用

1、简述计算机辅助设计方法在工程方面的应用。

答：（1）用于绘图及几何造型绘图应用软件即图形处理软件，是计算机用于绘图的软件，由图形

处理系统软件和图形处理应用软件组成。CAD 绘图系统能完成主观图、侧视图、剖面、局部视图、正等轴侧图以及三维图形的绘制。

（2）用于计算和分析CAD 系统可进行产品的静/动态特性、磁场、温度场、流体场、振动、强度、应变分布、热变形等内容的分析研。CAD 系统还可用于研究

机构的运动学特性，干涉情况分析，自动给出结构的物理特性，如体积、重量、重心、惯性矩、截

面二次矩等。

（3）用于产品设计CAD系统可分为两大类，即人机交互会话型和非会话型。前者用于设计目标难

以用数学模型定量描述的场合，人在设计过程中起到推理、分析、判断、决策的作用，该系统适于

新产品的开发设计。非会话型设计过程即计算机按设计师编制的程序自动完成设计的各个工作步骤，适用于设计目标能够定量加以描述的场合，即变异性设计和适应性设计。

（4）计算机仿真及试验CAD 系统在设计阶段，为了对设计对象进行性能评价、决策，特别是对难

以实时对实物进行性能试验的工程对象，如：价值昂贵的武器系统，难以进行实物试验的航空航天

产品，难以复现的瞬态过程，大型结构及大型设备的性能预测研究等。采用模拟或仿真技术

进行性

能评价有重要的实用价值。另外，使用计算机控制产品的验收及性能试验，进行数据的采集、分析、处理已是现代产品试验技术的主要特征之一。

2、简述人机工程设计的一般原则。

答：人机工程设计的一般指导原则如下：

1）工作空间应符合人体尺寸和工作类型，身体姿势、体力和运动 三者应适宜操作并互相制约。不同姿势下的工作空间和有利工作区域与方向在考虑工作空间时，应

使四肢具有足够的活动空间。工作器具应与人的四肢相适应。各种操纵器具的布置应在人体功能可

能实现的范围内。

2）信息的显示与信号的选择设计和布置，应与人的感觉能力（视

觉、听觉、触觉）相适应。信息的显示有视觉、听觉和触觉三类。通常，信息通过视觉获得但在紧

急情况下使用听觉显示的效果更大。因为对于突然发生的声音，人具有特殊的反应能力。但过度地

应用听觉显示，易使人疲劳。

3）操纵、调节部件的选择造型和布置，应适合有关身体部位及其

运动，并考虑有关灵敏度、精确度、速度、作用力等方面的要求。控制件设计的一般要求如下：

①.控制件的运动方向应与被控制动作或显示器的运动方向一致； ②.控制件的造型应s21使操作者只用一般的体力；

③.要求精确度较高的操作活动只能使用较小的体力，但应保持适当 的阻力，使操作者对操作的精确度有所感觉；

④.不同设备完成相同功能控制件的大小和形状应一致；

⑤.控制件应易于识别，可以用颜色、尺寸、开关或在控制面板上加 说明予以区别;⑥.除非故意联动，控制件的使用不应互相干扰； ⑦.要求迅速或精确高速的地方用手进行操作； ⑧.为执行若干个分段控制，应采用止动型控制；

⑨.当控制件要求用力大或要求连续向前用力时，可选用脚操作。4）环境、安全和技术文件等方面的考虑。工作环境对人的工能 力和安全有巨大影响。但广义工作环境设计的探讨已超出设备设计的范畴。环境条件包括温度、湿

度、辐射热、灰尘、射线、气体、气压、重力、加速度、照明、色彩、噪声、振动等。在人-机设计

中着重考虑的应是设备本身对人（操作人员或服务对象）所处环境的劣化和设备设计叹人所处环境 的改善两个方面。在交通运输市亩中，设备为有关人员提供了“小”环境备件，空调、通风、减振、降噪等是此类设备的设计所必须考虑的人机界面问题。

3、简述模块化设计的含义和划分原则。

答：模块化设计是在对产品进行市场分析、预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列

通用的

功能模块，根据用户要求，对模块进行选择和组合，构成不同功能或功能相同性能不同、规格不同 的产品。

模块化莾计的划分原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度

高、性能稳定、结构简单、成本低廉，且模块结构应简单规范，模块间的联系尽可能简单。划分模

块既要兼顾制造管理方便，具有较大灵活性，避免组合时产生混乱，又要考虑到该模块系列将来的

扩展和向专用、变型产品的辐射。划分的优劣直接影响模块系列设计的成功与否。划分前必须对系

统进行仔细、系统的功能分析和结构分析，并要注意下各点： 1）模块在整个系统中的作用及其更换的可能性和必要性； 2）保持模块在功能及结构方面有一定的独立性和完整性； 3）模块间的接合要素应便于联接与分离； 4）模块的划分不能影响系统的主要功能。

4、简述生命周期设计的含义和应用。

答：产品生命周期设计其目标是所设计的产品对社会的贡献最大，而对制造商、用户和环境的成本 最小。它是一种在设计阶段即考虑产品整个生命周期内价值的设计方法这些价值包括产品所需的功

能、产品的可生产性、可装配性、可测试性、可拆卸性、可运输性及其循环利用性和环境友好性。

生命周期设计要求设计师评估生命周期成本，并将评价结果用于指导设计和制造方案的决策。生命周期设计的应用见下图。

5、简述创新设计的含义和方法。

答：创新设计是技术创新的重要内容，是希望在设计中更充分发挥设计者的创造力，利用最新的科

技成果，在现代设计理论方法的指导下，设计出更具有竞争力的新颖产品。创新设计可分为开发型

设计、变异设计和反求设计三种类型。

1）开心型设计是针对新任务进行从有所不同方案到结构方案的新 设计，完成从产品规划到施工设计的全过程，是在探索中创新。

2）变异地设计是在已有产品的基础上，进行原理方案机构结构、参

数、尺寸的变异以适用市场新的要求或提高竞争力，变型系列产品在生产中广泛应用，这是通过变

异的一种创新。

反求设计是针对已有产品或设计、进行分析、消化、吸收，掌握其关键技术，进而开心出同类的先

进产品，这是一种在吸取中的创新。第四章机械制造工艺学 4.1 工艺过程设计

1、什么是工艺规程？简述工艺规程的设计依据和基本程序。

答：工艺规程是规定产品和零部件加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是企业生产中的指导性 技术文件。

设计工艺规程的主要主要依据（亦即原始材料）主要有： 1）零件的样图及相关的装配图 2）产品验收的质量标准

3）企业生产条件毛坯生产、专用工艺装备制造条件 4）通用与标准工艺装备及有关手册资料 设计工艺规程的基本程序（基本步骤）：

1）产品装配与零件图分析、产品性能功用、零件结构工艺性 2）确定毛坯制造方法

3）拟订零件制造工艺路线选择定位基准面

4）工序设计：确定各工序中的工步顺序与内容；各工序所用设备、工艺装备；各工序尺寸与加工

余量；主要加工工序分析；计算工时定额； 5）编制工艺规程文件

2、工艺规程设计中最应注意的问题是哪些？

答：工艺规程设计中最应注意的问题（即解决的主要问题）有： ①.零件的结构工艺性分析 ②.零件加工中的基准选择 ③.表面加工方法选择 ④.加工阶段的划分 ⑤.加工顺序的安排 ⑥.工序的合理组合 ⑦.加工余量的确定 ⑧.加工工序尺寸的计算 ⑨.主要工序的分析

3、结构工艺性审查的主要对象和内容包括哪些？审查的目的和意 义何在？ 答：产品结构工艺性审查系指工艺设计人员对产品及零件部件的结构，分阶段进行可加工性、可装

配性、可维修性和经济性分析、评价。其审查的主要对象： ①.自行设计的新产品

②.根据引进的技术资料或样机开发的产品 ③.根据市场需求进行局部改造设计的老产品 其审查目的：

①.发现产品的设计及工艺生问题

②.提前预见到生产所需关键设备或专用工艺设备 结构审查时应考虑的主要因素有：

①.产品的类型、结构特点与复杂程度； ②.生产类型与产品发展前景

③.企业现有生产工艺技术的发慌趋势及可推广国内外的新工艺、新技术、新装备等。

4、什么是基准？工艺基准选择的主要原则是什么？

答：所谓工艺基准就是零件上用来确定其它点、线、面的那些点、26 线、面。其可分为：设计基准——在零件力样上用来确定其它点、线、面的位置的基准；工艺基准

——在加工和装配过程中使用的基准。其又可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准等。

工艺基准选择的原则是（这里是指定位）： ①.精基准选择的原则

①.基准重合原则即尽可能选择零件的设计基准作为定位基准，这样可消除由于基准不重合带来的

基准不重合误差。

②.基准统一原则即尽可能在加工工序中采用同一基准，以简化夹具设计及工序集中提高加工精度 和生产率。

③.互为基准原则即在主要零件中的两个重要表面有高的相对位置要求时，一般在精加工时先以其

中一面作为定位基准加工另一表面，再换它们的位置，如此多次加工就能保证它们之间的相互位置 精度。

④.自为基准原则对零件上的重要工作表面的加工储备量及一些先整加工方法往往采用被加工表

面本身作为基准以保证加工质量。②.粗基准的选择

①.为保证加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面作为粗基准； ②.为保证零件上的重要表面加工侠量小而均匀，则要以该表面作为粗基准； ③.为使毛坯上多个表面的加工余量较为均匀，应选择能使其余毛坯面到所选粗基准的位置误差得

到均匀的毛坯面为粗基准。如阶梯轴的置身辅助副本基准应该选中间阶梯的端面；

④.在没有设计要求保证表面余量均匀的情况下，若零件_____________9每个表面都需加工，则应选择加工小的表 面为粗基准；

⑤.粗基准应便于定位、装夹和加工；

⑥.粗基准应尽可能平整、光整：有飞边、浇口、冒口的表面以及分型面、分模面不应作为粗基准；

⑦.同一定位自由度方向的粗基准一般只允许使用一次。

5、工艺路线设计的内容和所要解决的问题是什么？

答：工艺路线设计中解决的主要问题包括：表面加工方法选择、加工阶段的划分与加工顺序的安排

以及工序的合理组合等。表面加工方法选择：

①.表面的加工要求考虑经济加工精度； ②.要考虑加工方法对相对位置精度的影响； ③.加工方法应对零件材料的可加工性相适应； ④.加工方法要考虑生产类型； ⑤.加工方法要考虑现场加工条件； 加工阶段划分：

①.粗加工阶段高效地切除各加工表面的大部分余量，为进一步加工做准备；

②.半精加工阶段降低粗加工时带来的误差，使工件达到一定精度，精加工做好准备，并对一些

次要表面完成加工；

③.精加工阶段其主要目的是保证主要表面的精度；

④.光整加工其主要目的是降低粗糙度或进一步提高加工精度。加工顺序的安排（拟订）：

①.机械加工顺序安排：先粗后精；先基准后其它，先平后孔、先主后次；

②.热处理工序安排：改善机械加工工艺性热处理；提高机械性能热处理；稳定性热处理； ③.其它辅助工序的安排：检验工嚏、其它特殊要求——探伤、退沙等； ④.工序合理组合：

I.集中和工序分散的合理组合：

a． 所谓工序集中就是在一次工胅下尽可能同时加工多个表面；

b． 而工序分散是每个表面的加工尽可能分散到不同的工序中去加工。

II.工序集中的特点：有利采用高效专用机床和工艺装备，工件安装次数少，操作工人少，占地

面积小，容易保证各表面位置精度，设备制造周期长，可靠性好，要求高。

III.工序分散的特点：机床、夹具、刀具简单，调整简便，生产准备工作小，工序柔性好，可选较

为合理的切削用量，设备多。

IV.工序集中与工序分散之间的关系及组合应根据生产类型及加工精度和现场生产条件合理组合。

6、工艺路线的设计应首先确定加工的方法选择表面加工方法时应 遵守哪些原则？

答：选择表面加工方法时应遵守下列原则： ①.经济加工精度加工表面粗糙度；

②.对几何形状精度和位置精度与选择方法相适应； ③.加工方法与所选加工材料的可加工性相适应； ④.加工方法与加工类型相适应； ⑤.加工方法与现场设备情况相适应。

7、机械加工工艺顺序安排有哪几个先后原则？

答：先基准后其它；先主后次，以主带次；先面后孔；先粗后精。

8、简述工艺方案的技术经济评价原则和方法。答：工艺方案的评价原则：

①.成本指标：有关费用（工艺成本）；生产成本=工艺成本+无关费用；工艺成本约占生产成本的

70%~75%，作为评价工艺方案的成本指标。②.投资指标

③.追加投资回收期T1=（I2-I1）/（C2-C1）I1、I2——两种投资方案的投资总额 C1、C2——两种方案的工艺成本 工艺方案经济评价评价方法：（1）C=VN+F——工艺成本（2）C1=V+F/N——单件成本

若两种方案投资额相差大时，必须考虑投资回收期：（1）应小于工艺装备使用年限（2）应小于产品生产年限（3）应小于国家规定的年限 4．2 工艺装备的设计与制造

1、工艺装备包括哪些内容？它们如何分类？

答：为完成加工工艺过程必须的切削刀具、机床夹具、压力加工和铸造加工用的各种模具和工具焊

接加工用的夹具和工具装配用的工具、特种加工用工具各种计量检测工具各种加工用辅具以及各种

工位器具等统称为工艺装备。工艺装备的类型：

（1）按制造工艺分类：切削加工用的工艺装备、装配用工艺装备、特殊加工用工艺装备、铸造用工艺装备、压力加工用工艺装备、焊接用工艺装备。（2）按标准化、通用化、组合化程度分类：标准工艺装备、通用工 艺装备、专用工艺装备、组合工艺装备。

2、工艺装备的选用和设计原则是什么？ 答：工艺装备的选用和设计原则是： ①.高低耗原则；

②.遵守工装设备的通化（标准化、通用化、系列化和组合化）原则； ③.尽量缩短生产准备周期，满足试制和投产期要求； ④.缩短工艺装备投资回收期与满足相应的技术经济指标，产品试制中的工艺装备费用不超过试制

产品成本的10%-15%。产品正式生产阶段中工艺装备费用占产品成本的比例应该在5%以下。外

购工艺装备、自制工艺装备与专用工艺装备的消耗成本比例应为2：1：3，以此来提高经济效益；

⑤.保证快速高效与安全方便；

⑥.工艺装备具有良好的结构工艺性。

3、组合工艺装备（夹具）的特点是什么？

答：组合工艺装备是一种带有柔性的特殊的工艺装备，其特点为： 1）其完全或主要由标准元件和标准部件组装而成 2）其是针对被加工工件的某道工序的要求组装而成的 3）用完后可拆卸还原以备后用

4）一般可组成各类机床的组合夹具、焊接、检验、装配及冲模组合夹具。

4、工艺装备选择的依据是什么？选择的原则是什么？选择的程序又是什么？

答：（1）工艺装备选择的依据是：工艺方案；工艺规程；工序要求与设备；本企业的现有工艺装备

条件；各类工艺装备的标准、订购手册、图册及使用说明书。

（2）其选择的原则是：高效低耗；标准化、通用化、系列化、组合化； 生产周期短；满足投资回收期要求及经济指标；方便、省力；良好的结构工艺性，便于制造。（3）其选择的程序是：认真分析工艺方案；确定工艺装备类型（标准、通用、专用、组合）与规格；

填写各种工艺装备明细表或编制工艺装备设计任务书；主管批准。

5、进行工艺装备验证的目的和内容是什么？如何进行工艺装备的验证？

29（1）进行工艺装备验证的目的：

①.保证产品零件部件加工质量符合设计和工艺要求。

②.验证工艺装备的可靠性、合理性、安全性以保证产品的正常生产。（2）工艺装备验证的内容：

①.安装方便、可靠、安全、总重量是否超过设备承重能力。②.保证工件正确、可靠的定位与夹紧等。

③.满足工艺要求，在加工余量、切削用量符合工艺要求的条件下工艺装备刚度是否满足加工要求，刀具是否干涉等。

④.满足生产进度和批量生产要求。（3）工艺装备的验证方法： ①.固定场地、固定设备上验证。②.现场验证。

③.重点验证——大型、复杂、精密、关键的工艺装备。④.一般验证。⑤.简单验证。4．3 车间平面设计

1、车间平面设备布置的原则是什么？

答：车间平面设备布置的原则：生产效率；生产设备的利用率稳定；生产过程的工件库存量小，加

工流程平衡；生产柔性与适应性；生产的经济性。

2、如何根据产品品种P和产品Q 来确定车间生产设备的布置方案？

答：车间生产设备的布置方案基本取决于产品种类和生产量，根据P（产品种类）—Q（生产量）分

析建立P—Q图，再确定车间生产设备的布置方案。

（1）按产品（流水线生产线）的设备布置方案——Q/P比值大时，适合于连续的大量生产，应按照生产产品的工艺路线进行车间生产以及辅助设备的布置；（2）按工程（或专业化）的设备布置方案——当Q/P 小时，即单件，多品种小批量生产。同类型生产设备集中布置在车间的一个区域内，形成专业化的加工区域；（3）成组（或单元）的设备布置方案——当Q/P介于上述两者之间，可按成组技术原理和方法将多种产品的零件分类成组，形成较大的成组批量，针对扩大批量的零件

组的加工需要来布置车间生产设备和辅助设备形成生产单元。

3、车间生产设备的布置方式都有哪几种？各有何特点？适合于何种场合？ 答：车间生产设备的布置有机群式和流水线两种布置。

（1）机群式布置按工程或工艺专业化原则，将同类机床布置在一

个区域其特点是对产品品种适应性强，有得工艺管理和提高设备利用率，生产管理方便，一般工件

加工路线长周转多，生产周期长在制品量大且流动资金占用多，车间之间协作多，管理工作复杂。

（2）流水线布置按生产对象专业化原则对某种零件（或零件组）

按其加工顺序来排列各种生产设备和辅助设备组成流水线。其特点：单一品种流水线，适用于大量

生产方式；多品种（成组、可变）流水线，适用于少品种成批生产。

柔性制造系统（FMS）由加工中心和数控机床为主的机床系统，物料搬运系统、计算机控制系统组

成的柔性制造系统。有很高的柔性加工可变性，特别适用于多品种小批量生产，具有高效自动化水

平高的特点。

4．4 切（磨）削加工

1、何谓切削合力，切削合力与主切削力、进给抗力和吃刀抗力四者的关系如何？

答：在切削过程中为克服工件的变形抗力及刀具前刀面、后刀面上切屑层摩擦力，刀具要受到一个

作用力R称为切削合力，其方向与大小依切削条件变化而变化，为适应机床、夹具、刀具的设计、使用的需要，需将R 分解为主切削力Pz、进给抗力Px 和吃刀抗力Py，四者的关系为：R=（Pz2+Py2+Px2）1/2；切削法向力PN 为Px、Py的合力，当切深t远大于进给量s，并且刀尖

圆弧半径re及刃倾角λs 又不大时，切削合力将近似地处于于刀具与工件的正交平面内，则：Px≈PNsinKτ，Py≈PNcosKτ。

2、影响切削力的因素有哪些？刀具对切削力的影响因素有哪些？ 答：影响切削力的因素有：工件材料，切削速度，进给量与切削深度，刀具的前角、主偏角、刃倾

角、刀尖圆半径和刀具的磨损、切削液等。刀具对切削力的影响因素：

（1）前角γ 一般γ增大时切削力下降，并且对Px、Py 的影响比对Pz 的影响大。（2）主偏角

Kr 切削塑性金属时当Kr在小于60°-75°的范围内增大时，切削力减小；当Kr 在大于60°-75°

范围内增大时，由于刀尖圆弧的影响切削力又增大；切削脆性金属时Kr>45°，后切削力基本不变。

（3）刃倾角λs 当λs 在10°-45°范围内变动时，切削力基本不变；但当λs 减小时，Py增大，Px减小。（4）刀尖圆弧半径对切削力影响不大；但当re增大时，Py 增大，Px减小。（5）刀具

磨损磨损增大，切削力增大，尤Py 增大最明显。

3、刀具磨损的类型以及刀具耐用度如何确定？ 答：在切削过程中工件—刀具—切屑的接触区发生强烈的摩擦，刀具切削部分会不可避免的磨损，刀具磨损的形式有：（1）前刀面磨损成月牙状或凹洼，亦称月牙形磨损；（2）后刀面磨损是刀

具后刀面与工件发生磨损，形成一道后角为零的磨损区；（3）刀尖磨损系刀尖圆弧下的后刀面及临

近的副后刀面上的磨损，是刀具主后刀面磨损的延续；（4）边界磨损系刀尖在后刀面上相应工件

外圆处形成的磨损深沟。

刀具耐用度指刀具重新刃磨后开始使用到又磨损到规定的磨损限度内时总实际切削时间。

4、试述切削加工工艺方法类别

答：我国现行的行业标准JB/T5992-1992《机械制造工艺方法分类与代码》，将工艺方法

按大类、中类、小类和细分类四个层次划分。其中切削加工列为第三类：一般有外圆、平面和内孔及渐开线 加工方法。

5、试述外圆表面、孔和平面的加工方案（略）。

答：见机械工程师资格考试指导书表4.4-3《外圆表面加工方案》P169、表4.4-4《孔加工方案》、表4.4-5《平面加工方案》。P169.6、试述经济加工精度的概念及如何正确理解其含义。

答：经济加工精度是指在正常加工条件下，该加工方法所能保证的加工精度。其含义可进一步理解 为：

①.经济加工精度是一个范围，在这范围内成本经济合理。②.经济加工精度是一个动态概念，随机床、刀具、夹具和工艺技术水平的改善会随之提高。③.有关手册文献所介绍的加工精度一般可代表加工经济精度。

7、试述典型的车削、铣削、磨削加工以及车削、铣削、磨削加工的新技术。（1）典型的车削类型：外圆柱、端面、滚压；内孔的车、钻、扩、铰、镗、滚压；螺旋面：车外螺纹、内螺纹、旋风切螺纹、攻内螺纹、绕制弹簧；切断、切槽；锥

面、球面、椭圆柱面；特殊表面，成型、仿形曲面车削。

（2）铣削典型表面加工类型：铣平面、键槽；铣弧形面、圆曲面、球面；铣齿形，直、圆弧、锥、齿条；铣花键；铣凸轮。

（3）磨削典型表面加工类型：磨外圆、外锥面；磨端面；磨内孔； 磨曲面、凹球面、内球面；磨齿轮、齿形；专用表面磨削。

（4）车削新技术：加热车削：激光加热、等离子弧加热；超声车削（振动）；超精车削；薅态车

削；双主轴车削。

（5）铣削新技术：高速铣削；超硬铣削。

（6）磨削新技术：速磨削；高速成型磨削；超精磨削。

8、试述顺铣与逆铣的特点：

答：顺铣和逆铣都发球周铣。顺铣时，铣刀旋转方向与工件前进方向一致，其特点：（1）每齿铣削

厚度从最大到最小，刀具易切入工件。

（2）平均切削厚度大。（3）顺铣时刀具耐用度高，机床动力消耗较低。

（4）刀齿对工件的切削分为F1 向下，有利于夹紧工件，加工过程平稳。（5）其切削分力F2 大

于工作台的摩擦阻力进会千万工作台窜动，工作台丝杠间隙引起切削不稳定。

逆铣时，铣刀旋转方向与工件前进方向相反，其特点：（1）其水平切削分力F2 的方向与工件进给

方向相反，切削进给平稳，有利于提高加工聨面质量和防止扎刀现象；（2）其垂直切削分力1 向

上，不利于工件夹紧；（3）平均切削厚度较小；（4）刀刃切入工件时，是从已加工表面圀始进刀，切削厚度从零开始，刀刃受挤压，磨损严重，加工表面粗糙度差，有严重的加工硬化层。

9、试述按照机床夹具通用化程度的不同，机床夹具可分为那些类型及它们的应用范围。答：按机床夹具通用化程度的不同，机床夹具可分为专用夹具、通用夹具、专业化可调夹具 成组

夹具）和组合夹具等。

10、什么是欠定位和过定位？在机床夹具设计时能否出现欠定位和过定位？为什么？ 答：夹具上工件定位件所能限制的工件自由度小于按照相关工艺规程要求所必须限制的自由度，称

为欠定位。在夹具的设计、制造中不允许出现欠定位。夹具上几个定位件都可能限制工件的同一个

或若干个自由度，造成工件定位不稳定或破坏正确定位，称为过定位。过定位对工件会产生不良的 影响，一般都应设法消除；过定位产生的不良影响未超出工件的技术要求，则可以允许存在，有时

甚至有益。

11、试述 2-3 类型的超硬材料刀具，并说明它们的应用对象。

答：见机械工程师资格考试指导书表4.4-19《各类刀具材料的主要性能》：P187

12、试述刀具几何参数的选择原则。答：刀具几何参数的选择原则：

（1）前角——工件材料的强度、硬度愈低，塑性愈好；刀具材料的

抗弯强度和冲击韧度较高；工艺系统刚性差或机床功率不足等，应取大前角。（2）后角——应取较大后角的情况：精加工时切削厚度薄；多刃刀

具切削厚度薄；加工工件材料较软、粘，加工硬化倾向大，弹性模量小等。应取较小后角的情况：

工件材料的强度、硬度较高；粗加工强力切削、承受冲击载荷大的刀具；工艺系统刚性差；定尺寸

刀具（如拉刀、铰刀等）；铲齿刀具等。

（3）主偏角——应取较大主偏角的情况：采用硬质合金刀具进行粗 加工和半精加工；在切削过程中刀具需做中间切入工件或阶梯轴等。应取较小主偏角的情况：工艺

系统刚度允许的条件下；工件材料的强度、硬度高等。

（4）副偏角——应取较大副偏角的情况：工件或刀具的刚度较差； 在切削过程中刀具需做中间切入工双向进给等。应取较小副偏角的情况：精加工刀具；切断、切槽

也孔加工刀具；加工高硬度和高强度的材料或断续切削；加工细长轴等。（5）刃倾角——应取正刃倾角情况：精加工；微量切削的精加工刀

具可取特大正刃倾角；镗刀、铰刀等孔加工刀具加工盲孔；工艺系统刚度不足等。应取负刃倾角情

况：冲击负荷较大的断续切削；加工高硬度材料；孔加工刀具加工通孔等。（6）刀尖形状——圆弧形刀尖（圆弧过渡切削刃）：多用于单刃刀

具，钻头、铰刀也使用合理选用刀尖圆弧半径值，可提高刀具耐用度，并对工件表面有修光作用，但刃磨较困难。倒角形刀尖（直线过渡切削刃）；适用于各类刀具。可提高刀具耐用度和改善工件

表面质量，同时其刃磨方便。

33（7）刃口形式——锋刃（锐刃）：刃磨刀具的前面、后面时自然形 成的，比较锐利，广泛应用于各类精切削刀具、成形刀具、齿轮刀具等。1）倒棱刃：通常是刃口附近的前刀面上的很窄负倒棱，主要适用于 粗加工或半精加工的硬质合金车刀、刨刀及端面铣刀。

2）消振棱刀：系在刃口附近的后刀面上一条很窄的负后角棱边。主

要用于工艺系统刚度不足条件下进行切削的单刃刀具（如车刀、刨刀、螺纹车刀等）。3）零度刃带（白刃）：系在刀具的主后刀面或副后刀面上靠近刃处 磨出的一条后角为零的窄棱边。主要用于多刃刀具。

4）钝圆刃（倒圆刃）：系在切削刃上特意研磨出一定的刃口圆角。主要适用于各种粗加工或半精加工的硬质合金刀具及其可转位刀片。4.5 特种加工

1、什么是特种加工？常用特种加工的方法及特点有哪些？

答：特种加工是指不属于传统加工工艺范畴的加工工艺方法的总称。特种加工是将电、磁、声、光

等物理能量及化学能量或其组合施加在工件被加工的部位上，使材料被去除、累加、变形或改变性

能等。常见的特种加工有电火花加工（EDM）、激光加工（LBM）、超声加工（USM）。（1）电火花加工：在液体中通过工具电极与工件之间的脉冲电路放 电将材料调温蚀除。其特点为： ①.非接触式加工，无切削受力变形 ②.放电持续时间短，热影响范围小 ③.工具电极消耗影响加工精度

④.可加工任何硬、脆、韧和高熔点的导电材料 ⑤.其一般可用来穿孔、行腔加工、切割等。

（2）激光加工：材料在激光照射下瞬时急剧溶化和气化，并且产生 强烈的冲击波，使熔化物质爆炸式的喷溅和去除实现加工，轵特点： ①.材料适应性广，金属非金属均可以被加工 ②.非接触式加工 ③.不存在工具磨损 ④.设备造价较高

⑤.其一般用来微孔、切割、焊接、热处理刻制等。

（3）超声（波）加工：利用超声振动的工具端面，使悬浮在工作液 中的磨料冲向工作表面，去除工件表面材料，其特点： ①.作用力小，热影响小

②.工具不旋转，加工与工具形状相似的复杂孔 ③.加工高硬度材料时，工具磨损大

④.其一般用来型腔加工、穿孔、抛光、零件清洗等，主要用于脆性材料。

2、电火花加工的基本原理。答：电火花加工是利用工具电极和工件之间的间隙防电来蚀除金属的加工方法，其可以用来切割成

型和表面（形腔）成型加工，前者用工具电极为导线，常称为线切割加工，后者称为电火花成型加 工。

3、评价电火花成型加工工艺质量的主要指标是哪些？

答：评价电火花成型加工工艺质量的主要指标是：（1）加工效率：单位时间内工件材料的去除量，单位：mm3/min。（2）加工表面质量：粗糙度、表面组织变化及表面显微裂纹等。（3）加工精

度：尺寸、位置、形状精度。（4）工具电极损耗率：通常用工具电极的何种损耗量对工件材料的何

种蚀除之比表示。

4、影响电火花加工精度的主要因素是什么？ 答：影响电火花加工精度的主要因素：

（4）脉冲电源的质量和加工参数的选择——包括脉冲宽度ti，放电 时间te，放电周期tp，放电重复频率f，峰值电流ie 等。

（5）工作液——工作液可以提高放电点的能量密度，增大放电时的 爆炸力，使熔化的金属容易排出。（6）电极材料及电极设计

（7）工艺系统的制造及安装高速的精度和质量。

5、为提高电火花成型加工的效率应调整哪些工艺参数？如果为了降低表面粗糙度，工艺参数又应 如何调整？

答：从电火花加工材料去除率（即加工效率）和表面粗糙度公式可以看出：为提高电火花成型加工 的效率，可以提高放电时间te，或提高峰值电流ie，或提高放电重复频率f；如果为了降低表面粗

糙度，则应减小放电时间te，或减小峰值电流ie。

6、为了保证电火花成形加工的效率和表面质量往往要牺牲什么？

答：只增加峰值电流ie，而减小放电时间te可保证加工效率和表面质量但工具电极相对损耗率增大。

7、什么是电火花线切割加工？

答：在电火花加工中利用导线电电极（钼丝或铜丝）以及电极与工件间的相对运动和放电对工件进

行切割的加工方法叫做电火花线切割加工。

8、一般情况下电火花线切割加工达到什么样的切割效率、表面粗糙度和加工精度？ 答：一般情况下切割效率为20mm2/（min?A）。表面粗糙度：

1）高速切割为Ra5-25μm，最佳只有Ra1μm； 2）低速切割一般可达Ra1.25μm，最佳Ra0.2μm。加工精度指尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。1）快速切割时可控加工精度在0.01-0.02mm。2）低速走丝时可达0.005-0.002mm。

9、线切割加工的主要工艺参数指标及经济性因素分析。答：线切割加工的主要工艺参数指标是：

1）切削速度指单位时间内电极丝中心线在工件上切割的面积总和，单位用mm2/min 表示，通常40-80mm2/min 为高速切削速度；将每安培电流的切割速度称为

切割效率，一般切割效率为20 mm2/（min?A）。

2）表面粗糙高速切割为Ra5-25μm，最佳只有Ra1μm；低速切 割一般可达Ra1.25μm，最佳Ra0.2μm。

3）电极丝损耗量对高速走丝线切割机床，用电极丝在切割

10000mm2 面积后，电极丝直径的减少量来表示。一般每切割10000mm2，泪丝直径减少不应

大于0.01mm。

4）加工精度指尺寸精度、形状精度和位置精度的总称。快速切割 时0.01-0.02mm。低速走丝时0.005-0.002mm。影响线切割加工工艺经济性因素主要有： 1）电极丝及移动速度 2）工件厚度及材料 3）预置进给速度

10、什么是激光加工？

答：激光是一种高度高，方向性好的相干光，其发散性小和单色性好，焦点处功率可达 107-1011w/cm2，温度可达万度以上，其加工就是利用材料在激光照射下的冲击波使熔化物质爆

炸式喷溅去除。

11、金属加工常用的激光器是哪些？它们之间的区别除了在工件物质以外，还在于什么？ 答：金属加工常用的激光器有两种，一种是固体激光器，如红宝石激光器、玻璃激光器、YAG激光

器和金绿宝石激光器；另外一种是气体激光器：如CO2激光器、氩激光器等。它们之间的区别除了

在工作介质外，还在于激光波长、输出功率、应用范围等。

12、影响激光打孔工艺质量的因素主要有哪些？ 答：影响激光打孔工艺质量的主要因素有：

1）输出功率和照射时间：孔的尺寸随输出激光能量变化，能量越大，孔径越大孔边越深，能量适当，才能获得好的圆度，能量提高锥度减小，能量过大孔成中鼓形，激

光的照射时间一般为几分之一毫秒，激光能量一定时，时间太长会使能量扩散到非加工区，时间太

短则因功率密度过大使蚀除物以高温气体喷出，那会使能量的使用效率降低。2）焦距和发散角发散角小的激光束经短焦距的聚焦物镜以后，在

焦面上可以获得更小的光斑及更大的功率密度。焦面上的光斑直径小，打孔就小，所以要减少激光

束的发散角并尽可能采用短焦距物镜（20mm 左右），只有在特殊情况下才选用较长焦距。3）焦点位置焦点位置对打孔的形状和深度都有很大的影响，焦点

位置低时，透过工件表面的面积大，不仅会发生很大的喇叭口，而且会由于能量密度减小而影响加 工深度，但焦点太高同样会分散能量密度而无法加工，激光的实际焦点往往在工件表面或低于工件 表面为宜。

4）光斑内能量分布激光束经聚集后，光斑内各部分光的强度是不

一样的。在基模光束聚焦的情况下，焦点的中心强度I0 最大，越远离中心，光强度越小，强度是以

焦点为轴心对称分布的，这种光束加工出来的孔是圆形的。当光束不是基模输出时，其强度分布不

是对称的了。激光在焦点附近的强度分布与工作物质的光学均匀性及谐振腔的调整精度有直接关系，如果孔要求精度很高，就必须在激光器中采取限制振荡的措施，使其仅在其模振荡。5）激光的照射次数激光照射一次，加工深度大约是孔径的5倍左

右。但锥度较大，如经多次照射，加工深度可大大增加，锥度也可减小，孔径几乎不变，但孔的深

度并不是与照射次数成比例。而是加工到一定深度后，由于孔内壁的反射或吸收及抛出力的减少，排屑困难等原因使孔底端的能量密度不断减小，以致加工不能继续下去。6）工件材料 由于各种材料吸收的光谱不一样，经透镜聚焦到工件

上的能量不可能全部吸收，相当一部分能量将被反射或透射而散失掉。在生产实践中，必须根据工

件材料的性能（吸收光谱）选择合理的激光器。

13、什么是超声加工？

答：超声加工是利用工具端面做超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型法。其可以

加工硬质合金、淬火钢等脆硬金属材料。还可以加工玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片，同时蟘可以用

于清洗，焊接和擦伤等。

14、超声加工的基本原理？

答：加工时，工具1 在工件2之间加入液体（水或煤油）和磨料混合的悬浮液3，并使工具以很小 的力F轻轻压在工件上，超声换能器6 产生16000HZ 以上的超声频绝缘体上硅薄膜向振动并借助

于变幅杆把振幅放大到0.05-0.1mm，驱动工具端面做超声振动，迫使工作液中悬浮的磨粒以很大 的速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工工件表面，把肫加工表面的材料粉碎成很细的细微粒，从

工件上被打击下来，虽然每次下打下来的材料很小，但由于每秒种打击16000 次以上，所以仍有一

厚的加工速度。

15、超声加工的应用

答：超声加工的应用主要有以下几个方面： 1）可以加工金属和非金属等硬脆材料 2 可以对硬脆材料进行型孔和型腔加工

3）利用超声进行清洗超声波在清洗液（汽油、煤油、酒精和水等）

中传播时，液体分子往儍高频振动产生正负交变的冲击波。当声强达到一定数值时，液体中急剧生

产微小空化气泡并瞬时强烈闭合，产生的微冲击波使清洗物表面的污物遭到破坏。超声振动可用于

喷油嘴、喷丝板、微型轴承、仪表齿轮、印刷电路板等的清洗。4.6 铸造

1、什么是合金的流动性与收缩，影响合金流动性与线收缩的因素 是什么？ 答：液态合金自身的流动能力称为流动能力，通常以螺旋式试样长度来衡量相同条件下实际螺旋线

长度来表示，影响金属流动性的因素主要有：1）合金材料的成分与化学性质：化学成份、比热、热

导率、粘度系数。2）外部条件的干扰，如铸型温度、铸型发气能力、浇铸温度、浇铸系统结构等。

3）铸件结构的工艺性：如厚度大小与厚度变化的结构的复杂程度等。4）凝固态到固态的冷却过程

所发生的何种减小称为铸件的收缩。铸件各方向线尺寸的缩小现象属固态收缩（线收缩率），它对

铸件的尺寸精度影响最大。影响合金收缩的因素：

①.化学成份：碳素钢的含碳量增多，液态收缩增大，固态略减速，灰铁中C、Si 量增加，石墨化

能力增强，石墨的比容体积大，能弥补收缩，硫可阻碍石墨析出，使收缩率增大，适当增加Mn、生成MnS抵消了硫对石墨化的阻碍作用，但S过高又使收缩率增大。②.浇铸温度：通常浇铸温度提高100°C 体积收缩增加1.6％。

③.铸件结构和铸型条件：铸件在铸型中的冷却过程，往往不是自由收缩，其阻力来源于： a.铸件各部分的冷却速度不同引起各部分收缩不一致，相互 约束而对收缩产生阻力；

b.铸件的型芯对收缩的机械阻力，因此铸件的实际收缩率比 自由收缩率要小一些。

2、铸铁的收缩率及产生缩孔、缩松的几率比铸钢小的原因。

答：根据Fe-Fe3C 相图可以找出不同成分的钢或铸铁的熔点，确定铸造温度，根据相图中液相线和

固相线之间的距离可估计铸造性能的好坏，距离越小铸造性能就越好，钝铁、共晶成份或接近共晶

成份的铸铁铸造性能通常都比铸钢好，其流动性好，其收缩率及产生缩孔、缩松的几率都比铸钢小，显微偏析也少。

3、如何确定铸件的浇注位置和分型面。答：铸件浇注位置的选择是指浇铸时铸件在铸型中所取得空间位置，浇铸位置选择正确与否对铸件

影响很大，选择进应选择下列原则：

（8）铸件的重要表面（加工面）应朝下或侧于侧面，这是因为铸件

上部冷却速度慢，晶粒粗，易形成缩孔缩松，而且气体、非金属夹杂物密度小，易在铸件形成沙眼

气孔、渣气孔等缺陷。例如机床床身的导思面应朝下。

（9）铸件的宽大平面应朝下，这是因为在浇铸过程中，熔融金属对 型腔上表面的强烈的辐射，容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱走或开裂，在铸件表面形成夹砂结疤 缺陷。

38（10）面积较大的薄壁部分应置于铸件型下部或垂直位置，这是因为 如果置于上部可能产生浇不到、冷隔等缺陷。

（11）易形成缩孔的铸件应将截面较厚的部分放在分型面附近的上 部或侧面，这便于放置冒口，使铸件自上而下的顺序凝固。（12）应尽可能减少型芯的数量，使于型芯安装固定和排气。铸件分型面的选择：

1）起模，使定型工艺简化：分型面应选择铸件最大的截面处；分型 面的选择应尽量减少型芯和活块的数量，以简化制模、造型、合型等工艺；分型面应尽可能垂直；尽量减小分型面。

2）尽量将铸件重要加工面或大部分加工面、加工基准放在同一砂箱 中，这样可以减少错箱和毛刺的可能性，保持加工精度。

3）应使型腔和主要型芯位于下箱，便于下芯合型和检查型箱尺寸。

4、铸造工艺参数主要有哪些？简述铸造工艺设计的______F4+6 10.两个程序

答：铸造工艺参数有：机械加工余量；最小铸孔与槽；拔模斜度；收缩率；型芯头； 设计铸造工艺的程序一般如下：选择造型方法，选择铸型种类（干型、湿型、壳型V-I 型），选择

模型种类，选择浇铸位置，选择分型面。

5、冲天炉的熔化配料计算

答：为了实现铸件需要的铁水成分，首先要对所用的金属材料进行合格检验。冲天炉熔化铁水的含

磷量在酸性操作时，基本无变化，硫因焦炭关系只增不减，因此只需计算碳、硅、锰的配入量。η

是熔化时的合金元素的增减系数。酸性冲天炉熔化的η值：

C=+（0-15%）；Si=-（10%-20%）；Mn=-（15%-25%）

6、金属型铸造的特点和影响金属型寿命的因素

答：金属型铸造是采用铸铁、钢或其它金属铸型，在常规下浇铸铸件的方法，其特点是： 1）实现了一型多铸，少去了配砂落砂，节省了大量造型材料，造型 时改善劳动条件。

2）金属型造型时尺寸精度高

3）金属型冷却速度快，铸件组织强国富民，力学性能好 4）铸件质量稳定

5）成本高、周期长、工艺严格、不宜做形状复杂的大型薄壁零件 影响金属型寿命的的因素：制造材料的熔点和耐急冷急热的能力。1）金属型应保持合理的工作温度 2）喷刷涂料 3）控制开型时间

4）提高警惕浇铸温度和防止铸件件生产“白口”。

7、压铸的特点和压铸机

答：压铸亦称压力铸造，是将液态或半液态的金属利用高压作用，使其以高速注入压铸模的型腔，并在压力下快速冷却凝固而得到铸体，其压力从几十到几万大气压，金属液充型的速度可达 0.5-70m/s，生产率高，精度高，表面粗糙度低，由于高压作用产品的品质和力学性能好，广泛应

用于机械、航空、造船、汽车、仪表及小五多行业。

压铸机主要有冷压室和热压室两类：冷压式压铸机分立式和卧式两种，它是将金属液注入压室后，由压射冲头通过浇道将金属液高速压入型腔形成铸件。热压室压铸机的最大不同，是采用较低的比

压，将装在浇壳内的共蒸发液利用压射冲头将金属液由熔炉液面下部压入型腔形成铸件。

8、精密铸造的特点及应用

答：精密铸造一般是指与普通砂型铸造有明显区别的一些铸造方法，如金属型铸造，熔模铸造，压

力铸造，低压铸造，离心铸造，陶瓷型铸造，精密薄壳壳型铸造。

9、模样分类的特点及模样尺寸的计算

答：模样按结构特点一般可以分为整体、分体、刮（车）板；按材质可以分为木质、金属及塑料。

模样的实际尺寸Am Am=（AJ+Ar）（1+k）

Am——模样工作尺寸，AJ——产品零件尺寸，Ar——零件附加尺寸（加工余量+起模斜度+其

他工艺余量），K——收缩率。

10、金属模样设计原则

答：金属模样设计原则：一般使用分体式，机械造型是装在模板上使用的，设计时考虑安装定位；

必要的强度；模样的材料，有钢、铸铁和铝合金。

11、模底板的设计原则

答：模底板的平面就是铸件的分型面，设计时应考虑： 1）选择材料，确定其形状尺寸，定位销的位置 2）确定厚度、加强肋、加强框

12、芯盒的设计原则

答：芯合是为铸造型芯设计的：

1）设计芯盒首先应考虑芯合的分盒面、填砂面和支撑面。应使分盒

面与分型______________面一致，保持型与芯的起模斜度一致。尺寸精度高的部分要放在同一芯盒中。填砂面应保

证利于充填和紧实，支撑面尽可能是平面，不能达到平直时可使用拱形烘干板。2）芯盒的结构要求：芯盒的结构可采用多种形式，但必须与生产批

量相适应；芯盒的结构应保证足够的强度和刚度，要有相应的耐磨性和工作寿命，要有放置芯骨和

布置通气道的余地，芯盒的结构有整体敞开套式、水平和垂直对开式、敞开套框式和多向开盒式。

3）热芯盒制芯，它是将混有热固性树脂的粘结剂和硬化剂的芯砂，利用射芯机射入被加热至一厚温度的芯盒中使砂芯成型的工艺。这种工艺的特点是砂芯强度高，尺

寸精度高，表面粗糙度低，生产周期短，生产效率高，主要应用在形状复杂、尺寸精度高和粗糙度

低、大量生产的砂芯，如液压件的内腔芯、特殊阀门的内腔芯等。由于芯盒是在射砂机上工作的，因此设计芯盒时必须与设儇相配。

4）冷芯盒制芯冷芯盒与热芯盒类似，是使用射芯机成型的工艺。

它是将混有冷硬树脂或冷硬无机粘结剂的芯砂射入冷芯盒 在气体硬化剂的作用下硬化，制成所需

砂芯。与热芯盒比较有许多优点。由于砂芯在常温下硬化，可降低成本和节约能源。芯盒变形小，砂芯尺司精度高，可适用不同批量生产和不同制芯方法。

13、砂箱的分类和使用（原则）范围

答：砂箱的分类和使用（原则）范围见表所示 砂箱分类应用范围

手工造型用砂箱根据铸件尺寸及铸件批量，有单人和双人手抬砂箱；吊运砂箱；1 ~B__âÿg_单件超大、超重铸

件可设计成装配式砂箱

普通机用砂箱设计砂箱品种时，专用砂箱要少，尽可能用统一砂箱解决，并能适应不同造型机的要 求

自动或半自动造型纸砂箱成批大量生产用的震实、射压和高压造型用砂箱，强度和刚度要有保证，高压造型用砂箱断面应用双层结构，同时考虑上箱顶面加强筋的布置应压头位置相符

脱箱造型用砂箱湿型小件，有组装式和整体式两种，因是手工操作，砂箱尺寸不宜过大，极限尺寸

应为<400x300mm，一般采用木质或铝合金制作。

14、砂箱尺寸计算原则

答：（1）吃砂量吃砂量是指当模样与箱壁、模样与各加强筋之间应有的単砂距离。一般利用最小 吃砂量S，对于砂箱内框尺寸（A+B）/2≤mm（A为长，B为宽）的砂箱，模型上面的S>15mm； 侧面S>20mm，模型与箱口间的S>20-40mm。（2）砂箱尺寸砂箱尺寸=A x B x H 砂箱尺寸主要根据铸件工艺图，模板的长、宽、高，浇冒口的最大尺寸、通气孔的位置、有无加强

筋、有无冷铁或其他镶嵌件而定。4．7 压力加工

1、简述压力加工的原理、特点和工艺分类 答：压力加工是利用金属的塑性，使金属在外力作用下成型或分离成一定现状的一种塑性加工方法。

按方法、用途分类，压力加工可分为用于生产金属型材和金属制件两大类。

2、各种压力加工工艺的优点和应用。

答：金属材料成型包括轧制、拉制和挤压。（1）轧制：将大截面材料变成小截面材料，用于生产型

材、板材和管材。（2）拉制：将大截面坯料通过特定形状的模孔，用于生产线材、管材和棒料。（3）

挤压：通过正反挤压和复合挤压等方法生产型材和管材。

机械零件成型：（1）冲压加工属于板料成型，是利用专门的模具对板料进行塑性成型的加工方法，主要通过改变坯料各部位面积的空间位置而成型，其内部不出现较大距离的塑性流动，称为板料冲

压，有冲裁、拉深等。（2）锻造加工属于体积成型，利用锻压机械对坯料施加压力，使之产生明显 的塑性变形，通过金属体积的大量转移，从而获得所需金属的加工方法。由于金属具有受外力产生

塑性流动后体积不变和变形金属总是向阻力最小的方向流动的特点，在生产中根据这一规律以控制

工件现状，实现各种成型。

锻造冲压加工按照坯料在加工时的温度，可分为热锻、冷锻、温锻和等温锻。热锻：高于再结晶温

度；冷锻常温或低于再结晶温度；温锻常温至再结晶温度之间。

3、模锻和自由锻的特点和适用场合。

答：模锻利用模具使坯料变形而获得锻件所需形状、尺寸的锻造方法称为模锻。优点：高生产率、高材料利用率，组盇致密均匀，金属流线连续、分布与成品零件形状大致相同，提高了零件的可靠

性、使用寿命及强度、重量比。模锻零件一般小于150Kg，适用于中小型锻件的大批量生产，广泛

用于汽车、拖拉机、机床和动力机械等工业生产中。自由锻只用简单的工具或在模造设备上，砧铁间直接使坯料变形而获得所需几何形状及内部质量 的锻件加工方法称为自由锻。灵活性大、生产准备周期短，但生产效率低，工人技艺要求高，适用

于吏批量及大型锻件，特别是在重型机械中占有重要地位，如生产水轮机发电机机轴、轧辊等。

4、冲压加工的特点、工艺分类和应用场合？ 答：冲压加工的特点：金属及内部组织得到改善，机械强度提高；冲压具有质量轻、刚度好、形状和尺寸精度高、互换性好、外表光洁、瞎观等特点。小的如仪表零件，大的如汽车大梁、压力

容器封头等。工艺分类：（1）冲裁有落料、冲孔、切边、冲缺、剖切和整修等。（2）成型有

弯曲、拉伸、胀形和翻边等。

5、影响压力加工质量的因素和提高加工质量的措施？ 答：影响压力加工质量的因素很多，主要可以归为工艺方案设计、模具设计和操作三个方面。工艺方案合理与否，直接影响产品的质量、生产率和模具寿命，也是模具结构设计的基础。对于体

积成形的工件，其质量主要取决于模具设计水平。而掌握金属塑性成形的最佳路径是保证锻压加工

质量（充满、折纹、金属流线）的核心 具体体现在工序数目的确定和模具设计，尤其是预锻形状

设计是生产合格锻件的关键。到目前为止，在预成形设计和工艺设计中所依据的知菆和采用的手段主要有三种：基于以往的经验、物理模拟技术和基于数值模拟的计算机辅助技术。前两种仅起先期指民和辅助作用，其宣准则主要

基于体积的计算和圆角半径的修正。而基于数值模拟的计算机辅助设计，由于利用数值模拟方法，随着软件技术的发展，可方便确定塑性成形过程各阶段所需的变形功和载荷，获得工件内部应力、应变、温度分布和金属流动规律：获得模具的应力、应变、温度颁布和合理形状；并预测工件的成

形状态、残余应力、缺陷、晶粒的粒度和取向分布，因此，它将成为工艺设计和模具设计有力工具

为提高警惕锻压加工质量提供有力保障。

6、试述压力加工模具设计的要点。

答：压力加工模具分为冲压模和热锻模两类。

1）冲压模具设计分为总体设计，总图、工作零件设计以及其他零部件设计及标准化选用和审查等。

在总体设计中首先要确定模具的总体结构形式；模具类型的选定应以冲压过程为基础，结合考虑冲

压件的要求、材料性能、生产方式、设备、模具加工等诸多因素，综合分析确定。需要明确：模具 的类型；操作方式；进出料方式；压料和鼻子料方式；模具的精度。其实，要结合模具的类型进行

压力中心的计算和确定模具的闭合高度。2）锻模设计的主要内容和步骤为： a． 根据零件图制定冷锻件图； b． 计算锻件的主要技术参数； c． 决定设备吨位；

d． 做热锻件图，确定终锻型槽； e． 决定飞边槽形式和尺寸； f． 做计算毛坯图； g． 选择制坯工步；

h． 决定坯料尺寸和计算下料长度； i． 设计预锻型槽和制坯型槽； j． 模具结构设计。

7、锻造按坯料加工时的温度可分为几中形式？简述它们的区分方法。答：铸造冲压加工按照坯料在加工时的温度，可分为冷锻、热锻、温锻或温热锻和等温锻等。冷锻——是指坯料在低于金属再结晶温度下，通常多指在嘸温下进行的加工。这种状态下冷若冰霜

锻成形的工件，开关和尺寸精度较高，表面光洁，加工工序少，便于自动化生产。许多冷锻件或冲

压件可直接用做结构零件或制品，而不再需要进行切削或其他加工。但冷锻加工时，因金属塑性低，变形时易产生开裂，变形抗力大，需要大吨位的锻压机械。热锻——是指坯料在金属再结晶温度以上进行的加工，提高坯料加热温度能改善金属的塑性，有利

于提高工件的内在质量，使之不易开胂。调温还能减小金属的变形抗力，降低所需锻压机械的吨位。

但热锻工序多，工件精度差，不表面不光洁，锻件容易产生氧化、脱碳、热膨胀或烧损等工艺缺陷。

因此，热锻成形的工件，都需要经过大量的再加工之后才能为制品。温锻——是让被加工坯料温度在高于常温，但又不超过再结晶温度下进行的加工。坯料在相对软化 的状态下进行塑性成型菜，成形时要比冷锻加工容易，所需成形设备的吨位也可以减小。由于是在

较低昩度范围内加热，氧化、脱碳的可能性小或大大减轻，成形制件的精度较高，表面较光洁而变

形抗力不大，其机械性能也比退火件要高。特别是对变形抗菌素力较大及在室温下加工困难的材

料，加温后变成可加工或容易加工。

8、简要说明什么是自由锻生产中的基本工序，列举三种基本工序的名称，并简要说明它们的加工 目的。

答：自由锻工序一般可分为基本工序、辅助工序和修整工序。为了增大锻件变形量和改善材质而高 的工序，称为基本工序。基本工序是锻件成形过程中必须完成的变形工序，便如镦粗——使坯料高

度减小，横截面积增加；拔长——使坯料横截面积减小，长度增加；冲孔——在坯料上冲出通孔或

盲孔；扩孔——扩大空心坯料内、外径并减小孔壁厚度；芯棒拔长——将空心坯料套在芯棒进行

拔长，以减小外径或厚度并增加其长度；切断——将坯料切断为几部分，或内部或从外部割出一 部分；弯曲——用工模具将坯料弯成一定角度；错移——将坯料的一部分错移开并保持轴心平行；

扭转——将坯料的一部分相对于另一部分绕其旋转轴旋转成一定角度；镦挤——使毛坯在镦粗变形 的同时还有局部挤压变形；锻接——将坯料加热后用锤快击，使两者在固相状态下结合。为了保证基本工序的顺利进行而设的一些变形工序称为辅助工序。而为了提高锻件尺寸精度、表面光洁度、形状准确度而采用变形量很小的一些工序称为修整工序。

9、简述热模具锻加工的主要工艺流程。答：通常模锻工艺流程由以下的工序组成：备料工嚏——一般只是按变形工序要求的规格尺寸（或

重量），将4-6m 长的原材料切割成单件的原毛坯。特殊情况下，还包括原毛坯表面的除锈、防搧

化和润滑处理等；加热工序——按变形工序要求的加热温度和生产节拍，加热原毛坯或中间坯料；

变形工序——即锻造工序，可分为制坯工步和戡锻工步两种。制坯的方法比较繁多，模锻工步只分

为预锻和终锻；锻后工序——是补充完成的模锻工序和其他前期工序的不足，是锻件能正电子后完

全符合锻件图（包括技术条件）的要求。这类工序包括有：切边、冲孔、弯曲、扭转、热处理、校

正、表面清理、磨毛刺、精压等；检验工序——分为工序间检验（又称中间检验）和最终检验。检

验项目包括：几何形状尺寸、表面质量、金属组织和机械性能等方面，具体检验项目根据锻的要 求确定。

为了保证基本工序的顺利进行而设的下结变形工序称为辅助工序。

而为了提高警惕锻件尺寸精度、表面光洁度、形状准确嚦，而采用变形量很小的一些工序称为修整 工序。

10、简要说明什么是冷锻件图？什么是热锻件图？它们的作用分别是什么？ 答：冷、热锻件图是锻模设计中的二个重要步骤。首先要求根据加工零件图制定冷锻件图，以计算锻件的主要技术参数，即决定坯料重量和尺寸，确

定变形工序和锻造比，同时决定设备的选择和设备吨位。

然后以以上基础上再做热锻件图，以确定终锻型槽，决定飞边槽形式和尺寸，并据此计算毛坯图，选择制坯工序，决定坯料尺寸和计算下料长度，设计预锻型槽和和制坯型槽，再进行模具结构设计，这对合理考虑错移的平衡，保证锻件尺寸精度和延长锻模、设备寿命都是致关重要的。4.8 焊接

1、三大类焊接方法的焊接原理和适用范围。

答：根据金属材料在焊接过程中所处的状态，焊接方法可分为三类：熔焊，压焊，钎焊。熔焊是将焊件接头回执至熔化状态，冷凝后形成焊缝，使两块材料焊接在一起，如电弧焊、埋弧焊、气焊等，用于机械制造中所有同种金属、部分异种金属及某些非金属材料的焊接。

压焊是焊接时可加热或不加热，但必须加压，使两个结合面紧密接触，从而将两个材料焊接在一起，如电阻焊、磨擦焊、冷压焊、高频焊等，主要用于汽车等薄板结构件的装配、焊接。

钎焊是利用熔点比焊件低的钎料与焊件共同加热至钎料熔化（但焊件不溶化），借助毛细现象填入

焊件连接处的缝隙中，钎料冷凝后使工件焊合，如烙铁钎料、火焰钎料、电阻钎料、感应钎料等，适用于金属、非金属、异种材料之间的钎焊。

2、熔焊的冶金原理和改善焊缝冶金质量的措施。

答：熔焊的冶金原理：在熔焊过程中，金属母材和焊条被加热熔化形成溶池，当金属自高温冷却，必然要发生冶金化学反应，这将影响焊缝的化学成分、金相组织和力学性能，如金属中铁、碳、锰、硅诸元素的大量烧损、增加了焊缝的含氧量，降低了焊缝的韧性、增加了冷脆等；又如氮和氢入高

温金属液，冷却后氮与铁形成的Fe4N 在焊缝组织中将形成片状夹杂物，氢则形成气孔，同样增加

焊缝的脆性和冷裂的倾向。改善焊缝的冶金质量可采取：

（1）制造保护气氛使池与空气隔离，防止空气进入高温区。

（2）添加合金元素以补充被烧损的元素及清除深池内的夹渣及有害元素。如利用药皮或焊剂，加

入锰铁或其他需用合金或配入造渣剂等。又如对熔融金属进行脱氧、脱硫、脱磷、去氢以及渗入合 金等。

3、熔焊焊接的基本方法有哪些？电弧焊和气焊各有何特点？

答：熔焊焊接的基本方法有：气焊、电弧焊、铝热焊、气体保护焊、等离子焊、电子束焊、激光焊

等。电弧焊是在电弧调温的作用下，焊条和被焊金属（母材）被熔化，在母材焊接处形成金属熔池；

焊条表面有药皮，焊接时焊条一方面作为电极同时本身被熔化，作为填充金属熔入熔池中。药皮在

调温下分解并熔化产生大量保护性气体，保护粉池及焊缝免受空气的有害作用。

气焊是利用可烯气可氧气混合燃烧的热量熔化金属进行焊接的方法。可燃气体主要是乙炔、氢气和

天然气。使用最多提是氧-乙炔焊（一般说的气焊即指此种方法）。根据氧和乙炔不同的混合比，火 焰可分三类：氧化焰，用于黄负和镀锌薄板焊接；中性焰，用途很广，主要用于中、低碳钢，低合

金钢、不锈钢，紫铜、青铜，铝及铝合金，铅、锡、镁合金以及灰铸铁焊接；碳化焰，多用于高碳

钢，各种铸铁、高速钢、硬质合金、蒙耐尔合金、碳化钨及铝青铜等焊接。

4、什么是焊接热影响区？低碳钢的焊接热影响区的组织和性能。答：焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。由于焊缝附近各

点受热情况不同，热影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分尺相变区。

（1）熔合区：是焊缝和基本金属的交界区。此区温度处于固相线和液相线之间，由于焊接过程中

母材部分熔化，所以也称为半熔化区。此时，溶化的金属凝固成铸态组织，未溶化金属因回执温度

过高而成为过热粗晶。在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然很窄（0.1-1mm），但因其强度、塑性和

韧性都下降，而且此处接头断面变化，易引起应力集中，所以熔合区在很大程度上决定着焊接接头 的性能。

（2）过热区：被回执到AC3 以上100-200°C 至固相线温度区间。由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，固塑性及韧性降低。对于易淬火硬化钢材，此区脆性更大。

（3）正火区：被加热到AC1 到AC3 以上100-200°C 区间，回执俚金属发生重结晶，墨迹为细

小的奥氏体晶粒。冷却后等到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。

46（4）部分相变区：相当于加热到AC1-AC3 温度区间。珠光体和部分珠光体发生重结晶，转变为

细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均，因而力

学性能比正火区稍差。

5、减小焊接应力的工艺措施和消除焊接残余内应力的方法。

答：焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，其承载能力大为降低，甚至在外载荷改变时出现

脆断的危险后果。对于接触腐蚀性介质的焊件（如容器），由于应力腐蚀现象加剧，将减少焊件使

用期限，甚至产生应力腐蚀裂纹而报废。

对于承受重载的重要结构件、压力容器等，焊接应力必须加以防止和消除首先，在结构设计时应选

用塑性好的材料，要避免使焊缝密集交叉，避免使焊缝截面过大和焊缝过长。其次，在施焊中应确

定正确的焊接次序。焊前对焊件预热是较为有效的工艺措施，这样可减弱焊件各部位间的温差，从

而显著减小焊接应力。焊接中采用小能量焊接方法或锤击焊缝京可减小焊接应力。第三，当需较彻

底地消除焊接应力时，可采用焊后去应力退火方法来达到。此时需将焊件加热到500-650°C，保

温后缓慢冷却至室温。此外，亦可采用水压试验或振动消消除焊接应力。

6、中、低碳钢焊接的特点及焊材的选用。

答：低碳钢有良好的焊接性，焊接过程中一般不采取特殊的工艺措施。中碳钢碳的质量分娄（CE）

为0.25%-0.60%，当其处于0.25％时，如含锰%低，其焊接性能良好。随碳质量分数增加，焊

接性变差。在采用手弧焊时，可采取焊前预热或减小熔合比等措施予以改善。编制中碳钢焊接工艺

应注意几方面： 1）为防止裂纹和改善韧性可对焊接接头进行预热。焊接接头附近至少要有100-200mm 范围的预

热区，预热温度一般在150-250°C 范围；

2）焊条应使用碱性焊条，采用U 型坡口，并且选用小电流并降低焊接速度； 3）对大件、厚件、高刚性件、承受动载荷或冲击载荷的工件，一般选用600-650°C回火。

7、电弧焊的气焊各用哪基本的工艺装备？

答：发球电弧焊的焊接方法有多种，普遍使用的是手弧焊和埋弧自动焊。手弧焊使用的基本工艺装

备有：焊条、药皮、电暐。埋弧自动焊使用的基本工艺装备有：焊丝、焊剂、送丝焊机。气焊设备

有：氧气瓶、氧减压器、乙炔发生器、回火保险器、焊距和胶管。焊接嗥艺装备可分为基本装备、工夹具和辅助设备三大类。

8、焊接前必须进行哪些准备？

答：焊接前必须的准备： 1）准备好必须的嗥艺装备； 2）选择好合适的工艺参数。第五章管理/经济 5.1 安全/环保

1、什么是“预测性保养”？它比“预防性保养”有哪些优点？ 答：预测性保养是使用各种类型的传感器来预测设备的磨损和潜在的损坏，从而来预测和判断设备 的运行状态是否正常，是否需进行维护保养。

预测性保养是比预防性保养（PM）更为先进的一种保养形式。它是在设备监测技术基础上产生的一

种新的设备维护保养方式，与“预防性保养”相比，其区别和优点如表5-1 所示。项目预防性保养预测性保养

分析方法根据设备修理历史记录，估计零件使用期限根据仪表指示，对设备进行全面评价，绘制

零件的标准工作曲线图

异常现象测定方法定期检查、直观检查有关零件的情况，发生故障很少有警报用仪表在设备运行

中连续进行监测，能早期测出即将发生的故障，故障发生前有警报信号

维修费用零件更换数量大、费用多，但不用购置监测仪表只对坏损的零件才更换，费用少，但要

购置自动监测仪表，投资较多，一般在化工装置，自动流水线，大型设备等情况下才安装

2、生产车间中机械设备最容易对人身造成哪些伤害？

答：在生产车间中，机械设备最容易对人身造成以下六种伤害：

1）卷绕和绞缠：做回转运动的机械部件在运转时，人们靠近不慎头发、饰物（如项链）肥大的衣袖、裙子的下摆被卷入回转部件，卷缠后会对人身造成重大伤害。

2）卷入后被碾压：在靠近相互啮合的齿轮间、齿轮与齿条、带与带轮、链与链轮进入啮合部位的夹

紧点，以及两个轧辗之间夹口，不慎时均会引发卷入事件，滚动的旋转件会对人身造成严重的碾压 伤害。

3）挤压、剪切和冲撞：做往复直线运动的设备零部件（机床移动工作台，输送带链，剪、冲床压料

装置和刀具）当安全距离不够，常会对人身造成夹挤，冲撞和剪切手指等伤害。

4）飞物和物体坠落打击：由于紧固件松动或脱落引起被紧固运动零部件的飞出，高速运动零件的自

身破坏碎块甩出，切屑的崩甩，高处掉下的零件，工具，吊挂零件因夹挂不住引起物体坠落；不平

衡，重心不稳发生设备、装置倾翻，人工搬动不当脱手等均会对人身造成不同程度的砸伤。5）切割，戳扎和擦伤：刀具的锋刃、工件毛刺、切屑的锋利飞边，机械设备的吖棱，锐边，砂轮或

手坯的粗糙表面，机械结构上的凸出部分都容易引起人的伤害。

6）跌倒和坠落：地面乱堆物或地面凹凸不平，或接触面蟇于光滑、油污，也易造成打滑、48 跌倒和摔 伤。

3、机器人和“生产自动机”最主要的安全措施是什么？ 答：机器人工作场所应有以下厉全防护措施：

1）应设自检安全功能系统，以防止病毒给机器人电脑系统带来危害。2）机器人的自由度应根据工艺要求选择，为证安全不应采用自由度冗余或过多的机器人。3）机器人周围必须根据其运动范围设置防护栏杆，其人口应与控制系统互锁，以保证一旦有人进

入隔离区时机器人不能开动。生产自动线的主要安全措施如下：

（1）自动线四周应该设围栏，实行封闭式作业。

（2）菥自动线所处状态的灯光信号，自动线启动时应有声响和灯光信号。

（3）各台设备上应设紧急事故安全联锁开关，以保证出现设备故障或操作失误时立即停止运转。

（4）在工件传输系统交接处和一定长度内（10m左右）必须设置醒目的急停联锁开关。

4、生产中噪僰会造成哪些影响和人体伤害？

答：长期接受高噪声会使人的听力下降直到耳聋；并同时会诱发神经、心血管、消化内分必等疾病，噪声也会坱响人们的正常工作和生活，并常常掩盖了生产中的各种报警信号而引起事故，会对人体

造成严重伤害。

5、造成环境污染的主要工业源有哪些？

答：工业污染源是指工业生产中产品的废水、废气、废渣、废热和放射性物质的排放。工业废气主要来源于锅炉、工业炉窑、火电厂、炼焦炉、水泥厂等相关工业产生的大气污染物，以

及汽车、摩托车排气污染物共33 种，主要是二氧化硫、颗粒物、一氧化碳，二氧化碳以及一些苯

类有机化合物等。

工业废水主要来源于造纸工业、船舶、船舶工业、海洋石油工业、纺织染整工业，肉类加工业，合

成氨工业、钢铁工业，航天推进剂，兵器工业，磷肥工业，烧碱、聚氢乙烯工业，酒工业等的水污 染物。

工业固体废弃物主要来源于各种工业生产工艺过程中的固体废物，国家公布了49类危险废弃物。

6、环境保护法的基本方针和政策是什么？ 答：环境保护法的基本方针：坚持环境保护基本国策，抢先可持续发展战略，贯彻经济建设，城乡

建设、环境建设同步规划、同步实施、同步发展的方针，各级促进经济体制和经济增长方式的转变，实现经济、社会效益和环境效益的统一。环境保护法的基本政策：

（1）预防为主、防治结合的政策；（2）污染者负担的政策；

49（3）强化环境管理的政策。

7、我国对环境管理都有哪些制度。答：

（1）环境影响评价制度：为了严格控制产生新的污染，对可能影响环境的工程项目，在兴建前，应进行环境影响评估，获得有关主管当局批准后，方可实施。

（2）“三同时”制度：与新建工程项目配套的环境保护设施，必须与主体工程同时设计、同时施

工、同时投产。

（3）征收排污费用制度：根据污染者负担的原则征收排污费。（4）限期治理制度：对现有的存在严重污染的企业实行限制治理。

（5）环境保护许可证制度：排污者应向环境行政主管部门申报其污染物的拜谢和防治情况，并接

受监督和管理。

从事有害或可能有害环境的活动必须事前向有关管理机关提出申请，并经审查批准，发证后方可进 行。

5．2 与职业相关的道德、法律知识

1、我国公民基本道德规范的内容是什么？

答：爱国守法、明礼诚信、团结友善、勤俭自强、敬业奉献。这二十个字，五句话，十个方面，内

容丰富精深，涵盖了对国家与公民、公民与公民、公民与职业的道德关系。集中了古今中外，东西

方道德文明之精华具有普遍的适用价值。

2、试述机械工程师职业行为规范的主要内容。答：具体如下：

1）应在自身的能力和专业领域内提供服务并明示其具有的资格。

2）国家的现行法律、法规和规章制度规范自己的行为，必须承担自身行为的责任。3）依靠自身职业表现和服务维护职业的尊严、标准和自身名誉。

4）在处理职业关系中不应有种族、宗教、性别、年龄、国籍或残疾等偏见。5）在为每个组织或用户承办业务时要做忠实的代理人或委托人。6）工程师应诚信公平对待同事和专业人士。

总的“机械工程师职业道德规范”由职业品德，职业能力及服务、促进人类进步的意识和行为三部 分组成。

3、简述我国的会计基本制度？“财务三表”指哪“三表”？ 答：我国的会计基本制度包括会计法和国家统一的会计制度。会计法是会计法律制度中层次最高的法律规范，是制定其他会计行政法规和会计规章的依据，是指

导会计工作的最高准则。包括以下基本内容：总则、会计核算；公司、企业会计核算的特别规定；

会计监督；会计机构和会计人员；法律责任和附则等。

国家统一的会计制度是指国务院财政部门根据“会计法”制定的关于会计核算、会计监督、会计机

第四篇：中级质量工程师考试模拟试题及答案

中级质量工程师考试模拟试题三

一、单选[共5题，每题1分，总计5分]

1、组织的顾客和其他相关方对组织和产品、过程和体系的需求和期望是不断变化的，说明质量具有（）特性。A．经济性 B．相对性 C．广义性 D．时效性

2、流程性材料通常是有形产品，其量具有（）的特性。A．计数 B．连续 C．定量 D．持续

3、计划的内容不包括（）。A．研究活动条件 B．确立组织目标 C．制定业务决策 D．编制行动计划

4、从管理职能的作用看，下列说法正确的是（）。A．计划是手段 B．组织是前提 C．控制是保证 D．领导是关键

5、方针目标制定的程序为（）。①搜集资料，提出报告；②组织评议；③确定问题点；④审议通过；⑤宣传教育；⑥起草建议草案 A．⑤①③⑥②④ B．⑤①②③⑥④ C．①③④⑤②⑥ D．①③⑤②④⑥

6、计划任务书的内容不包括（）。A．方针目标展开项目，即重点实施项目 B．协调项目，即需要配合其他部门或车间完成的项目 C．生产经营项目 D．随着形势的变化而变更的项目

7、质量经济性管理的标准尤其突出了（）。A．顾客满意 B．组织的过程成本 C．顾客利益 D．组织利益

8、其他预防费用不包括（）。A．质量及可靠性组织机构的行政管理费用 B．经营管理人员及行政办公室人员的工资及差旅费 C．零缺陷计划预防性措施费用 D．厂房设备维护等预防性措施费用

9、关于技能培训的有关内容叙述不正确的有（）。A．技能培训由于行业和岗位不同，其所需的技能也不同，但对各层次人员的培训要求大致相同 B．对技术人员，主要应进行专业技术的更新和补充 C．对一线工人，应学习新方法，掌握新技术 D．对于领导人员，除应熟悉专业技术外，还应掌握管理技能

10、对原有的供应商的审核分为（）两种。A．一般审核和特殊情况下的审核 B．定期审核和不定期审核

C．定期审核和特殊情况下的审核 D．例行审核和特殊情况下的审核

11、在企业对供应商的选择过程中共有的基本步骤为（）。①选定工作小组确定供应商候选名单，并对候选供应商提交的材料逐个进行审核 ②由选定小组派人到供应商现场考查，现场考查小组必须有质管部门人员参加，对现场考查和取样检查结束后应有综合分析意见的书面报告。必要时，应进行供应商审核 ③建立供应商选定工作小组，由质管量管理部门牵头，由产品开发、生产、供应、服务等部门派人参加，由企业主管质量部门领导担任组长，统筹评估与选择工作 ④对候选供应商所供应的原材料或零部件进行检验，应符合企业的质量要求和法定标准 ⑤选定工作小组对评价结果进行分析，选定供应商，将之纳入供应商管理系统 A．③①④⑤② B．③①⑤④② C．③①④②⑤ D．③④①⑤②

12、（）是目前对供应商进行控制的最有效的方法之一。A．契约化控制 B．技术控制 C．质量控制 D．信息控制

13、下列各项不属于契约的有效性要求的是（）。A．契约内容与标准、法规和企业制度的统一性 B．契约的可操作性 C．契约的激励性 D．契约的科学性

14、（）是一种定量与定性相结合的有效方法，特别适合于供应商的质量数据不全、定量和定性指标都需评价的场合。A．不合格评分法 B．合格评分法 C．综合评分法 D．模糊综合评价法

B．关联性 C．有序性 D．动态性

24、产品性能试验是按规定程序和要求对产品的（）和各种使用条件下的适应性及其能力进行检查和测量，以评价产品性能满足规定要求的程度。A．基本特性 B．基本功能 C．基本原理 D．使用方法

25、以下对于质量检验计划的表述中有误的一项是（）。A．检验计划是产品生产者对整个检验和试验工作进行的系统策划和总体安排的结果 B．编制质量检验计划的目的是指导检验人员完成检验工作，保证检验工作的质量 C．质量检验计划必须由质量管理部门或质量检验的主管部门负责，由检验技术人员编制 D．编制检验计划要充分体现检验的目的并要综合考虑检验成本

26、检验站是根据生产作业分布(工艺布置)及检验流程设计确定的作业过程中（）的检验实体。A．最小 B．最基本 C．最大 D．最多

27、对产品的基本功能和使用性能通过试验取得资料，属于机械产品的（）。A．负载试验 B．功能试验 C．结构力学试验 D．可靠性试验

28、为控制测量过程的实施，不仅需要确定该测量过程预期用途下所要求的特性，还需对这些特性进行（）。A．比对/控制 B．监测/分析 C．检验/控制 D．分析/控制

29、在历史上，计量的对象主要是（）。A．实物量 B．算术量 C．工程量 D．物理量 30、计量学是关于测量的科学，它涵盖测量理论和实践的各个方面，而不论测量的（）如何，也不论测量是在哪个领域中进行的。A．具体对象 B．采用方法 C．不确定度 D．计量器具

二、多选[共5题，每题2分，总计10分]

31、方针目标展开的要求有（）。

A．搞好方针、目标和措施三个层次的衔接和对应，上一级措施就是下一级目标，即用目标来保证方针，用措施保证目标 B．纵向按管理层次展开 C．坚持用事实说话，目标值应尽可能量化 D．一般方针展开到企业和部门(或车间)这两级，目标和措施展开到考核层为止 E．每一部门要结合本部门的问题点展开，立足于改进

32、降低合格成本可以通过的途径有（）。A．提高现有的过程能力 B．提高技能 C．开发产品或服务的技术革新 D．赢得信誉 E．过程再设计，即重新对过程进行设计

33、降低不合格成本可以通过（）途径。A．减少停工所造成的损失 B．减少顾客退货 C．减少超支，主要是减少计划外的额外开支 D．降低能耗和污染损失 E．提高技能

34、关于内部故障(损失)成本有关叙述正确的有（）。A．返工或返修损失费不包括重新投入运行前的再次检验费用 B．降级损失费指因产品质量达不到规定的质量等级而降级或让步所损失的费用 C．停工损失费指因质量问题造成停工所损失的费用 D．产品质量事故处理费指因处理内部产品质量事故所支付的费用 E．其他内部故障费用包括输入延迟、重新设计、资源闲置等费用

35、外部故障(损失)成本包括（）。A．内审、外审等的纠正措施费 B．投诉费 C．产品责任费 D．其他外部损失费 E．产品售后服务及保修费

36、作业层的信息系统通常有（）特点。A．重复性 B．可预见性 C．历史性 D．详细性 E．可比性

37、质量管理培训内容包括（）。A．质量意识教育 B．质量检测培训 C．质量知识培训 D．技能培训 E．质量验收培训

38、设计和策划培训的制约条件主要包括（）。A．组织的制度

B．人力资源方针 C．财务考虑 D．培训时间和周期要求 E．培训目标

39、培训教师的选择应从（）实际出发，选择外部或组织内部人员。A．培训目标 B．培训策划 C．培训方式 D．培训制约条件 E．培训资源 40、企业标准化的基本任务有（）。A．贯彻执行国家、行业和地方有关标准化的法律、法规、规章和方针政策 B．贯彻实施有关的技术法规、国家标准、行业标准、地方标准和上级标准 C．积极承担上级标准的制定和修订任务 D．建立和健全企业标准体系并使之正常、有效运行 E．对国家标准的贯彻实施进行监督和检查

41、按接受产品的顺序情况，顾客可分为（）。A．内部顾客 B．外部顾客 C．目标顾客 D．潜在顾客 E．过去顾客

42、有关CRM技术类型，下列说法正确的有（）。A．CRM技术有两种类型：运营型、协作型 B．运营型CRM典型的功能包括顾客服务、订购管理、发票/账单、或销售及营销的自动化及管理等。运营型CRM不能用于整合企业资源管理(ERP)应用的财务及人力资源职能 C．分析型CRM可对顾客数据进行捕捉、存储、提取、处理、解释和产生相应的报告。其价值不仅在算法和存储上，也包括如何使用相应的数据来为顾客提供个性化服务 D．分析型CRM的价值仅仅在算法和存储上，不包括如何使用相应的数据来为顾客提供个性化服务 E．协作型CRM是沟通交流的中心，通过协作网络为顾客及供应商提供相应路径，它可能意味着伙伴关系管理应用(PRM)或顾客交互中心(CIC)，它也可能意味着交通渠道，例如Web或电子邮件、语言应用等

43、影响顾客满意程度的顾客自身条件有（）。A．知识和经验 B．收入状况 C．生活习惯 D．价值观念 E．媒体传闻

44、对八项质量管理原则理解正确的是（）。A．组织应当理解顾客当前和未来的需求，满足顾客要求，并争取超越顾客期望 B．顾客对产品的喜爱度确立组织统一的宗旨及方向 C．各级人员都是组织之本，只有他们的充分参与，才能使他们的才干为组织带来收益 D．将活动和相关的资源作为过程进行管理，可以更高效地得到期望的结果

E．将相互关联的过程作为系统加以识别、理解和管理，有助于组织提高实现目标的有效性和效率 45、2000版ISO9000族的核心标准包括（）。A．ISO9000 B．ISO9001 C．ISO9004 D．ISO10006 E．ISO100012

46、最高管理者对其所作出的承诺提供证据的活动有（）。A．制定质量方针 B．确保制定人员的齐备 C．确保质量目标的制定 D．进行管理评审 E．向组织传达满足顾客和法律法规要求的重要性

47、设计和开发输出应在放行前得到批准，并满足的要求是（）。A．评价设计和开发的结果满足要求的能力 B．满足设计和开发输入的要求 C．给出采购、生产和服务提供的适当信息 D．包含或引用产品接收准则 E．规定对产品的安全和正常使用所必需的产品特性

48、组织应采取措施，以消除不合格的原因，防止不合格的再次发生。纠正措施程序应形成文件，该程序应规定的要求有（）。A．确定潜在不合格及其原因 B．评审不合格(包括顾客抱怨)C．确定和实施所需的措施 D．记录所采取措施的结果 E．评审所采取的预防措施

49、电工电子产品的检验内容在结构要求上可以从（）方面来考核，以确保产品的结构可以满足规定要求。A．工作限值 B．外观检查 C．电磁兼容性 D．绝缘电阻 E．耐压试验 50、流程性材料常用的检验方法有（）。A．感官检验法 B．物理检验法 C．流程检验法 D．高低温检验法 E．化学检验法

51、工序检验站基本上有（）形式。A．分散式的 B．并列式的 C．组合式的

D．分类式的 E．集中式的

52、对不合格品的隔离应当做到（）。A．应根据生产规模和产品的特点，在检验系统内设置不合格品隔离区(室)或隔离箱，对不合格品进行隔离存放 B．及时或定期组织有关人员对不合格品进行评审和分析处理 C．对确认为拒收和报废的不合格品，应严加隔离和管理，对私自动用废品者，检验人员有权制止，追查、上报 D．对无法隔离的不合格品，应予以明显标识，妥善保管 E．应当为检验部门所属各检验站设置几个固定隔离区(室)或隔离箱，而不应每站均设置隔离区

53、以下对不合格品的纠正措施的表述中正确的有（）。A．纠正措施是生产组织为消除产品不合格发生的原因所采取的措施，只要措施正确、有效，就可以防止不合格再次发生 B．纠正措施的对象是针对产生不合格的原因并消除这一原因，以及对不合格的处置 C．纠正措施的内容应根据不合格的事实情况，针对其产生的原因来确定 D．所采取的纠正措施一般应和不合格的影响程序及相应投入相适应 E．对于不合格品的产生是由于人员素质不符合要求而造成的，应采取培训学习提高技术能力、调换合格作业人员的措施来解决

54、证实规定要求已得到满足的认定就是对提供的客观证据有效性的确认，其含义是指（）。A．要确保抽取的样品具有代表性，可以准确推断总体的质量状况或水平B．对产品检验得到的结果进行核查，确认检测得到的质量特性值符合检验技术依据的规定要求 C．确认产品检验的工作程序、技术依据及相关要求符合程序(管理)文件规定 D．检验(或监视)的原始记录及检验报告数据完整、填写及签章符合规定要求 E．确保检验人员对作业过程实施巡回检查，并在验证过程记录后签字确认

55、流程性材料产品的主要性能有（）。A．组成结构 B．力学性能 C．物理性能 D．化学性能 E．外观

56、按瀑布模型划分软件生命周期包括有（）阶段。A．计划 B．需求分析 C．设计、编码 D．测试、运行维护 E．验收

57、计量的对象包括（）。A．物理量 B．工程量 C．数据量 D．化学量 E．生理量

58、《计量法》是国家管理计量工作的根本法，共6章35条，其基本内容包括（）。A．计量立法宗旨、调整范围 B．计量单位制、计量器具管理 C．计量监督、授权、认证 D．家庭自用、教学示范用的计量器具的管理 E．计量纠纷的处理、计量法律责任

59、法定计量单位的名称的使用方法有（）。A．法定计量单位的名称，除特别说明外，一般指法定计量单位的中文名称，用于叙述性文字和口述中 B．组合单位的中文名称，原则上与其符号表示的顺序一致 C．如果单位中带有幂，则幂的名称应在单位之前 D．负数幂的含义为除，既可用幂的名称，也可用“每” E．单位符号中的乘号和相除的斜线没有对应的名称，只要将单位名称连接读出即可 60、以下属于实物量具的是（）。A．砝码、量块 B．标准电阻线圈 C．标准信息发生器 D．体温计、测压仪 E．标准硬度块、参考物质 61、10mm2/s等于（）。A．10-5m2/s B．10-3cm2/s C．10-7m2/s D．10-1cm2/s E．107um2/s 62、测量不确定度可用（）表示。A．标准差 B．最大允许误差 C．标准差的倍数 D．置信区间 E．说明了置信水平的区间的半宽度 63、测量控制体系由（）组成。A．测量仪器的校准控制 B．测量设备的计量确认 C．测量过程实施的控制 D．测量结果的分析校准 E．测量过程的变异评价 64、测量过程的一些重要特性，不仅取决于测量设备本身，也取决于（）的影响。为此，在选择测量设备时，关键的一点是将整个测量过程作为总体来考虑。A．环境条件 B．测量程序 C．观测者的经验 D．观测者的技能 E．测量方法 65、以下有关量值溯源体系的表述中正确的有（）。A．量值溯源性是指通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准(通常是国家计量基准或国际计量基准)联系起来的特性 B．实现量值溯源的最主要技术手段是校准和修正 C．量值溯源图对给定量及其测量仪器所用的比较链进行量化说明，以此作为量值溯源性的证据 D．进行量值溯源可以使测量的准确性和一致性得到技术保证 E．量值出于多源或多头，必然会在技术上，管理上造成混乱

试题解析： 组织在质量管理体系运行一段时间后，应组织内审员对质量管理体系进行内部审核，以确保质量管理体系是否符合策划的安排及组织所确定的质量管理体系要求，是否得到有效实施和保持。

试题答案：ABC 试题解析： DE两项属于其他标准，不是核心标准的内容。

试题解析： 单位符号中的乘号没有对应的名称，只要将单位名称连接读出即可，而表示相除的斜线“/”对应名称为“每”，且无论分母中有几个单位”，“每”只在分母的前面出现一次。

第五篇：《中级财务会计》模拟试题及答案

一、单项选择题（从下列每小题的四个选项中，选择一个正确的，将其顺序号填入题后,每小题1分，共10分）

1.企业将一张已持有3个月、面值20000元、票面利率6%、期限6个月的商业承兑汇票向银行申请贴现，贴现率9%。该汇票到期时，付款企业无力支付，此时贴现企业应支付给银行的款项时（）。

A.20600元B.20000元

C.20136.5元D.19536.5元

2.甲公司以600万元购买乙公司80%的股份.乙公司所有者权益总额为800万元，则甲公司股权投资差额为（）。

A．借差40万元B.借差200万元

C.贷差40万元D.贷差200万元

3.企业发生的下列各项费用中，应作为营业费用列支的是（）。

A．业务招待费B.广告费

C．金融机构手续费.D.无形资产推销额

4.某企业2002年12月30日购入一台不需安装的设备,已交付生产使用,原价50000元,预计使用5年,预计净残值2000元.。若按年数总和法计提折旧，则第三年的折旧额为（）。

A12800元B10000元

C9600元D6400元

5.下列各项中，不影响企业营业利润的是（）。

A固定资产出租收入B结算户存款利息收入

C.证券投资利息收入D商品销售收入

6.企业发生的下列存款业务，不通过“其他货币资金”账户核算的是（）。

A银行本票存款B银行汇票存款

C.信用证保证金存款D存款转账支票

7.A公司认购C公司普通股股票1000股，每股面值10元，实际买价每股11元，其中包括已宣告发放但尚未领取的现金股利500元，另外支付相告费用100元。该批股票的初始投资成本为（）。

A10600元B11000元

C11100元D11600元

8.下列与企业（一般纳税人）损益无关的税金是（）.A所得税B消费税

C 印花税D 购进存货发生的增值税

9.对于一次还本付息的长期借款，其应付利息的核算账户是（）。

A预提费用B长期借款

C长期应付款D其他应付款

10.企业接受投资者无形资产的出资额不得超过本企业注册资本的（）。

A30%B25%

C20%D10%

二、多项选择题（下列每小题的五个选项中，有二至五个正确的。请选出正确的，并将顺序号填入题后。不选、多选、少选或错选均不得分。每小题3分，共15分）

1．企业实收资本增加的途径可能包括（）。

A用资本公积转增B用盈余公积转增

C由投资者追加投资D用盘盈的固定资产转增

E用股权投资收益转增

2．对期末估计的资产减值损失，会计处理可能包括（）。

A增加营业费用B增加其他业务支出

C增加管理费用C增加营业外支出

E减少投资收益

3．下列银行转账结算方式中，属于同城结算的有

A银行汇票B银行本票C支票

D委托银行收款E汇兑

4．下列不需要进行会计处理的业务有（）。

A． 用盈余公积转增资本B.用资本公积转增资本

C． 用税前利润补亏D.用税后利润补亏

E． 取得股票股利

5．现行资产负债表中，下列各项目不能根据某个总分类账户期末余额直接填列的有

（）。

A货币资金B应收账款C存货

D短期借款E长期股权投资

三、名词解释（每小题3分，共15分）

1、现金等价物

2、预计负债

3、相关性原则

4、毛利率法

5、追溯调整法

四、简答题（每小题5分，共10分）

1、简述坏账的确认条件。

2、简述企业弥补亏损的途径。

五、业务及计算题（本类题共50分。凡计算要求列示计算过程）

（一）计算题（本题18分）

A公司在2003年实际发放工资360000元，核定的全年计税工资为300000元；年底确

认国债利息收入8000元；支付罚金4000元；公司采用直线法计提固定资产折旧、年折旧额

为45000元，税法规定按年数总和法计提折旧、年折旧额为57000元。A公司利润表上反映的税前会计利润为1000000元，所得税率是33%。假设该公司当年无其他纳税调整事项。

要求计算2003A公司的下列指标：

（1）本的应纳税所得额及应交所得税；

（2）分别按应付税款法、纳税影响会计法计算本的所得税费用。

（二）单项业务题（每小题2分，计32分）

要求对H公厂12月份发生的下列经济业务编制会计分录：

1．2日，将所持下月初到期的应收甲公司商业汇票向银行申请贴现，该票据面值50万

元、不带息，贴现额488000元已存入H公司存款户。

2、5日，开出转账支票，向希望工程捐款50000元。

3、将本实现的净利润700万元结转至利润分配账户。

4、14日，以现金支付职工王刚生活困难补助800元。

5、16日，出售一项专利权、收入15万元已存入银行。该项专利权账面价值8万元、未计提减值准备；营业税率5%。

6、20日，长期股权投资采用成本法核算。根据被投资方公布的本利润分配初步方案，本公司的股权投资应收现金股利15万元。

7、26日，结转固定资产清理净损失5000元。

8、26日，用现金发放离退休人员离退休费15000元。

9、预提短期借款利息5000元10、30日，确认坏账损失150000元（坏账核算采用备抵法）。

11、企业对本月生产领用的低值易耗品800元采用一次推销法.12、公司将一批资产的电线用于本企业在建工程，该批电线的成本价20000元，市价23000元，增值税税率17%。

13、向证券公司划出资金２０万元，准备购买股票

14.分配工资费用15000元，其中销售人员工资10000元，管理人员工资5000元。

15.出售作为短期投资的股票一批，收入45000元，支付有关费用200元，假设股票帐面成本30000元。

16.销售商品一批，价款400000元，增值税68000元。上月已预收货款300000元，余款尚未收到。该批商品成本为250000元。

《中级财务会计》模拟试题答案

一、单项选择题

1.A2..C3.B4.C5.C6.D7.A8.Ｄ９．Ｂ１０．Ｃ

二、多项选择题

１．ＡＢＣ２．ＣＤＥ３．ＢＣ４．ＣＤＥ５ＡＢＣＤ

三、名词解释

1．现金等价物：指企业持有的期限短、流动性强、易于转换为已知金额现金、价值变动风险很小的投资。如购入后3个月内到期的债券投资。

2．预计负债：是因或有负债可能产生的负债。它必须同时具备的三个条件：一是该义务是企业承担的现时义务，二是该义务的履行很可能导致经济利益流出企业，三是该义务的金额能够可靠的计量

3．相关性原则：指会计提供的住处应与信息使用者所要达到的目的相关。

4．毛利率法：根据企业本期实际销售额与上期或本期计划毛利率匡算本期销售毛利，据以计算本期发出存货成本和期末结存存货成本的一种方法。

5．追溯调整法：指对某项交易或事项变更会计政策时，如同该事项或交易初次发生时就开始采用新的会计政策，并以此对相关项目进行高速的方法。

四、简答题

1．按照我国现行制度的规定，企业的应收账款作为坏账确认，应符合下列两个条件之一：一是因债务人破产或死亡，以其破产财产或遗产清偿后，仍不能收回的应收账款；二是因债务人逾期未履行偿债义务，且有明显迹象表明无法收回的应收账款。

2．按所得税法规定，企业某发生的亏损，可用其后盈余的税前利润弥补，但连续弥补其不能超过5年。5年内尚未弥补完的亏损，从其后第6年开始只能用税后利润弥补。如果税后利润还不够弥补亏损，则可用亏损前提取的盈余公积来弥补。

五、业务及计算题

（一）计算题

①A公司2003年的应纳税所得额=1000000+60000-8000+4000-12000

=1044000（元）

本年应交所得税=1044000×33%=344520（元）

②应付税款法下，A公司本年所得税费用=本年应交所得税=344540元

纳税影响会计法下，纳税的时间性差异对所得税的影响金额=（57000-45000）×33%jj=12000×33%=3960（元）j 故本年所得税费用=344520+3960=348480（元）

（二）单项业务题

1．借：银行存款488000

财务费用12000

贷：应收票据500000

2．借：营业外支出50000

贷：银行存款50000

3．借：本年利润700万元

贷：利润分配----未分配利润700万元

4．借：应付福利费800

贷：现金800

5．借：银行存款150000

贷：无形资产8000

应交税金7500

营业外收入62500

6．借：应收股利150000

贷：投资收益150000

7．借：营业外支出5000

贷：固定资产清理5000

8．借：管理费用15000

贷：现金15000

9．借：财务费用5000

贷：预提费用5000

10．借：坏账准备150000

贷：应收账款150000

11．借：制造费用800

贷：低值易耗品8000

12．借：在建工程23910

贷：库存商品20000

应交税金----应交增值税(销项税额)3910

13．借：其他货币资金-----存出投资款20万元

贷： 银行存款20万元

14.借：营业费用10000

管理费用5000

贷：应付工资15000

15．借：银行存款44800

贷：短期投资30000

投资收益14800

16.借：预收账款468000

贷：主营业务收入400000

应交税金——应交增值税（销项税额）68000同时，借：主营业务成本250000

贷：库存商品250000