機械工程師資格考試模擬試題和答案-資料下載頁

　　

【正文】 要功能。 簡述生命周期設計的含義和應用。答：產品生命周期設計其目標是所設計的產品對社會的貢獻最大，而對制造商、用戶和環境的成本最小。它是一種在設計階段即考慮產品整個生命周期內價值的設計方法這些價值包括產品所需的功能、產品的可生產性、可裝配性、可測試性、可拆卸性、可運輸性及其循環利用性和環境友好性。生命周期設計要求設計師評估生命周期成本，并將評價結果用于指導設計和制造方案的決策。生命周期設計的應用見下圖。 簡述創新設計的含義和方法。答：創新設計是技術創新的重要內容，是希望在設計中更充分發揮設計者的創造力，利用最新的科技成果，在現代設計理論方法的指導下，設計出更具有競爭力的新穎產品。創新設計可分為開發型設計、變異設計和反求設計三種類型。1） 開發型設計是針對新任務進行從有所不同方案到結構方案的新設計，完成從產品規劃到施工設計的全過程，是在探索中創新。2） 變異設計是在已有產品的基礎上，進行原理方案機構結構、參數、尺寸的變異以適用市場新的要求或提高競爭力，變型系列產品在生產中廣泛應用，這是通過變異的一種創新。反求設計是針對已有產品或設計、進行分析、消化、吸收，掌握其關鍵技術，進而開出同類的先進產品，這是一種在吸取中的創新。第四章 機械制造工藝學 工藝過程設計 什么是工藝規程？簡述工藝規程的設計依據和基本程序。答：工藝規程是規定產品和零部件加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是企業生產中的指導性技術文件。設計工藝規程的主要主要依據（亦即原始材料）主要有：1） 零件的樣圖及相關的裝配圖2） 產品驗收的質量標準3） 企業生產條件毛坯生產、專用工藝裝備制造條件4） 通用與標準工藝裝備及有關手冊資料設計工藝規程的基本程序（基本步驟）：1） 產品裝配與零件圖分析、產品性能功用、零件結構工藝性2） 確定毛坯制造方法3） 擬訂零件制造工藝路線選擇定位基準面4） 工序設計：確定各工序中的工步順序與內容；各工序所用設備、工藝裝備；各工序尺寸與加工余量；主要加工工序分析；計算工時定額；5） 編制工藝規程文件 工藝規程設計中最應注意的問題是哪些？答：工藝規程設計中最應注意的問題（即解決的主要問題）有：①. 零件的結構工藝性分析②. 零件加工中的基準選擇③. 表面加工方法選擇④. 加工階段的劃分⑤. 加工順序的安排⑥. 工序的合理組合⑦. 加工余量的確定⑧. 加工工序尺寸的計算⑨. 主要工序的分析 結構工藝性審查的主要對象和內容包括哪些？審查的目的和意義何在？答：產品結構工藝性審查系指工藝設計人員對產品及零件部件的結構，分階段進行可加工性、可裝配性、可維修性和經濟性分析、評價。其審查的主要對象：①. 自行設計的新產品②. 根據引進的技術資料或樣機開發的產品③. 根據市場需求進行局部改造設計的老產品其審查目的：①. 發現產品的設計及工藝生問題②. 提前預見到生產所需關鍵設備或專用工藝設備結構審查時應考慮的主要因素有：①. 產品的類型、結構特點與復雜程度；②. 生產類型與產品發展前景③. 企業現有生產工藝技術的發慌趨勢及可推廣國內外的新工藝、新技術、新裝備等。 什么是基準？工藝基準選擇的主要原則是什么？答：所謂工藝基準就是零件上用來確定其它點、線、面的那些點、線、面。其可分為：設計基準——在零件圖樣上用來確定其它點、線、面的位置的基準；工藝基準——在加工和裝配過程中使用的基準。其又可分為工序基準、定位基準、測量基準、裝配基準等。工藝基準選擇的原則是（這里是指定位）：①. 精基準選擇的原則①. 基準重合原則：即盡可能選擇零件的設計基準作為定位基準，這樣可消除由于基準不重合帶來的基準不重合誤差。②. 基準統一原則：即盡可能在加工工序中采用同一基準，以簡化夾具設計及工序集中提高加工精度和生產率。③. 互為基準原則：即在主要零件中的兩個重要表面有高的相對位置要求時，一般在精加工時先以其中一面作為定位基準加工另一表面，再換它們的位置，如此多次加工就能保證它們之間的相互位置精度。④. 自為基準原則：對零件上的重要工作表面的加工儲備量及一些先整加工方法往往采用被加工表面本身作為基準以保證加工質量。②. 粗基準的選擇①. 為保證加工表面與不加工表面之間的位置精度，則應以不加工表面作為粗基準；②. 為保證零件上的重要表面加工狹量小而均勻，則要以該表面作為粗基準；③. 為使毛坯上多個表面的加工余量較為均勻，應選擇能使其余毛坯面到所選粗基準的位置誤差得到均勻的毛坯面為粗基準。如階梯軸的置身輔助副本基準應該選中間階梯的端面；④. 在沒有設計要求保證表面余量均勻的情況下，若零件每個表面都需加工，則應選擇加工小的表面為粗基準；⑤. 粗基準應便于定位、裝夾和加工；⑥. 粗基準應盡可能平整、光整；有飛邊、澆口、冒口的表面以及分型面、分模面不應作為粗基準；⑦. 同一定位自由度方向的粗基準一般只允許使用一次。 工藝路線設計的內容和所要解決的問題是什么？答：工藝路線設計中解決的主要問題包括：表面加工方法選擇、加工階段的劃分與加工順序的安排以及工序的合理組合等。表面加工方法選擇：①. 表面的加工要求考慮經濟加工精度；②. 要考慮加工方法對相對位置精度的影響；③. 加工方法應對零件材料的可加工性相適應；④. 加工方法要考慮生產類型；⑤. 加工方法要考慮現場加工條件；加工階段劃分：①. 粗加工階段：高效地切除各加工表面的大部分余量，為進一步加工做準備；②. 半精加工階段：降低粗加工時帶來的誤差，使工件達到一定精度，精加工做好準備，并對一些次要表面完成加工；③. 精加工階段：其主要目的是保證主要表面的精度；④. 光整加工：其主要目的是降低粗糙度或進一步提高加工精度。加工順序的安排（擬訂）：①. 機械加工順序安排：先粗后精；先基準后其它，先平后孔、先主后次；②. 熱處理工序安排：改善機械加工工藝性熱處理；提高機械性能熱處理；穩定性熱處理；③. 其它輔助工序的安排：檢驗工嚏、其它特殊要求——探傷、退沙等；④. 工序合理組合：I. 工序集中和工序分散的合理組合：a． 所謂工序集中就是在一次工序下盡可能同時加工多個表面；b． 而工序分散是每個表面的加工盡可能分散到不同的工序中去加工。II. 工序集中的特點：有利于采用高效專用機床和工藝裝備，工件安裝次數少，操作工人少，占地面積小，容易保證各表面位置精度，設備制造周期長，可靠性好，要求高。III. 工序分散的特點：機床、夾具、刀具簡單，調整簡便，生產準備工作小，工序柔性好，可選較為合理的切削用量，設備多。IV. 工序集中與工序分散之間的關系及組合應根據生產類型及加工精度和現場生產條件合理組合。 工藝路線的設計應首先確定加工的方法選擇表面加工方法時應遵守哪些原則？答：選擇表面加工方法時應遵守下列原則：①. 經濟加工精度加工表面粗糙度；②. 對幾何形狀精度和位置精度與選擇方法相適應；③. 加工方法與所選加工材料的可加工性相適應；④. 加工方法與加工類型相適應；⑤. 加工方法與現場設備情況相適應。 機械加工工藝順序安排有哪幾個先后原則？答：先基準后其它；先主后次，以主帶次；先面后孔；先粗后精。 簡述工藝方案的技術經濟評價原則和方法。答：工藝方案的評價原則：①. 成本指標：有關費用（工藝成本）；生產成本=工藝成本+無關費用；工藝成本約占生產成本的70%~75%，作為評價工藝方案的成本指標。②. 投資指標③. 追加投資回收期T=（II）/（CC）I、I——兩種投資方案的投資總額C、C——兩種方案的工藝成本工藝方案經濟評價評價方法：（1） C=V+F——工藝成本（2） C=V+F/N——單件成本若兩種方案投資額相差大時，必須考慮投資回收期：（1） 應小于工藝裝備使用年限（2） 應小于產品生產年限（3） 應小于國家規定的年限4．2 工藝裝備的設計與制造 工藝裝備包括哪些內容？它們如何分類？答：為完成加工工藝過程必須的切削刀具、機床夾具、壓力加工和鑄造加工用的各種模具和工具焊接加工用的夾具和工具裝配用的工具、特種加工用工具各種計量檢測工具各種加工用輔具以及各種工位器具等統稱為工藝裝備。工藝裝備的類型：（1） 按制造工藝分類：切削加工用的工藝裝備、裝配用工藝裝備、特殊加工用工藝裝備、鑄造用工藝裝備、壓力加工用工藝裝備、焊接用工藝裝備。（2） 按標準化、通用化、組合化程度分類：標準工藝裝備、通用工藝裝備、專用工藝裝備、組合工藝裝備。 工藝裝備的選用和設計原則是什么？答：工藝裝備的選用和設計原則是：①. 高低耗原則；②. 遵守工裝設備的通化（標準化、通用化、系列化和組合化）原則；③. 盡量縮短生產準備周期，滿足試制和投產期要求；④. 縮短工藝裝備投資回收期與滿足相應的技術經濟指標，產品試制中的工藝裝備費用不超過試制產品成本的10%15%。產品正式生產階段中工藝裝備費用占產品成本的比例應該在5%以下。外購工藝裝備、自制工藝裝備與專用工藝裝備的消耗成本比例應為2：1：3，以此來提高經濟效益；⑤. 保證快速高效與安全方便；⑥. 工藝裝備具有良好的結構工藝性。 組合工藝裝備（夾具）的特點是什么？答：組合工藝裝備是一種帶有柔性的特殊的工藝裝備，其特點為：1） 其完全或主要由標準元件和標準部件組裝而成2） 其是針對被加工工件的某道工序的要求組裝而成的3） 用完后可拆卸還原以備后用4） 一般可組成各類機床的組合夾具、焊接、檢驗、裝配及沖模組合夾具。 工藝裝備選擇的依據是什么？選擇的原則是什么？選擇的程序又是什么？答：（1）工藝裝備選擇的依據是：工藝方案；工藝規程；工序要求與設備；本企業的現有工藝裝備條件；各類工藝裝備的標準、訂購手冊、圖冊及使用說明書。（2）其選擇的原則是：高效低耗；標準化、通用化、系列化、組合化；生產周期短；滿足投資回收期要求及經濟指標；方便、省力；良好的結構工藝性，便于制造。（3）其選擇的程序是：認真分析工藝方案；確定工藝裝備類型（標準、通用、專用、組合）與規格；填寫各種工藝裝備明細表或編制工藝裝備設計任務書；主管批準。 進行工藝裝備驗證的目的和內容是什么？如何進行工藝裝備的驗證？（1） 進行工藝裝備驗證的目的：①. 保證產品零件部件加工質量符合設計和工藝要求。②. 驗證工藝裝備的可靠性、合理性、安全性以保證產品的正常生產。（2） 工藝裝備驗證的內容：①. 安裝方便、可靠、安全、總重量是否超過設備承重能力。②. 保證工件正確、可靠的定位與夾緊等。③. 滿足工藝要求，在加工余量、切削用量符合工藝要求的條件下工藝裝備剛度是否滿足加工要求，刀具是否干涉等。④. 滿足生產進度和批量生產要求。（3） 工藝裝備的驗證方法：①. 固定場地、固定設備上驗證。②. 現場驗證。③. 重點驗證——大型、復雜、精密、關鍵的工藝裝備。④. 一般驗證。⑤. 簡單驗證。4．3 車間平面設計 車間平面設備布置的原則是什么？答：車間平面設備布置的原則：生產效率；生產設備的利用率穩定；生產過程的工件庫存量小，加工流程平衡；生產柔性與適應性；生產的經濟性。 如何根據產品品種P和產品Q 來確定車間生產設備的布置方案？答：車間生產設備的布置方案基本取決于產品種類和生產量，根據P（產品種類）—Q（生產量）分析建立P—Q圖，再確定車間生產設備的布置方案。（1） 按產品（流水線生產線）的設備布置方案——Q/P比值大時，適合于連續的大量生產，應按照生產產品的工藝路線進行車間生產以及輔助設備的布置；（2） 按工程（或專業化）的設備布置方案——當Q/P 小時，即單件，多品種小批量生產。同類型生產設備集中布置在車間的一個區域內，形成專業化的加工區域；（3） 成組（或單元）的設備布置方案——當Q/P介于上述兩者之間，可按成組技術原理和方法將多種產品的零件分類成組，形成較大的成組批量，針對擴大批量的零件組的加工需要來布置車間生產設備和輔助設備形成生產單元。 車間生產設備的布置方式都有哪幾種？各有何特點？適合于何種場合？答：車間生產設備的布置有機群式和流水線兩種布置。（1） 機群式布置：按工程或工藝專業化原則，將同類機床布置在一個區域其特點是對產品品種適應性強，有得工藝管理和提高設備利用率，生產管理方便，一般工件加工路線長周轉多，生產周期長在制品量大且流動資金占用多，車間之間協作多，管理工作復雜。（2） 流水線布置：按生產對象專業化原則對某種零件（或零件組）按其加工順序來排列各種生產設備和輔助設備組成流水線。其特點：單一品種流水線，適用于大量生產方式；多品種（成組、可變）流水線，適用于少品種成批生產。柔性制造系統（FMS）由加工中心和數控機床為主的機床系統，物料搬運系統、計算機控制系統組成的柔性制造系統。有很高的柔性加工可變性，特別適用于多品種小批量生產，具有高效自動化水平高的特點。4．4 切（磨）削加工 何謂切削合力，切削合力與主切削力、進給抗力和吃刀抗力四者的關系如何？答：在切削過程中為克服工件的變形抗力及刀具前刀面、后刀面上切屑層摩擦力，刀具要受到一個作用力R稱為切削合力，其方向與大小依切削條件變化而變化，為適應機床、夾具、刀具的設計、使用的需要，需將R 分解為主切削力P、進給抗力P和吃刀抗力P，四者的關系為：R=；切削法向力P 為P、P的合力，當切深t遠大于進給量s，并且刀尖圓弧半徑r及刃傾角λ又不大時，切削合力將近似地處于于刀具與工件的正交平面內，則：P≈PsinKτ，P≈PcosKτ。 影響切削力的因素有哪些？刀具對切削力的影響因素有哪些？答：影響切削力的因素有：工件材料，切削速度，進給量與切削深度，刀具的前角、主偏角、刃傾角、刀尖圓半徑和刀具的磨損、切削液等。刀具對切削力的影響因素：（1）前角γ：一般γ增大時切削力下降，并且對P、