2021年度機(jī)械工程師資格考試模擬試題壓力加工

1、簡(jiǎn)述壓力加工原理、特點(diǎn)和工藝分類(lèi)

答：壓力加工是運(yùn)用金屬塑性，使金屬在外力作用下成型或分離成一定現(xiàn)狀一種塑性加工

辦法。按辦法、用途分類(lèi)，壓力加工可分為用于生產(chǎn)金屬型材和金屬制件兩大類(lèi)。

2、各種壓力加工工藝長(zhǎng)處和應(yīng)用。

答：金屬材料成型涉及軋制、拉制和擠壓。（1）軋制：將大截面材料變成小截而材料，用

于生產(chǎn)型材、板材和管材。（2）拉制：將大截面坯料通過(guò)特定形狀?？?，用于生產(chǎn)線(xiàn)材、管材

和棒料。（3）擠壓：通過(guò)正反擠壓和復(fù)合擠壓等辦法生產(chǎn)型材和管材。

機(jī)械零件成型：（1）沖壓加工屬十板料成型，是運(yùn)用專(zhuān)門(mén)模具對(duì)板料進(jìn)行塑性成型加工辦

法，重要通過(guò)變化坯料各部位面積空間位置而成型，其內(nèi)部不浮現(xiàn)較大距離塑性流動(dòng)，稱(chēng)為板料

沖壓，有沖裁、拉深等。（2）鍛造加工屬于體積成型，運(yùn)用鍛壓機(jī)械對(duì)坯料施加壓力，使之產(chǎn)

生明顯塑性變形，通過(guò)金屬體積大量轉(zhuǎn)移，從而獲得所需金屬加工辦法。由于金屬具備受外力產(chǎn)

生塑性流動(dòng)后體積不變和變形金屬總是向阻力最小方向流動(dòng)特點(diǎn)，在生產(chǎn)中依照這一規(guī)律以控制

工件現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)各種成型。

鍛造沖壓加工按照坯料在加工時(shí)溫度，可分為熱鍛、冷鍛、溫鍛和等溫鍛。熱鍛：高于再

結(jié)晶溫度；冷鍛常溫或低于再結(jié)晶溫度；溫鍛常溫至再結(jié)晶溫度之間。

3、模鍛和自由鍛特點(diǎn)和合用場(chǎng)合。

答：模鍛運(yùn)用模具使坯料變形而獲得鍛件所需形狀、尺寸鍛造辦法稱(chēng)為模鍛。長(zhǎng)處：高

生產(chǎn)率、高材料運(yùn)用率，組織致密均勻，金屬流線(xiàn)持續(xù)、分布與成品零件形狀大體相似，提高了

零件可靠性、使用壽命及強(qiáng)度、重量比。模鍛零件普通不大于150Kg,合用于中小型鍛件大批量

生產(chǎn)，廣泛用于汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床和動(dòng)力機(jī)械等工業(yè)生產(chǎn)中。

自由鍛只用簡(jiǎn)樸工具或在模造設(shè)備上，砧鐵間直接使坯料變形而獲得所需幾何形狀及內(nèi)

部質(zhì)量鍛件加工辦法稱(chēng)為自由鍛。靈活性大、生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，但生產(chǎn)效率低，工人技藝規(guī)定高，

合用于小批量及大型鍛件，特別是在重型機(jī)械中占有重要地位，如生產(chǎn)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)軸、軋輯

等。

4、沖壓加工特點(diǎn)、工藝分類(lèi)和應(yīng)用場(chǎng)合？

答：沖壓加工特點(diǎn)：金屬及內(nèi)部組織得到改進(jìn)，機(jī)械強(qiáng)度提高；沖壓具備質(zhì)量輕、剛

度好、形狀和尺寸精度高、互換性好、外表光潔、美觀(guān)等特點(diǎn)。小如儀表零件，大如汽車(chē)大梁、

壓力容器封頭等。工藝分類(lèi)：（1）沖裁有落料、沖孔、切邊、沖缺、剖切和整修等。（2）成

型有彎曲、拉伸、脹形和翻邊等,

5、影響壓力加工質(zhì)量因素和提高加工質(zhì)量辦法？

答：影響壓力加工質(zhì)量因素諸多，重要可以歸為工藝方案設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和操作三個(gè)方面。

工藝方案合理與否，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和模具壽命，也是模具構(gòu)造設(shè)計(jì)基本。對(duì)

于體積成形工件，其質(zhì)量重要取決于模具設(shè)計(jì)水平。而掌握金屬塑性成形最佳途徑是保證鍛壓加

工質(zhì)量（布滿(mǎn)、折紋、金屬流線(xiàn)）核心，詳細(xì)體當(dāng)前工序數(shù)目擬定和模具設(shè)計(jì)，特別是預(yù)鍛形狀

設(shè)計(jì)是生產(chǎn)合格鍛件核心。

到當(dāng)前為止，在預(yù)成形設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中所根據(jù)知識(shí)和采用手段重要有三種：基于以往經(jīng)

驗(yàn)、物理模仿技術(shù)和基于數(shù)值模仿計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)。前兩種僅起先期指民和輔助作用，其宣準(zhǔn)則

重要基于體積計(jì)算和圓角半徑修正,而基于數(shù)值模仿計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，由于運(yùn)用數(shù)值模仿辦法,

隨著軟件技術(shù)發(fā)展，可以便擬定塑性成形過(guò)程各階段所需變形功和載荷，獲得工件內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)

變、溫度分布和金屬流動(dòng)規(guī)律：獲得模具應(yīng)力、應(yīng)變、溫度頒布和合理形狀：并預(yù)測(cè)工件成形狀

態(tài)、殘存應(yīng)力、缺陷、晶粒粒度和取向分布，因而，它將成為工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)有力工具為提

高警惕鍛壓加工質(zhì)量提供有力保障,

6、試述壓力加工模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

答：壓力加工模具分為沖壓模和熱鍛模兩類(lèi)。

1）沖壓模具設(shè)計(jì)分為總體設(shè)計(jì)，總圖、工作零件設(shè)計(jì)以及其她零部件設(shè)計(jì)及原則化選用和

審查等。在總體設(shè)計(jì)中一方面要擬定模具總體構(gòu)造形式；模具類(lèi)型選定應(yīng)以沖壓過(guò)程為基本，結(jié)

合考慮沖壓件規(guī)定、材料性能、生產(chǎn)方式、設(shè)備、模具加工等諸多因素，綜合分析擬定。需要明

確：模具類(lèi)型；操作方式；進(jìn)出料方式；壓料和鼻子料方式；模具精度。其實(shí)，要結(jié)合模具類(lèi)型

進(jìn)行壓力中心計(jì)算和擬定模具閉合高度。

2）鍛模設(shè)計(jì)重要內(nèi)容和環(huán)節(jié)為：

a.依照零件圖制定冷鍛件圖：

b.計(jì)算鍛件重要技術(shù)參數(shù)；

c.決定設(shè)備噸位；

d.做熱鍛件圖，擬定終鍛型槽；

e.決定飛邊槽形式和尺寸；

f.做計(jì)算毛坯圖；

g.選取制坯工步；

h.決定坯料尺寸和計(jì)算下料長(zhǎng)度；

設(shè)計(jì)預(yù)鍛型槽和制坯型槽;

j.模具構(gòu)造設(shè)計(jì)。

7、鍛造按坯料加工時(shí)溫度可分為幾中形式？簡(jiǎn)述它們區(qū)別辦法。

答：鍛造沖壓加工按照坯料在加工時(shí)溫度，可分為冷鍛、熱鍛、溫鍛或溫?zé)徨懞偷葴劐懙取?/p>

冷鍛一一是指坯料在低于金屬再結(jié)晶溫度下，普通多指在常溫下進(jìn)行加工。這種狀態(tài)下冷

若冰霜鍛成形工件，開(kāi)關(guān)和尺寸精度較高，表面光潔，加工工序少，便于自動(dòng)化生產(chǎn)。許多冷鍛

件或沖壓件可直接用做構(gòu)造零件或制品，血小再需要進(jìn)行切削或其她加工。但冷鍛加工時(shí)，因金

屬塑性低，變形時(shí)易產(chǎn)生開(kāi)裂，變形抗力大，需要大噸位鍛壓機(jī)械。

熱鍛一一是指坯料在金屬再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行加工，提高坯料加熱溫度能改進(jìn)金屬塑性，

有助于提高工件內(nèi)在質(zhì)量，使之不易開(kāi)裂。調(diào)溫還能減小金屬變形抗力，減少所需鍛壓機(jī)械噸位。

但熱鍛工序多，工件精度差，不表面不光潔，鍛件容易產(chǎn)生氧化、脫碳、熱膨脹或燒損等工藝缺

陷。因而，熱鍛成形工件，都需要通過(guò)大量再加工之后才干為制品。

溫鍛——是讓被加工坯料溫度在高于常溫，但又不超過(guò)再結(jié)晶溫度下進(jìn)行加工。坯料在相

對(duì)軟化狀態(tài)卜進(jìn)行塑性成型菜，成形時(shí)要比冷鍛加，容易，所需成形設(shè)備噸位也可以減小。由于

是在較低溫度范疇內(nèi)加熱，氧化、脫碳也許性小或大大減輕，成形制件精度較高，表面較光潔而

變形抗力不大，其機(jī)械性能也比退火件要高。特別是對(duì)于變形抗菌素力較大及在室溫下加工困難

材料，加溫后變成可加工或容易加工。

8、簡(jiǎn)要闡明什么是自由鍛生產(chǎn)中基本工序，列舉三種基本工序名稱(chēng)，并簡(jiǎn)要闡明它們加工

目。

答：自由鍛工序普通可分為基本工序、輔助工序和修整工序。為了增大鍛件變形量和改進(jìn)

材質(zhì)而高工序，稱(chēng)為基本工序?；竟ば蚴清懠尚芜^(guò)程中必要完畢變形工序，便如鎖粗一一使

坯料高度減小，橫截面積增長(zhǎng)；拔長(zhǎng)——使坯料橫截面枳減小，長(zhǎng)度增長(zhǎng)；沖孔——在坯料上沖

出通孔或盲孔；擴(kuò)孔一一擴(kuò)大空心坯料內(nèi)、外徑并減小孔壁厚度：芯棒拔長(zhǎng)一一將空心坯料套在

芯棒上進(jìn)行拔長(zhǎng)，以減小外徑或厚度并增長(zhǎng)其長(zhǎng)度；切斷一一將坯料切斷為幾某些，或從內(nèi)部或

從外部割出一某些；彎曲一一用工模具將坯料彎成一定角度：錯(cuò)移一一將坯料一某些錯(cuò)移開(kāi)并保

持軸心平行；扭轉(zhuǎn)一一將坯料一某些相對(duì)于另一某些繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)成一定角度：徽擠一一使毛

坯在鎖粗變形同步尚有局部擠壓變形；鍛接一一將坯料加熱后用錘快擊，使兩者在固相狀態(tài)下結(jié)

合。

為了保證基本工序順利進(jìn)行而設(shè)某些變形工序稱(chēng)為輔助工序。

而為了提高鍛件尺寸精度、表面光潔度、形狀精確度而采用變形量很小某些工序稱(chēng)為修整

工序。

9、簡(jiǎn)述熱模具鍛加工重要工藝流程。

答：普通模鍛工藝流程由如下工序構(gòu)成：備料工序一一普通只是按變形工序規(guī)定規(guī)格尺寸

（或重量），將4-6m長(zhǎng)原材料切割成單件原毛坯。特殊狀況下，還涉及原毛坯表面除銹、防氧

化和油滑解決等；加熱工序——按變形工序規(guī)定加熱溫度和生產(chǎn)節(jié)拍，加熱原毛坯或中間坯料；

變形工序一一即鍛造工序，可分為制坯工步和模鍛工步兩種。制坯辦法比較繁多，模鍛工步只分

為預(yù)鍛和終鍛；鍛后工序一一是補(bǔ)充完畢模鍛工序和其她前期工序局限性，是鍛件能正電子后完

全符合鍛件圖（涉及技術(shù)條件）規(guī)定。此類(lèi)工序涉及有：切邊、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、熱解決、校

正、表面清理、磨毛刺、精壓等；檢查工序一一分為工序間檢查（又稱(chēng)中間檢查）和最后檢查。

檢查項(xiàng)目涉及：幾何形狀尺寸、表面質(zhì)量、金屬組織和機(jī)械性能等方面，詳細(xì)檢查項(xiàng)目依照鍛件

規(guī)定擬定。

為了保證基本工序順利進(jìn)行而設(shè)下結(jié)變形工序稱(chēng)為輔助工序。

而為了提高警惕鍛件尺寸精度、表面光潔度、形狀精確度，而采用變形量很小某些工序稱(chēng)

為修整工序。

10、簡(jiǎn)要闡明什么是冷鍛件圖？什么是熱鍛件圖？它們作用分別是什么？

答：冷、熱鍛件圖是鍛模設(shè)計(jì)中二個(gè)重要環(huán)節(jié)。

一方面規(guī)定依照加工零件圖制定冷鍛件圖，以計(jì)算鍛件重要技術(shù)參數(shù)，即決定坯料重量和

尺寸，擬定變形工序和鍛造比，同步?jīng)Q定設(shè)備選取和設(shè)備噸位。

然后以以上基本上再做熱鍛件圖，以擬定終鍛型槽，決定飛邊槽形式和尺寸，并據(jù)此計(jì)算

毛坯圖，選取制坯工序，決定坯料尺寸和計(jì)算卜料長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)預(yù)鍛型槽和和制坯型槽，再進(jìn)行模

具構(gòu)造設(shè)計(jì)，這對(duì)合理考慮錯(cuò)移平衡，保證鍛件尺寸精度和延長(zhǎng)鍛模、設(shè)備壽命都是致關(guān)重要。

4.8焊接

1、三大類(lèi)焊接辦法焊接原理和合用范疇。

答：依照金屬材料在焊接過(guò)程中所處狀態(tài)，焊接辦法可分為三類(lèi)：熔焊，壓焊，釬焊。

熔焊是將焊件接頭回執(zhí)至熔化狀態(tài)，冷凝后形成焊縫，使兩塊材料焊接在一起，如電弧焊、

埋弧焊、氣焊等，用于機(jī)械制造中所有同種金屬、某些異種金屬及某些非金屬材料焊接。

壓焊是焊接時(shí)可加熱或不加熱，但必要加壓，使兩個(gè)結(jié)合面緊密接觸，從而將兩個(gè)材料焊

接在一起，如電阻焊、磨擦焊、冷壓焊、高頻焊等，重要用于汽車(chē)等薄板構(gòu)造件裝配、焊接。

釬焊是運(yùn)用熔點(diǎn)比焊件低釬料與焊件共同加熱至釬料熔化（但焊件不溶化），借助毛細(xì)現(xiàn)

象填入焊件連接處縫隙中，釬料冷凝后使工件焊合，如烙鐵釬料、火焰釬料、電阻釬料、感應(yīng)釬

料等，合用于金屬、非金屬、異種材料之間釬焊。

2、熔焊冶金原理和改進(jìn)焊縫冶金質(zhì)量辦法。

答：熔焊冶金原理：在熔焊過(guò)程中，金屬母材和焊條被加熱熔化形成溶池，當(dāng)金屬自高溫

冷卻，必然要發(fā)生冶金化學(xué)反映，這將影響焊縫化學(xué)成分、金相組織和力學(xué)性能，如金屬中鐵、

碳、鋅、硅諸元素大量燒損、增長(zhǎng)了焊縫含氧量，減少了焊縫韌性、增長(zhǎng)了冷脆等；又如氮和氫

入高溫金屬液，冷卻后氮與鐵形成l；e4N在焊縫組織中將形成片狀?yuàn)A雜物，氫則形成氣孔，同樣

增長(zhǎng)焊縫脆性和冷裂傾向。

改進(jìn)焊縫冶金質(zhì)量可采用：

（1）制造保護(hù)氛圍使池與空氣隔離，防止空氣進(jìn)入高溫區(qū)。

（2）添加合金元素以補(bǔ)充被燒損元素及清除深池內(nèi)夾渣及有害元素。如運(yùn)用藥皮或焊劑，

加入鑄鐵或其她需用合金或配入造渣劑等。又如對(duì)熔融金屬進(jìn)行脫氧、脫硫、脫磷、去氫以及滲

入合金等。

3、熔焊焊接基本辦法有哪些？電弧焊和氣焊各有何特點(diǎn)？

答：熔焊焊接基本辦法有：氣焊、電弧焊、鋁熱焊、氣體保護(hù)焊、等離子焊、電子束焊、

激光焊等。電弧焊是在電弧調(diào)溫作用下，焊條和被焊金屬（母材）被熔化，在母材焊接處形成金

屬熔池；焊條表面有藥皮，焊接時(shí)焊條一方面作為電極同步自身被熔化，作為填充金屬熔入熔池

中。藥皮在調(diào)溫下分解并熔化產(chǎn)生大量保護(hù)性氣體，保護(hù)粉池及焊縫免受空氣有害作用。

氣焊是運(yùn)用可烯氣可氧氣混合燃燒熱量熔化金屬進(jìn)行焊接辦法?？扇?xì)怏w重要是乙煥、氫

氣和天然氣。使用最多提是氧-乙塊焊（普通說(shuō)氣焊即指此種辦法）。依照氧和乙塊不同混合比,

火焰可分三類(lèi)：氧化焰，用于黃負(fù)刃鍍鋅薄板焊接；中性焰，用途很廣，重要用于中、低碳鋼，

低合金鋼、不銹鋼，紫銅、青銅，鋁及鋁合金，鉛、錫、鎂合金以及灰鑄鐵焊接；碳化焰，多用

于高碳鋼，各種鑄鐵、高速鋼、硬質(zhì)合金、蒙耐爾合金、碳化鋁及鋁青銅等焊接。

4、什么是焊接熱影響區(qū)？低碳鋼焊接熱影響區(qū)組織和性能。

答：焊接熱影響區(qū)是指焊縫兩側(cè)金屬因焊接熱作用而發(fā)生組織和性能變化區(qū)域。由于焊縫

附近各點(diǎn)受熱狀況不同，熱影響區(qū)口J分為熔合區(qū)、過(guò)熱區(qū)、止火區(qū)和某些相變區(qū)。

(1)熔合區(qū)：是焊縫和基本金屬交界區(qū)。此區(qū)溫度處在固相線(xiàn)和液相線(xiàn)之間，由于焊接過(guò)

程中母材某些熔化，因此也稱(chēng)為半熔化區(qū)。此時(shí)，溶化金屬凝固成鑄態(tài)組織，未溶化金屬因回執(zhí)

溫度過(guò)高而成為過(guò)熱粗晶。在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)雖然很窄(0.1-lnun),但因其強(qiáng)度、

塑性和韌性都下降，并且此處接頭斷面變化，易引起應(yīng)力集中，因此熔合區(qū)在很大限度上決定著

焊接接頭性能。

(2)過(guò)熱區(qū)：被回執(zhí)到AC3以上100-200。C至固相線(xiàn)溫度區(qū)間。由于奧氏體晶粒急劇長(zhǎng)

大，形成過(guò)熱組織，固塑性及韌性減少。對(duì)于易淬火硬化鋼材，此區(qū)脆性更大。

(3)正火區(qū)：被加熱到AC1到AC3以上100-200。C區(qū)間，問(wèn)執(zhí)俚金屬發(fā)生重結(jié)晶，墨跡

為細(xì)小奧氏體晶粒。冷卻后等到均勻而細(xì)小鐵素體和珠光體組織，其力學(xué)性能優(yōu)于母材。

(4)某些相變區(qū)：相稱(chēng)于加熱到AC1-AC3溫度區(qū)間。珠光體和某些珠光體發(fā)生重結(jié)晶，轉(zhuǎn)

變?yōu)榧?xì)小奧氏體晶粒。某些鐵素體不發(fā)生相變，但其晶粒有長(zhǎng)大趨勢(shì)。冷卻后晶粒大小不均，因

而力學(xué)性能比正火區(qū)稍差。

5、減小焊接應(yīng)力工藝辦法和消除焊接殘存內(nèi)應(yīng)力辦法。

答：焊接應(yīng)力存在將影響焊接構(gòu)件使用性能，其承載能力大為減少，甚至在外載荷變化時(shí)

浮現(xiàn)脆斷危險(xiǎn)后果。對(duì)于接觸腐蝕性介質(zhì)焊件(如容器)，由于應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象加劇，將減少焊件

有效期限，甚至產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋而報(bào)廢。

對(duì)于承受重載重要構(gòu)造件、壓力容器等，焊接應(yīng)力必要加以防止和消除一方面，在構(gòu)造設(shè)

計(jì)時(shí)應(yīng)選用塑性好材料，要避免使焊縫密集交叉，避免使焊縫截面過(guò)大和焊縫過(guò)長(zhǎng)。另一方面,

在施焊中應(yīng)擬定對(duì)的焊接順序。焊前對(duì)焊件預(yù)熱是較為有效工藝辦法，這樣可削弱焊件各部位間

溫差，從而明顯減小焊接應(yīng)力。焊接中采用小能量焊接辦法或錘擊焊縫可減小焊接應(yīng)力。第三,

當(dāng)需較徹底地消除焊接應(yīng)力時(shí)，可采用焊后去應(yīng)力退火辦法來(lái)達(dá)到。此時(shí)需將焊件加熱到

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