CA6140机床后托架加工工艺及夹具设计

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CA6140机床后托架加工工艺及夹具设计,设计
编号:7362692    类型:共享资源    大小:1.38MB    格式:RAR    上传时间:2018-01-14 上传人:专业****设计 IP属地:江苏
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CA6140机床后托架加工工艺及夹具设计,设计
内容简介:
攀枝花学院本科毕业设计(论文)外文译文院(系)机电工程学院专业机械设计制造及其自动化姓名王中蔚学号ZJD02043指导教师评语签名年月日外语文献翻译摘自制造工程与技术(机加工)(英文版)MANUFACTURINGENGINEERINGANDTECHNOLOGYMACHINING机械工业出版社2004年3月第1版页5640P美S卡尔帕基安SEROPEKALPAKJIANSR施密德STEVENRSCHMID著原文209MACHINABILITYTHEMACHINABILITYOFAMATERIALUSUALLYDEFINEDINTERMSOFFOURFACTORS1、SURFACEFINISHANDINTEGRITYOFTHEMACHINEDPART2、TOOLLIFEOBTAINED3、FORCEANDPOWERREQUIREMENTS4、CHIPCONTROLTHUS,GOODMACHINABILITYGOODSURFACEFINISHANDINTEGRITY,LONGTOOLLIFE,ANDLOWFORCEANDPOWERREQUIREMENTSASFORCHIPCONTROL,LONGANDTHINSTRINGYCUREDCHIPS,IFNOTBROKENUP,CANSEVERELYINTERFEREWITHTHECUTTINGOPERATIONBYBECOMINGENTANGLEDINTHECUTTINGZONEBECAUSEOFTHECOMPLEXNATUREOFCUTTINGOPERATIONS,ITISDIFFICULTTOESTABLISHRELATIONSHIPSTHATQUANTITATIVELYDEFINETHEMACHINABILITYOFAMATERIALINMANUFACTURINGPLANTS,TOOLLIFEANDSURFACEROUGHNESSAREGENERALLYCONSIDEREDTOBETHEMOSTIMPORTANTFACTORSINMACHINABILITYALTHOUGHNOTUSEDMUCHANYMORE,APPROXIMATEMACHINABILITYRATINGSAREAVAILABLEINTHEEXAMPLEBELOW2091MACHINABILITYOFSTEELSBECAUSESTEELSAREAMONGTHEMOSTIMPORTANTENGINEERINGMATERIALSASNOTEDINCHAPTER5,THEIRMACHINABILITYHASBEENSTUDIEDEXTENSIVELYTHEMACHINABILITYOFSTEELSHASBEENMAINLYIMPROVEDBYADDINGLEADANDSULFURTOOBTAINSOCALLEDFREEMACHININGSTEELSRESULFURIZEDANDREPHOSPHORIZEDSTEELSSULFURINSTEELSFORMSMANGANESESULFIDEINCLUSIONSSECONDPHASEPARTICLES,WHICHACTASSTRESSRAISERSINTHEPRIMARYSHEARZONEASARESULT,THECHIPSPRODUCEDBREAKUPEASILYANDARESMALLTHISIMPROVESMACHINABILITYTHESIZE,SHAPE,DISTRIBUTION,ANDCONCENTRATIONOFTHESEINCLUSIONSSIGNIFICANTLYINFLUENCEMACHINABILITYELEMENTSSUCHASTELLURIUMANDSELENIUM,WHICHAREBOTHCHEMICALLYSIMILARTOSULFUR,ACTASINCLUSIONMODIFIERSINRESULFURIZEDSTEELSPHOSPHORUSINSTEELSHASTWOMAJOREFFECTSITSTRENGTHENSTHEFERRITE,CAUSINGINCREASEDHARDNESSHARDERSTEELSRESULTINBETTERCHIPFORMATIONANDSURFACEFINISHNOTETHATSOFTSTEELSCANBEDIFFICULTTOMACHINE,WITHBUILTUPEDGEFORMATIONANDPOORSURFACEFINISHTHESECONDEFFECTISTHATINCREASEDHARDNESSCAUSESTHEFORMATIONOFSHORTCHIPSINSTEADOFCONTINUOUSSTRINGYONES,THEREBYIMPROVINGMACHINABILITYLEADEDSTEELSAHIGHPERCENTAGEOFLEADINSTEELSSOLIDIFIESATTHETIPOFMANGANESESULFIDEINCLUSIONSINNONRESULFURIZEDGRADESOFSTEEL,LEADTAKESTHEFORMOFDISPERSEDFINEPARTICLESLEADISINSOLUBLEINIRON,COPPER,ANDALUMINUMANDTHEIRALLOYSBECAUSEOFITSLOWSHEARSTRENGTH,THEREFORE,LEADACTSASASOLIDLUBRICANTSECTION3211ANDISSMEAREDOVERTHETOOLCHIPINTERFACEDURINGCUTTINGTHISBEHAVIORHASBEENVERIFIEDBYTHEPRESENCEOFHIGHCONCENTRATIONSOFLEADONTHETOOLSIDEFACEOFCHIPSWHENMACHININGLEADEDSTEELSWHENTHETEMPERATUREISSUFFICIENTLYHIGHFORINSTANCE,ATHIGHCUTTINGSPEEDSANDFEEDSSECTION206THELEADMELTSDIRECTLYINFRONTOFTHETOOL,ACTINGASALIQUIDLUBRICANTINADDITIONTOTHISEFFECT,LEADLOWERSTHESHEARSTRESSINTHEPRIMARYSHEARZONE,REDUCINGCUTTINGFORCESANDPOWERCONSUMPTIONLEADCANBEUSEDINEVERYGRADEOFSTEEL,SUCHAS10XX,11XX,12XX,41XX,ETCLEADEDSTEELSAREIDENTIFIEDBYTHELETTERLBETWEENTHESECONDANDTHIRDNUMERALSFOREXAMPLE,10L45NOTETHATINSTAINLESSSTEELS,SIMILARUSEOFTHELETTERLMEANS“LOWCARBON,”ACONDITIONTHATIMPROVESTHEIRCORROSIONRESISTANCEHOWEVER,BECAUSELEADISAWELLKNOWNTOXINANDAPOLLUTANT,THEREARESERIOUSENVIRONMENTALCONCERNSABOUTITSUSEINSTEELSESTIMATEDAT4500TONSOFLEADCONSUMPTIONEVERYYEARINTHEPRODUCTIONOFSTEELSCONSEQUENTLY,THEREISACONTINUINGTRENDTOWARDELIMINATINGTHEUSEOFLEADINSTEELSLEADFREESTEELSBISMUTHANDTINARENOWBEINGINVESTIGATEDASPOSSIBLESUBSTITUTESFORLEADINSTEELSCALCIUMDEOXIDIZEDSTEELSANIMPORTANTDEVELOPMENTISCALCIUMDEOXIDIZEDSTEELS,INWHICHOXIDEFLAKESOFCALCIUMSILICATESCASOAREFORMEDTHESEFLAKES,INTURN,REDUCETHESTRENGTHOFTHESECONDARYSHEARZONE,DECREASINGTOOLCHIPINTERFACEANDWEARTEMPERATUREISCORRESPONDINGLYREDUCEDCONSEQUENTLY,THESESTEELSPRODUCELESSCRATERWEAR,ESPECIALLYATHIGHCUTTINGSPEEDSSTAINLESSSTEELSAUSTENITIC300SERIESSTEELSAREGENERALLYDIFFICULTTOMACHINECHATTERCANBESPROBLEM,NECESSITATINGMACHINETOOLSWITHHIGHSTIFFNESSHOWEVER,FERRITICSTAINLESSSTEELSALSO300SERIESHAVEGOODMACHINABILITYMARTENSITIC400SERIESSTEELSAREABRASIVE,TENDTOFORMABUILTUPEDGE,ANDREQUIRETOOLMATERIALSWITHHIGHHOTHARDNESSANDCRATERWEARRESISTANCEPRECIPITATIONHARDENINGSTAINLESSSTEELSARESTRONGANDABRASIVE,REQUIRINGHARDANDABRASIONRESISTANTTOOLMATERIALSTHEEFFECTSOFOTHERELEMENTSINSTEELSONMACHINABILITYTHEPRESENCEOFALUMINUMANDSILICONINSTEELSISALWAYSHARMFULBECAUSETHESEELEMENTSCOMBINEWITHOXYGENTOFORMALUMINUMOXIDEANDSILICATES,WHICHAREHARDANDABRASIVETHESECOMPOUNDSINCREASETOOLWEARANDREDUCEMACHINABILITYITISESSENTIALTOPRODUCEANDUSECLEANSTEELSCARBONANDMANGANESEHAVEVARIOUSEFFECTSONTHEMACHINABILITYOFSTEELS,DEPENDINGONTHEIRCOMPOSITIONPLAINLOWCARBONSTEELSLESSTHAN015CCANPRODUCEPOORSURFACEFINISHBYFORMINGABUILTUPEDGECASTSTEELSAREMOREABRASIVE,ALTHOUGHTHEIRMACHINABILITYISSIMILARTOTHATOFWROUGHTSTEELSTOOLANDDIESTEELSAREVERYDIFFICULTTOMACHINEANDUSUALLYREQUIREANNEALINGPRIORTOMACHININGMACHINABILITYOFMOSTSTEELSISIMPROVEDBYCOLDWORKING,WHICHHARDENSTHEMATERIALANDREDUCESTHETENDENCYFORBUILTUPEDGEFORMATIONOTHERALLOYINGELEMENTS,SUCHASNICKEL,CHROMIUM,MOLYBDENUM,ANDVANADIUM,WHICHIMPROVETHEPROPERTIESOFSTEELS,GENERALLYREDUCEMACHINABILITYTHEEFFECTOFBORONISNEGLIGIBLEGASEOUSELEMENTSSUCHASHYDROGENANDNITROGENCANHAVEPARTICULARLYDETRIMENTALEFFECTSONTHEPROPERTIESOFSTEELOXYGENHASBEENSHOWNTOHAVEASTRONGEFFECTONTHEASPECTRATIOOFTHEMANGANESESULFIDEINCLUSIONSTHEHIGHERTHEOXYGENCONTENT,THELOWERTHEASPECTRATIOANDTHEHIGHERTHEMACHINABILITYINSELECTINGVARIOUSELEMENTSTOIMPROVEMACHINABILITY,WESHOULDCONSIDERTHEPOSSIBLEDETRIMENTALEFFECTSOFTHESEELEMENTSONTHEPROPERTIESANDSTRENGTHOFTHEMACHINEDPARTINSERVICEATELEVATEDTEMPERATURES,FOREXAMPLE,LEADCAUSESEMBRITTLEMENTOFSTEELSLIQUIDMETALEMBRITTLEMENT,HOTSHORTNESSSEESECTION143,ALTHOUGHATROOMTEMPERATUREITHASNOEFFECTONMECHANICALPROPERTIESSULFURCANSEVERELYREDUCETHEHOTWORKABILITYOFSTEELS,BECAUSEOFTHEFORMATIONOFIRONSULFIDE,UNLESSSUFFICIENTMANGANESEISPRESENTTOPREVENTSUCHFORMATIONATROOMTEMPERATURE,THEMECHANICALPROPERTIESOFRESULFURIZEDSTEELSDEPENDONTHEORIENTATIONOFTHEDEFORMEDMANGANESESULFIDEINCLUSIONSANISOTROPYREPHOSPHORIZEDSTEELSARESIGNIFICANTLYLESSDUCTILE,ANDAREPRODUCEDSOLELYTOIMPROVEMACHINABILITY2092MACHINABILITYOFVARIOUSOTHERMETALSALUMINUMISGENERALLYVERYEASYTOMACHINE,ALTHOUGHTHESOFTERGRADESTENDTOFORMABUILTUPEDGE,RESULTINGINPOORSURFACEFINISHHIGHCUTTINGSPEEDS,HIGHRAKEANGLES,ANDHIGHRELIEFANGLESARERECOMMENDEDWROUGHTALUMINUMALLOYSWITHHIGHSILICONCONTENTANDCASTALUMINUMALLOYSMAYBEABRASIVETHEYREQUIREHARDERTOOLMATERIALSDIMENSIONALTOLERANCECONTROLMAYBEAPROBLEMINMACHININGALUMINUM,SINCEITHASAHIGHTHERMALCOEFFICIENTOFEXPANSIONANDARELATIVELYLOWELASTICMODULUSBERYLLIUMISSIMILARTOCASTIRONSBECAUSEITISMOREABRASIVEANDTOXIC,THOUGH,ITREQUIRESMACHININGINACONTROLLEDENVIRONMENTCASTGRAYIRONSAREGENERALLYMACHINABLEBUTAREFREECARBIDESINCASTINGSREDUCETHEIRMACHINABILITYANDCAUSETOOLCHIPPINGORFRACTURE,NECESSITATINGTOOLSWITHHIGHTOUGHNESSNODULARANDMALLEABLEIRONSAREMACHINABLEWITHHARDTOOLMATERIALSCOBALTBASEDALLOYSAREABRASIVEANDHIGHLYWORKHARDENINGTHEYREQUIRESHARP,ABRASIONRESISTANTTOOLMATERIALSANDLOWFEEDSANDSPEEDSWROUGHTCOPPERCANBEDIFFICULTTOMACHINEBECAUSEOFBUILTUPEDGEFORMATION,ALTHOUGHCASTCOPPERALLOYSAREEASYTOMACHINEBRASSESAREEASYTOMACHINE,ESPECIALLYWITHTHEADDITIONPFLEADLEADEDFREEMACHININGBRASSBRONZESAREMOREDIFFICULTTOMACHINETHANBRASSMAGNESIUMISVERYEASYTOMACHINE,WITHGOODSURFACEFINISHANDPROLONGEDTOOLLIFEHOWEVERCARESHOULDBEEXERCISEDBECAUSEOFITSHIGHRATEOFOXIDATIONANDTHEDANGEROFFIRETHEELEMENTISPYROPHORICMOLYBDENUMISDUCTILEANDWORKHARDENING,SOITCANPRODUCEPOORSURFACEFINISHSHARPTOOLSARENECESSARYNICKELBASEDALLOYSAREWORKHARDENING,ABRASIVE,ANDSTRONGATHIGHTEMPERATURESTHEIRMACHINABILITYISSIMILARTOTHATOFSTAINLESSSTEELSTANTALUMISVERYWORKHARDENING,DUCTILE,ANDSOFTITPRODUCESAPOORSURFACEFINISHTOOLWEARISHIGHTITANIUMANDITSALLOYSHAVEPOORTHERMALCONDUCTIVITYINDEED,THELOWESTOFALLMETALS,CAUSINGSIGNIFICANTTEMPERATURERISEANDBUILTUPEDGETHEYCANBEDIFFICULTTOMACHINETUNGSTENISBRITTLE,STRONG,ANDVERYABRASIVE,SOITSMACHINABILITYISLOW,ALTHOUGHITGREATLYIMPROVESATELEVATEDTEMPERATURESZIRCONIUMHASGOODMACHINABILITYITREQUIRESACOOLANTTYPECUTTINGFLUID,HOWEVER,BECAUSEOFTHEEXPLOSIONANDFIRE2093MACHINABILITYOFVARIOUSMATERIALSGRAPHITEISABRASIVEITREQUIRESHARD,ABRASIONRESISTANT,SHARPTOOLSTHERMOPLASTICSGENERALLYHAVELOWTHERMALCONDUCTIVITY,LOWELASTICMODULUS,ANDLOWSOFTENINGTEMPERATURECONSEQUENTLY,MACHININGTHEMREQUIRESTOOLSWITHPOSITIVERAKEANGLESTOREDUCECUTTINGFORCES,LARGERELIEFANGLES,SMALLDEPTHSOFCUTANDFEED,RELATIVELYHIGHSPEEDS,ANDPROPERSUPPORTOFTHEWORKPIECETOOLSSHOULDBESHARPEXTERNALCOOLINGOFTHECUTTINGZONEMAYBENECESSARYTOKEEPTHECHIPSFROMBECOMING“GUMMY”ANDSTICKINGTOTHETOOLSCOOLINGCANUSUALLYBEACHIEVEDWITHAJETOFAIR,VAPORMIST,ORWATERSOLUBLEOILSRESIDUALSTRESSESMAYDEVELOPDURINGMACHININGTORELIEVETHESESTRESSES,MACHINEDPARTSCANBEANNEALEDFORAPERIODOFTIMEATTEMPERATURESRANGINGFROMTOTO,ANDTHENCOOLEDC8016F7531SLOWLYANDUNIFORMLYTOROOMTEMPERATURETHERMOSETTINGPLASTICSAREBRITTLEANDSENSITIVETOTHERMALGRADIENTSDURINGCUTTINGTHEIRMACHINABILITYISGENERALLYSIMILARTOTHATOFTHERMOPLASTICSBECAUSEOFTHEFIBERSPRESENT,REINFORCEDPLASTICSAREVERYABRASIVEANDAREDIFFICULTTOMACHINEFIBERTEARING,PULLING,ANDEDGEDELAMINATIONARESIGNIFICANTPROBLEMSTHEYCANLEADTOSEVEREREDUCTIONINTHELOADCARRYINGCAPACITYOFTHECOMPONENTFURTHERMORE,MACHININGOFTHESEMATERIALSREQUIRESCAREFULREMOVALOFMACHININGDEBRISTOAVOIDCONTACTWITHANDINHALINGOFTHEFIBERSTHEMACHINABILITYOFCERAMICSHASIMPROVEDSTEADILYWITHTHEDEVELOPMENTOFNANOCERAMICSSECTION825ANDWITHTHESELECTIONOFAPPROPRIATEPROCESSINGPARAMETERS,SUCHASDUCTILEREGIMECUTTINGSECTION2242METALMATRIXANDCERAMICMATRIXCOMPOSITESCANBEDIFFICULTTOMACHINE,DEPENDINGONTHEPROPERTIESOFTHEINDIVIDUALCOMPONENTS,IE,REINFORCINGORWHISKERS,ASWELLASTHEMATRIXMATERIAL2094THERMALLYASSISTEDMACHININGMETALSANDALLOYSTHATAREDIFFICULTTOMACHINEATROOMTEMPERATURECANBEMACHINEDMOREEASILYATELEVATEDTEMPERATURESINTHERMALLYASSISTEDMACHININGHOTMACHINING,THESOURCEOFHEATATORCH,INDUCTIONCOIL,HIGHENERGYBEAMSUCHASLASERORELECTRONBEAM,ORPLASMAARCISFORCES,BINCREASEDTOOLLIFE,CUSEOFINEXPENSIVECUTTINGTOOLMATERIALS,DHIGHERMATERIALREMOVALRATES,ANDEREDUCEDTENDENCYFORVIBRATIONANDCHATTERITMAYBEDIFFICULTTOHEATANDMAINTAINAUNIFORMTEMPERATUREDISTRIBUTIONWITHINTHEWORKPIECEALSO,THEORIGINALMICROSTRUCTUREOFTHEWORKPIECEMAYBEADVERSELYAFFECTEDBYELEVATEDTEMPERATURESMOSTAPPLICATIONSOFHOTMACHININGAREINTHETURNINGOFHIGHSTRENGTHMETALSANDALLOYS,ALTHOUGHEXPERIMENTSAREINPROGRESSTOMACHINECERAMICSSUCHASSILICONNITRIDESUMMARYMACHINABILITYISUSUALLYDEFINEDINTERMSOFSURFACEFINISH,TOOLLIFE,FORCEANDPOWERREQUIREMENTS,ANDCHIPCONTROLMACHINABILITYOFMATERIALSDEPENDSNOTONLYONTHEIRINTRINSICPROPERTIESANDMICROSTRUCTURE,BUTALSOONPROPERSELECTIONANDCONTROLOFPROCESSVARIABLES译文209可机加工性一种材料的可机加工性通常以四种因素的方式定义1、分的表面光洁性和表面完整性。2、刀具的寿命。3、切削力和功率的需求。4、切屑控制。以这种方式,好的可机加工性指的是好的表面光洁性和完整性,长的刀具寿命,低的切削力和功率需求。关于切屑控制,细长的卷曲切屑,如果没有被切割成小片,以在切屑区变的混乱,缠在一起的方式能够严重的介入剪切工序。因为剪切工序的复杂属性,所以很难建立定量地释义材料的可机加工性的关系。在制造厂里,刀具寿命和表面粗糙度通常被认为是可机加工性中最重要的因素。尽管已不再大量的被使用,近乎准确的机加工率在以下的例子中能够被看到。2091钢的可机加工性因为钢是最重要的工程材料之一(正如第5章所示),所以他们的可机加工性已经被广泛地研究过。通过宗教铅和硫磺,钢的可机加工性已经大大地提高了。从而得到了所谓的易切削钢。二次硫化钢和二次磷化钢硫在钢中形成硫化锰夹杂物(第二相粒子),这些夹杂物在第一剪切区引起应力。其结果是使切屑容易断开而变小,从而改善了可加工性。这些夹杂物的大小、形状、分布和集中程度显著的影响可加工性。化学元素如碲和硒,其化学性质与硫类似,在二次硫化钢中起夹杂物改性作用。钢中的磷有两个主要的影响。它加强铁素体,增加硬度。越硬的钢,形成更好的切屑形成和表面光洁性。需要注意的是软钢不适合用于有积屑瘤形成和很差的表面光洁性的机器。第二个影响是增加的硬度引起短切屑而不是不断的细长的切屑的形成,因此提高可加工性。含铅的钢钢中高含量的铅在硫化锰夹杂物尖端析出。在非二次硫化钢中,铅呈细小而分散的颗粒。铅在铁、铜、铝和它们的合金中是不能溶解的。因为它的低抗剪强度。因此,铅充当固体润滑剂并且在切削时,被涂在刀具和切屑的接口处。这一特性已经被在机加工铅钢时,在切屑的刀具面表面有高浓度的铅的存在所证实。当温度足够高时例如,在高的切削速度和进刀速度下铅在刀具前直接熔化,并且充当液体润滑剂。除了这个作用,铅降低第一剪切区中的剪应力,减小切削力和功率消耗。铅能用于各种钢号,例如10XX,11XX,12XX,41XX等等。铅钢被第二和第三数码中的字母L所识别(例如,10L45)。(需要注意的是在不锈钢中,字母L的相同用法指的是低碳,提高它们的耐蚀性的条件)。然而,因为铅是有名的毒素和污染物,因此在钢的使用中存在着严重的环境隐患(在钢产品中每年大约有4500吨的铅消耗)。结果,对于估算钢中含铅量的使用存在一个持续的趋势。铋和锡现正作为钢中的铅最可能的替代物而被人们所研究。脱氧钙钢一个重要的发展是脱氧钙钢,在脱氧钙钢中矽酸钙盐中的氧化物片的形成。这些片状,依次减小第二剪切区中的力量,降低刀具和切屑接口处的摩擦和磨损。温度也相应地降低。结果,这些钢产生更小的月牙洼磨损,特别是在高切削速度时更是如此。不锈钢奥氏体钢通常很难机加工。振动能成为一个问题,需要有高硬度的机床。然而,铁素体不锈钢有很好的可机加工性。马氏体钢易磨蚀,易于形成积屑瘤,并且要求刀具材料有高的热硬度和耐月牙洼磨损性。经沉淀硬化的不锈钢强度高、磨蚀性强,因此要求刀具材料硬而耐磨。钢中其它元素在可机加工性方面的影响钢中铝和矽的存在总是有害的,因为这些元素结合氧会生成氧化铝和矽酸盐,而氧化铝和矽酸盐硬且具有磨蚀性。这些化合物增加刀具磨损,降低可机加工性。因此生产和使用净化钢非常必要。根据它们的构成,碳和锰钢在钢的可机加工性方面有不同的影响。低碳素钢(少于015的碳)通过形成一个积屑瘤能生成很差的表面光洁性。尽管铸钢的可机加工性和锻钢的大致相同,但铸钢具有更大的磨蚀性。刀具和模具钢很难用于机加工,他们通常再煅烧后再机加工。大多数钢的可机加工性在冷加工后都有所提高,冷加工能使材料变硬并且减少积屑瘤的形成。其它合金元素,例如镍、铬、钳和钒,能提高钢的特性,减小可机加工性。硼的影响可以忽视。气态元素比如氢和氮在钢的特性方面能有特别的有害影响。氧已经被证明了在硫化锰夹杂物的纵横比方面有很强的影响。越高的含氧量,就产生越低的纵横比和越高的可机加工性。选择各种元素以改善可加工性,我们应该考虑到这些元素对已加工零件在使用中的性能和强度的不利影响。例如,当温度升高时,铝会使钢变脆(液体金属脆化,热脆化,见143节),尽管其在室温下对力学性能没有影响。因为硫化铁的构成,硫能严重的减少钢的热加工性,除非有足够的锰来防止这种结构的形成。在室温下,二次磷化钢的机械性能依赖于变形的硫化锰夹杂物的定位(各向异性)。二次磷化钢具有更小的延展性,被单独生成来提高机加工性。2092其它不同金属的机加工性尽管越软的品种易于生成积屑瘤,但铝通常很容易被机加工,导致了很差的表面光洁性。高的切削速度,高的前角和高的后角都被推荐了。有高含量的矽的锻铝合金铸铝合金也许具有磨蚀性,它们要求更硬的刀具材料。尺寸公差控制也许在机加工铝时会成为一个问题,因为它有膨胀的高导热系数和相对低的弹性模数。铍和铸铁相同。因为它更具磨蚀性和毒性,尽管它要求在可控人工环境下进行机加工。灰铸铁普遍地可加工,但也有磨蚀性。铸造无中的游离碳化物降低它们的可机加工性,引起刀具切屑或裂口。它需要具有强韧性的工具。具有坚硬的刀具材料的球墨铸铁和韧性铁是可加工的。钴基合金有磨蚀性且高度加工硬化的。它们要求尖的且具有耐蚀性的刀具材料并且有低的走刀和速度。尽管铸铜合金很容易机加工,但因为锻铜的积屑瘤形成因而锻铜很难机加工。黄铜很容易机加工,特别是有添加的铅更容易。青铜比黄铜更难机加工。镁很容易机加工,镁既有很好的表面光洁性和长久的刀具寿命。然而,因为高的氧化速度和火种的危险(这种元素易燃),因此我们应该特别小心使用它。钳易拉长且加工硬化,因此它生成很差的表面光洁性。尖的刀具是很必要的。镍基合金加工硬化,具有磨蚀性,且在高温下非常坚硬。它的可机加工性和不锈钢相同。钽非常的加工硬化,具有可延性且柔软。它生成很差的表面光洁性且刀具磨损非常大。钛和它的合金导热性的确,是所有金属中最低的,因此引起明显的温度升高和积屑瘤。它们是难机加工的。钨易脆,坚硬,且具有磨蚀性,因此尽管它的性能在高温下能大大提高,但它的机加工性仍很低。锆有很好的机加工性。然而,因为有爆炸和火种的危险性,它要求有一个冷却性质好的切削液。2093各种材料的机加工性石墨具有磨蚀性。它要求硬的、尖的,具有耐蚀性的刀具。塑性塑料通常有低的导热性,低的弹性模数和低的软化温度。因此,机加工热塑性塑料要求有正前角的刀具(以此降低切削力),还要求有大的后角,小的切削和走刀深的,相对高的速度和工件的正确支承。刀具应该很尖。切削区的外部冷却也许很必要,以此来防止切屑变的有黏性且粘在刀具上。有了空气流,汽雾或水溶性油,通常就能实现冷却。在机加工时,残余应力也许能生成并发展。为了解除这些力,已机加工的部分要在(C1608)的温度范围内冷却一段时间,然而慢慢地无变化地冷却到室F3157温。热固性塑料易脆,并且在切削时对热梯度很敏感。它的机加工性和热塑性塑料的相同。因为纤维的存在,加强塑料具有磨蚀性,且很难机加工。纤维的撕裂、拉出和边界分层是非常严重的问题。它们能导致构成要素的承载能力大大下降。而且,这些材料的机加工要求对加工残片仔细切除,以此来避免接触和吸进纤维。随着纳米陶瓷(见825节)的发展和适当的参数处理的选择,例如塑性切削(见2242节),陶瓷器的可机加工性已大大地提高了。金属基复合材料和陶瓷基复合材料很能机加工,它们依赖于单独的成分的特性,比如说增强纤维或金属须和基体材料。2094热辅助加工在室温下很难机加工的金属和合金在高温下能更容易地机加工。在热辅助加工时(高温切削),热源一个火把,感应线圈,高能束流(例如雷射或电子束),或等离子弧被集中在切削刀具前的一块区域内。好处是(A)低的切削力。(B)增加的刀具寿命。(C)便宜的切削刀具材料的使用。(D)更高的材料切除率。(E)减少振动。也许很难在工件内加热和保持一个不变的温度分布。而且,工件的最初微观结构也许被高温影响,且这种影响是相当有害的。尽管实验在进行中,以此来机加工陶瓷器如氮化矽,但高温切削仍大多数应用在高强度金属和高温度合金的车削中。小结通常,零件的可机加工性能是根据以下因素来定义的表面粗糙度,刀具的寿命,切削力和功率的需求以及切屑的控制。材料的可机加工性能不仅取决于起内在特性和微观结构,而且也依赖于工艺参数的适当选择与控制。攀枝花学院本科毕业设计(论文)开题报告题目CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计院(系)攀枝花学院机电工程学院专业2002级机械设计制造及自动化学生姓名王中蔚学号ZJD02043指导教师卢宗彪职称副教授2006年04月12日攀枝花学院本科毕业设计(论文)开题报告1、本课题的研究意义,国内外研究现状、水平和发展趋势CA6140车床后托架的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容,对此研究查阅的大量的资料,首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。为了能具体确切的说明过程,使工件能按照零件图的技术要求加工出来,就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件,学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。在整个设计过程中,我们将学习到更多的知识。(1)我们必须仔细了解零件结构,认真分析零件图,培养我们独立识图能力,增强我们对零件图的认识和了解,通过对零件图的绘制,不仅能增强我们的绘图能力和运用AUTOCAD软件的能力。(2)制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。(3)在这个设计过程中,我们还必须考虑工件的安装和夹紧安装的正确与否直接影响工件加工精度,安装是否方便和迅速,又会影响辅助时间的长短,从而影响生产率,夹具是加工工件时,为完成某道工序,用来正确迅速安装工件的装置它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点,也是一个难点近年来,机械制造工艺有着飞速的发展。比如,应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂,往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域,其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来,虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究,并取得了卓越的理论成就,但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面质量与加工条件参数间都有其规律。因此,目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方法来了解特种加工的工艺规律,以便实际应用,但还缺乏系统性。受其限制,目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取,还难以实现最优化和自动化,例如,电火花成形电极的沉入式加工工艺,它在占电火花成形机床总数95以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了一攀枝花学院本科毕业设计(论文)开题报告些研究,并取得了一些成果,但由于工艺数据的缺乏,仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展,人们开始尝试利用这一技术来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型,并得到了初步的成果。因此,通过实验建模,将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来,建立描述特种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟,应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。同时,在机械加工过程中,夹具占有非常重要的地位,它可靠地保证了工件的加工精度,提高了加工效率,减轻了劳动的强度,夹具的设计过程中,应深入生产实际,(对工件的图纸,工艺文件,生产纲领等分析),精心调查研究,吸取国内外的先进技术,制订出合理的设计方案。我们都知道减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。然而零件加工过程中的精确定位和装夹的重复精度也是改进效率和质量的关键。譬如柔性加工中心的产生就是为了减少产品循环周期。目前中国制造业发展迅猛,以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件,导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增,加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上,因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然,在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案,如模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案,使用高性能的液压夹具都显得尤为重要,现在,柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用,使得发动机零件的加工变得越来越柔性化,具体情况取决于每个加工项目的产量配额使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省9095的时间,缩小了生产循环周期,从而增加了产量也就意味着降低了成本。当加工一长型铝合金零件时,刀具通过时旋转油缸可快速让开,刀具通过后可快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。由于变形造成的废品率将会微乎其微夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复攀枝花学院本科毕业设计(论文)开题报告合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济的方向发展2、本课题的基本内容,预计可能遇到的困难,提出解决问题的方法和措施本课题的基本内容CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计1、CA6140车床后托架加工工艺1、制订CA6140车床后托架加工工艺规程,关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中,我们必须要认真分析零件图,了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求,对箱体零件的每一个细节,都应仔细的分析,如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度,特别是要注意箱体零件各孔系自身精度(同轴度、圆度、粗糙度等)和它们的相互位置精度(轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求),箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键,必须弄清箱体零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点,同时因为箱体零件比较复杂,所以也是一个难点。我们采用AUTOCAD软件绘制零件图,一方面增加我们对零件的了解认识,另一方面增加我们对AUTOCAD软件的熟悉。工序的划分确定加工顺序和工序内容,安排工序的集中和分散程度,划分工序阶段,这项工作与生产纲领有密切关系,具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数;如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则,批量大时即可按工序分散原则,组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备,按工序集中原则组织生产。定位基准的选择根据粗基准,精基准的选择原则;遵循基准统一、基准重合。由零件图具体分析可得CA6140车床后托架首先以一个侧面和一个孔为粗基准,对底平面A进行粗加工,再以底平面A为基准加工孔。2、夹具设计可能遇到的问题工件定位是否正确,定位精度是否满足要求,工件夹紧牢固是否可靠等等。工件在夹具中的定位精度,主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关,可提高夹具的制造精度,减少配合间隙,就能提高夹具在机床上的定位精度,夹具中出现过定位时,可通过撤消多余定位元件,使多余定位元件失去限制重复自由度的能力,增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。夹紧必须可靠,但夹紧力不可过大,以免工件或夹具产生过大变形。可攀枝花学院本科毕业设计(论文)开题报告采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析,结合一些夹具的具体设计事例,查阅相关的夹具设计资料,联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题上述即为遇到困难的解决措施3、本课题拟采用的研究手段(途径)和可行性分析根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段(途径),本课题包括两方面内容CA6140车床后托架加工工艺的设计和夹具设计制定工艺规程的研究途径和可行性分析毛坯的选
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