717 175型柴油机缸体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计【优秀含5张CAD图+工艺工序卡+文献翻译+说明书】

717 175型柴油机缸体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计【优秀含5张CAD图+工艺工序卡+文献翻译+说明书】,优秀含5张CAD图+工艺工序卡+文献翻译+说明书,717,175型柴油机缸体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计【优秀含5张CAD图+工艺工序卡+文献翻译+说明书】,柴油机,缸体,机械,加工,工艺,及其 目 录摘 要1前 言5第一章 零件分析61.1汽缸的主要作用61.2主要技术条件分析71.3主要尺寸公差及分析8第二章 毛坯的确定92.1毛坯材料及形式的确定92.2铸造的加工余量及尺寸公差的确定9第三章 工艺规程的设计103.1附主视图一张103.2定位基准选择103.2.1粗基准的选择：103.2.2精基准的选择：113.3 制定加工工艺路线113.3.1确定面的加工方式：113.3.2初步确定工序：123.3.3最终工序：133.4刀具、量具、夹具及设备的选择143.5切削用量及加工工时的确定16四章 夹具设计294.1机床夹具的作用294.2机床夹具的组成304.3夹具设计304.3.1定位的选取304.3.2弹簧的计算及选取314.3.3夹紧力计算334.3.4汽缸的选择344.3.5连接板的选用344.3.6上底板344.3.7下底板354.3.8支撑杆的选用354.3.9钻模的选取354.3.10定位误差分析364.4夹具的使用及维护384.5夹具标准件的选择384.5.1支撑杆螺母的选择384.5.2连接板上螺钉选择384.5.3管接式法兰汽缸套件的选择38参 考 文 献40致 谢41摘 要机体是柴油机中的重要部件，属于箱体类构件。属于大规模生产。本次设计做的是“柴油机汽缸机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计”，主要是先对汽缸进行零件分析；然后进行毛坯确定，根据尺寸画出毛坯图；再后进行加工工序的设定以及确定削用量和加工工时；最后进行指定工序的夹具设计。关键词：机体；零件分析；毛坯图；切削用量；夹具 ABSTRACTAirframe is important component in diesel , belongs to box body kind structure. In society procedure of production belong to give birth to a child in large scale. The part , being to be in progress first to the cylinder mainly analyses the diesel collective machine work handicraft and their combination machine tool borehole grip design designing being composing originally time; And then, the blank being in progress ascertains , draws up according to the dimension blank picture; Again, the queen carries out setting up processing working procedures and ascertains the working hour cutting dosages and processing; Carry out the grip design allocating working procedures finally.Key words：Airframe；Components analysis；Semifinished materials chart；Cutting specifications；Jig前 言本次毕业设计是大学四年对所学课程进行的一次综合性的复习和总结，是四年学业完成的最后环节，是对大学所学知识的一次综合运用，主要运用到的课程有：机械制图、机械原理、机械设计、机械制造工艺学等。其目的是通过设计来将大学所学课程联系起来，用于设计，提高我们的设计能力，是对我们大学生活的最后考验。本次毕业设计的题目是“175型柴油机汽缸机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计”，175型柴油机汽缸属于比较复杂的箱体零件，其形状复杂，精度要求高的壳体，其加工工艺复杂，涉及到许多零件，例如：螺纹，曲轴孔，曲面，支架等等，这些零件要求的精度要求比较高，这对工艺规程设计更加有难度。本次毕业设计的内容包括了零件的工艺路线的制定及其指定工序的夹具设计，涉及到所学的多方面知识，培养我们综合运用机械制造专业知识的基本理论和思想独立地分析和解决实际生产中问题的能力，并能独立地分析生产工艺，有效地巩固所学知识，为即将面临的工作和进一步深造打下坚实的基础。但是，在设计中由于本人能力有限以及实践经验的缺乏，所以此中错误之处在所难免，诚望老师不吝指教。39第一章 零件分析箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件的一些轴、套、轴承和齿轮等有关零件装配起来，使其保持正确的相互位置关系，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。箱体零件虽然结构多种多样，但有共同的特点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大。既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固件。箱体类零件上面的孔与孔之间有较高的位置精度（孔与孔的平行度、孔的轴线与面有垂直度要求），其加工质量的好坏直接影响柴油机的精度和使用性能，因此柴油机汽缸的加工质量至关重要。箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20%。本次设计是制定175型柴油机汽缸的加工工艺及钻前后两端面的12个螺纹孔的组合机床夹具设计。柴油机汽缸属于箱体零件，其特点是：形状复杂、具有形状复杂的内腔，箱壁多用于安装轴承的轴承孔或其他用途的孔系。箱体的加工面较多，主要加工的是面和孔系，属于整体式机体结构，即汽缸体和曲轴箱制成一个整体零件，这种整体式机体的特点是结构紧凑，刚性好，加工制造困难。1.1机体的主要作用1、连接柴油机的一些运动部件，使它们在工作时保持相互准确的位置关系；2、在机体上加工有水道和油道，保证各零件工作时必要的冷却与润滑；3、安装柴油机各辅助系统部件；4、作为柴油机使用安装时的支承，将柴油机固定在底盘或支架上。 所以，柴油机汽缸的结构较为复杂，部件结构尺寸精度较高，受到高频的变载荷及振动是柴油机的主要部件。1.2主要技术条件分析 由于机体上要安装一些重要部件，所以，安装主要部件的结构都有精度要求，参考图A-A剖视图，如下：表1-1 主要技术条件分析误差要求标注位置及分析0.06FH平行度要求公差0.06mm，机体上部平面，此平面为安装喷油泵的平面，8级精度，即汽缸上平面对52、20孔轴线的平行度误差为0.06mm0.08FH40的孔的轴线对于52、20的孔的轴线垂直度误差为0.08，保证喷油泵位置0.025FH52的孔的轴线相对于两个孔公共轴线的同轴度要求公差为0.0250.0852的孔的圆柱度要求公差0.08，7级精度0.025FH52的孔的右端面相对于52、20的公共轴线的跳动公差为0.0250.015FH20轴线相对于52、20的公共轴线同轴度要求为0.015，7级精度0.03AB70的孔左端面相对于30、105孔公共轴线的圆跳动误差为0.030.015R30的孔相对于轴线的跳动误差为0.015，7级精度0.01030的孔的圆柱度误差为0.010，8级精度0.010105孔的圆柱度误差为0.010，7级精度0.015AB105孔的的轴线相对于30、105的公共轴线的同轴度公差为0.0150.025MQ机体上部平面用于安装喷油泵的螺纹孔，相对于40的圆心的位置度误差为0.025，且必须符合最大实体原则0.4M后盖螺孔的位置度公差为0.4，且必须符合最大实体原则0.07机体前面的平面度为0.07100：0.05AB机体前面对30、105孔的公共轴线在100范围内的公差是0.050.06机体后面的平面度为0.06100：0.05AB机体后面对30、105孔的公共轴线在100范围内的公差是0.050.04M机体后面的螺纹孔4M86H的位置公差为0.04，且必须符合最大实体原则1.3主要尺寸公差及分析从零件图尺寸标注分析，尺寸要求较高的有52，30，20，40H8等孔，可由刀具及机床的精度保证；52孔系与105孔系的Y向中心距尺寸为30，57等，可由夹具保证。1.4表面粗糙度要求本产品属于大批量生产，年产10万件以上，应以组合机床为主要的加工设备，根据图纸要求，部分孔的圆柱面要求为R1.6um，而平面上粗糙度的最高要求为3.2，组合机床完全能达到此精度要求。 图1-1第二章 毛坯的确定2.1毛坯材料及形式的确定由于箱体类零件形状复杂，有腔形，故一般需要铸造成型。机体结构复杂，部件结构尺寸精度较高，受到高频的变载荷及振动，故零件材料可选用HT300（灰铸铁），硬度为170-240HBS，因为它强度较高、耐磨、耐热性能好，但需人工时效处理，适用于承受较大应力（2942N/cm），摩擦面间单位压力大于49N/cm和要求一定的气密性的零件，适用于汽缸体等。其工作条件：承受高弯曲应力（200HBS，d812mm时，,由于孔深为12mm。故 由表2.4-43查得 按机床选取 机械加工工艺手册表3.5-35故机床实际切削速度： 切削工时： 因为有四个孔需加工，所以切削工时应为： 工序7：粗铣前后面方法同工序4故销铣时间应为： 工序8：粗铣上端面 按机械加工工艺手册表2.3-59查得，粗加工后，精铣余量为1.5mm，所以ap=1.0mm。B面：加工条件：铣削尺寸为60mm的底面，即铣削宽度，确定进给量，查机械加工工艺手册表2.4-73： 确定切削速度，查机械加工工艺手册表2.4-73： 确定主轴转速： 查机床使用手册，取相近转速。故机床实际铣削速度为： 计算切削时间： C面：方法同上 取 故： 计算切削时间： 工序9：粗铣F面机床：选用X53K立式铣床刀具：YG6，镶齿套式面铣刀 D=160mm,L=45,d=50,z=16. 按零件图可得F面的表面粗糙度为R为12.5，毛坯余量为3.5mm,进给量取0.2mm每齿。 参考简明机械制造工艺手册所知，由于铣右侧面属于粗铣，故选择切削用量为:每齿进给量0.1mm/z，=3.5mm。切削速度：v=80m/min确定主轴转速查阅机械加工工艺手册表3.1-74得=235r/min则切削时间定额：查阅表2.5-10得：工序10：粗镗孔52mm 、46mm、70mm、80mm和105mm镗46mm的孔确定进给量：参考机械加工工艺手册表2.4-66可得： 切削速度v：参考机械加工工艺手册表2.4-9，可得。修正数： 则： 这样可以求出切削速度： 求出主轴转速： 参考机械加工工艺手册表3.1-41，查得相近转速，在此取950r/min。故求出实际切削速度应为： 切削时间： 参考机械加工工艺手册表2.5-3镗削机动时间计算其中： 则： 工序11：粗镗孔66H7mm、40mm加工余量的确定 组合机床加工上表面两孔，采用镗削加工，其工序余量如下（半径余量）： 基本尺寸：66mm 40mm 加工余量： 4.0mm 2.0mm按机械加工工艺手册表2.2-2查得镗削所能达到的尺寸精度为IT13，所以按加工方法的经济精度，并按“入体原则”确定各孔的工序尺寸公差，查机械制造技术基础表3.3，标准公差数值为： 两孔的垂直度由基准面底面保证。切削用量的选择与确定，查机械加工工艺手册表2.4-66。方法同工序10单件时间定额为： 工序12钻前面8-M6螺纹孔，30，20，及后面8-M6螺纹孔和20加工余量的确定：组合机床加工，其工序余量如下：（半径余量）基本尺寸： M8螺纹底孔 20 30加工余量： 2.5mm 3.5mm 5mm所选钻削所能达到的尺寸精度为IT11IT12，所以按加工方法的经济精度，并按“入体原则”确定各孔的尺寸公差为： M8螺纹底孔 20 30 各螺纹孔的位置均由钻模板保证切削用量的选择与确定：根据机械加工工艺手册： 查机械加工工艺手册表2.4-41，刀具选用高速钢刀具钻铸铁： 上述选择是在尽量使工件切削同步以抵消其切削力的原则下选取的，可以确定其主轴转速为： 时间定额的计算： （单件机动时间） 故单件时间定额： 工序13：钻上面6M8螺纹底孔， 10孔， 222H7， 10孔，加工余量的确定：组合机床加工，其工序余量如下：（半径余量）基本尺寸： M8螺纹底孔 10 22H7加工余量： 2.4mm 2mm 4.5mm所选钻削所能达到的尺寸精度为IT11IT12，所以按加工方法的经济精度，并按“入体原则”确定各孔的尺寸公差为： M8螺纹底孔 10 22H7 各螺纹孔的位置均由钻模板保证。切削用量的选择与确定：方法与工序12相同确定其主轴转速为： 时间定额的计算：同理，单件时间定额为： 工序14：精铣前后面加工余量： 进给量： 切削速度： 故机床转速可以确定为： 机床机加工时间为：单件时间定额： 工序15：精铣B、C面B面：D=80mm L=36mm d=27mm z=10mmC面：D=100mm L=40mm d=32mm z=10mm进给量： 切削速度： 故机床转速可以确定为： 机床机加工时间为：其他时间的确定： 工序16：精镗52J7mm，105H7mm，70mm，扩后面20mm孔加工余量的确定，查机械加工工艺手册表2.3-48得：基本尺寸： 52mm 105H7mm 70mm 20mm加工余量： 2mm 2mm 2mm 2mm查机械加工工艺手册表2.2-2精镗所能达到的尺寸精度为IT8-IT10级，查机械制造技术基础表3-3，标准公差数值为： 其余步骤同工序10得：总机动时间： 单件时间定额：工序17：精镗66H7mm，40H8mm孔加工余量： 基本尺寸：66H7mm 40H8mm 加工余量： 1.0mm 1.0mm进给量的选择与确定：（查机械加工工艺手册表2.1-66） 镗削速度： 根据上面可以确定其主轴转速为： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序18：扩孔加工余量： 加工余量为1.0mm进给量： 查机械加工工艺手册表2.4-52切削速度： 由此可以确定主轴转速： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序19：扩孔加工余量： 加工余量为1.0mm进给量： 查机械加工工艺手册表2.4-52切削速度： 由此可以确定主轴转速： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序20：20H7，30孔查机械加工工艺手册表2.3-48，此道加工序余量为0.2mm;查机械加工工艺实用手册表15-43，机铰刀铰孔时的进给量，选用高速钢铰刀， 。查机械加工工艺实用手册表15-44铰孔时切削速度的计算公式 其中： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序21：倒20H7，105H7，70孔的角20H7，105H7选用车削制订进给量，根据手册及机床选取： （查切削用量简明手册表1.8）切削速度： 所以机床主轴转速应为： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序22：各面螺纹孔倒角各倒角工序在钻孔时完成。工序23：铰22H7孔查机械加工工艺实用手册表15-43机铰刀铰孔时的进给量，选用高速钢铰刀，则： 机械加工工艺实用手册表15-44铰孔时切削速度的计算公式： 其中： 机动时间定额的计算： 单件时间定额： 工序24：钻25与22H7孔轴线成25的斜孔查机械加工工艺手册表2.4-38高速钢钻头钻孔时的进给量，查得： 查机械加工工艺手册表2.4-41高速钢钻头钻孔时的切削速度，查得： 则机床主轴转速为： 查机械加工工艺手册表3.1-31，取。机动时间的确定： 单件时间定额： 因为有两孔需要加工，故，T=2Td=2x0.084=0.17min。工序25：攻前面8M6，2M8螺纹及后面8M8螺纹查切削手册表2.7可以确定出进给量：。查机械加工工艺手册表2.4-105攻螺纹的切削用量： 由此可以确定出机床转速； 查机床转速，取。查机械加工工艺手册表2.5-19续表：攻前面8-M6机动时间：攻前面2-M6机动时间：攻后面8-M6机动时间：综合所述，由相关资料：单件时间定额： 工序26：攻C面4M8，B面2M8螺纹及F面4M8螺纹查机械加工工艺手册表2.4，查得查机械加工工艺手册2.4-15，攻螺纹的切削速度： 由此可以确定出机床转速； 查机床转速，取。查机械加工工艺手册表2.5-19续表：步骤同工序25得：单件时间定额： 工序27：磨削52J7，105H7孔由机械加工工艺手册2.4-163，精磨内圆的切削用量： 取0.8B 磨52J7的机动时间由机械加工工艺手册表2.5-11查得：其中： （由机械加工工艺手册表2.3-49磨孔余量） （由机械加工工艺手册表2.5-13内圆的修磨系数k）磨150H7的机动时间由机械加工工艺手册表2.5-11查得： 其中： （由机械加工工艺手册表2.3-49磨孔余量） （由机械加工工艺手册表2.5-13内圆的修磨系数k）综合上述： 其他时间的确定： 故单件时间：四章 夹具设计4.1机床夹具的作用机床夹具主要用于机床切削加工，起机床与工件，刀具之间的桥梁作用，是工艺系统中的一个重要环节。按国家标准（GB4863-85）给出的定义：“机床夹具是用以装夹工件（和引导刀具）的装置”。1、保证加工精度采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床，刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。2、提高生产效率，降低成本 用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少辅助工时；用于装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件，工位装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。3、扩大机床的工艺范围 使用专用夹具可以改变机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。4、减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件方便，快速，当采用气动，液压等夹紧装置时，可减轻工人劳动强度。5、缩短新产品试制周期由于组合夹具，可调整夹具等多用途夹具，部件的标准化和通用化，从而在新产品试制中可以大大发挥其优势，充分利用组装，更换少数部件，组件和调整方法，来满足大部分工序的要求，使专用夹具的数量减少；从而减缩了夹具设计和制造的工作量，使试制的周期缩短，费用减少。4.2机床夹具的组成1、定位装置：使工件在夹具中占据正确的位置；2、夹紧装置：将工件压紧夹牢，保证夹具部件在加工过程中受外力作用（切削力），作用时不离开已占据的位置；3、夹具体：机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成整体；4、其他装置或元件：除了定位装置，夹紧装置和夹具体外，各种夹具还根据需要设置一些其他装置或元件，如：分度装置，对刀元件。4.3夹具设计本设计选取加工工序12的钻孔夹具设计。此零件年产10万件以上，故夹具设计适用于流水线作业的车间，采用全自动或半自动夹紧装置。4.3.1定位的选取 由于工件的定位实际上是限制工件的自由度，由于加工的孔分布在工件的前后面，且加工孔中直径最大才，使用组合机床一次性加工完成。则选取一面两孔的定位原则来限制工件的六个自由度。如图4-1：图4-1工件在一面两孔中被确定，利用圆柱销与削边销。综上所述，决定此工序选择一面两孔的定位方式，此种定位方式合理，夹具结构简单，定位夹紧方便，此外底面及定位孔都已精加工，所以能保证定位中位置的精确性，但是考虑到大批量生产，零件毛坯的重量尺寸以及流水线生产条件，故把定位销作为伸缩式（即上下定位板之间的相对运动）。为了完成伸缩式，故定位销是自己生产加工，因为销的长度是要超过板孔的长度，还要能在工件孔中定位，上定位板的支撑用弹簧来完成，当工件在定位板上占有一个正确的位置，则定位销能在夹紧力的作用下伸入二孔中完成定位，这主要是靠压缩弹簧，使上定位板下移，定位销伸入工件孔中的；当加工完成后，夹紧力撤去，在压缩弹簧的作用下，上定位板上移，定位销从零件孔中下移，则工件可以移开，从而实现快速的过程、缩短了时间、提高了生产效率、自动化程度，适应于流水线作业。4.3.2弹簧的计算及选取如下图弹簧在夹具中的作用是实现定位板不同的工件状态下的上下移动，也起支撑作用，在下底板上放上工件不能超出定位板孔的长度。计算出工件的质量约为15KgW=10x15=150N所以，在下底板上有根弹簧，每根弹簧的受力为，根据弹簧变形量，则弹簧的刚度弹簧的极限压缩量为15+2.5=17.5mm，所受的最大载荷为弹簧选择分3类压缩弹簧，计算过程如下： 假设弹簧丝直径d 3 4 5 假设弹簧平均直径 20 30 20 旋转绕比 6.67 7.5 4 曲度系数 1.18 1.24 1.31 弹簧材料拉伸弹度极限 1250 960 950 许用应力 625 480 475 计弹簧直径 2.92 2.95 2.72mm查阅机械加工工艺手册选弹簧丝的直径为3mm。弹簧的圈数 得n=6.32圈，查阅机械加工工艺手册n=7。因为弹簧的两端要与孔和底板接触，故死圈圈数为2，则弹簧的总圈数为9圈。弹簧外径D= +d=23mm最小节距 查阅机械加工刀具手册，GB2089-80弹簧：d=3.0mm, =20MM，p=6.95，极限载荷，单圈极限载荷变形量f=3.527mm。单圈刚度：k=99.3N/m，最大套筒直径，则弹簧的自由长度为50mm。根据弹簧线性特征，所以实际变形量： 满足设计要求。4.3.3夹紧力计算查阅机械加工工艺手册2.4-70得群钻轴向力 其中，。则总的轴向钻削力在计算切削时，必把安全系数考虑在内为基本安全系数1.5为刀具钝化系数1.0为加工性安全系数1.0为断续切削系数1.0则轴向切削力工件所受夹紧力与轴向切削力平衡，为了减小夹紧力，采用两面同时钻削，则工件夹紧力。还应抵消弹簧变形的力则实际夹紧力4.3.4汽缸的选择根据夹紧力的计算及夹具的分析，查阅机械加工工艺手册表5.2-39，选用管接式法兰汽缸固定在夹具上方见夹具装配图，这样夹紧力作用于工件上方，夹紧可靠方便，而采用前盖固定，可以减小连杆的长度，缩小夹具的结构，提高其稳定性。表4-1汽缸的主要参数如下：(单位mm)行程C40活塞直径D150活塞杆直径D135前盖直径D4135连接螺栓4 X M10活塞杆前端连接螺纹长度L200当气压为时，F为7000N满足压紧力要求。4.3.5连接板的选用由于汽缸要放在夹具的上面故需要板件，连接板需要与汽缸的前盖相连，还要与四根支撑杆的连接，厚度为10-25mm，考虑到夹具的紧凑性与合理性，故如图4-2：板与汽缸连接的位置图4-2板与汽缸的连接图4.3.6上底板上底板主要用于支撑零件，并起导向作用，根据弹簧的自由伸长长度，板厚得出为16mm，如图4-3所示：图4-34.3.7下底板下底板主要用于安放在工作台，凸台是用来安装弹簧以及定位销。4.3.8支撑杆的选用四根支撑杆的功用主要是连接地板与汽缸了，两端都还有螺纹，这主要是承受汽缸所提供的力，则需要校核： 螺栓M16校核，由机械设计可知：螺栓的许用拉应力 已知螺栓材料45钢，由材料力学可知；螺杆的许用拉应力 所以由机械加工工艺手册，M6-M16的45号钢的S在4-5之间，则符合要求。4.3.9钻模的选取钻床夹具是用于各种钻床和组合机床上加工的夹具，简称钻模。它的主要作用控制刀具的位置和引导其送进方向，以保证工件被加工孔的位置精度。钻床夹具在结构上都有 1个安装钻套的钻模板，由于使用上的要求不同，其结构形式可分为：固定式、翻转式、回转式、盖板式以及滑柱式。由于本次设计的柴油机的汽缸上钻两面上的孔的组合机床夹具。故选取固定式钻模板，钻模板直接固定在夹具体上。由于钻套的位置固定，所以其加工孔的位置精度较高，但有时装卸工件较不方便。 固定式钻板与夹具体的连接可以用销钉对定、螺钉紧固， 对于简单的钻模也可采用整体铸造或焊接结构。可换钻套 在大批量生产中为了克服固定钻套磨损后无法更换的缺点，可以使用可换钻套。它的凸缘上铣有台肩，钻套螺钉的圆柱头盖在此台肩上，可防止钻套转动和掉出。当钻套磨损后，只要拧去螺钉，便可更换新的可换钻套。对更换频繁的钻套，为了保护钻模板不被损坏，应在可换钻套外配装 1个衬套。钻套用衬套也标准化了 , 可查阅标准 JB/T8045.4-1999。可换钻套与固定钻套一样，只用于单工步孔加工。4.3.10定位误差分析采用一面两孔的组合定位，根据工序加工要求平面为第一定位基准。工件上的内孔分别为第二和第三定位基准。一批工件在夹具中定位，工件上作为第一定位基准的底面没有基准位置误差，定位孔较浅，其内孔中心线由于内孔与底面垂直度误差而引起的位置误差可以忽略不记。但是作为第二第三定位基准由于与定位销的配合间隙及两孔，两销中心距误差引起的基准位置误差必须考虑，当工件内孔的直径尺寸最大，圆柱定位销直径尺寸最小，且考虑工件上两孔中心距的制造误差，根据图4-4的两种极端位置可知：图4-4式中：为工件内孔的公差 为夹具短圆柱定位销的公差 为工件内孔的定位销的最小配合间隙 为工件上两定位孔中心距根据零件上两定位孔进行铰制后，取H8级，则孔的尺寸圆柱定位销为；查得两孔中心距202.5的公差为0.072，所以 =（0.017-0.010）+（9.995-9.986）+（10.010-9.995） =0.008+0.009+0.015=0.032 =0.032+0.072=0.104查得削边销为，孔为所以：则根据零件图上的位置公差100：0.05A-B计算出定位误差小于零件位置公差。4.4夹具的使用及维护1、工件由输送装置装入夹具上板，由两销定位；2、当工件在导向槽中定位后，确保零件稳定；3、启动汽缸对零件夹紧；4、零件加工完毕，松开汽缸，输出工件；5、夹具的各个表面应保持干净6、每班对下底板弹簧孔排削。4.5夹具标准件的选择标准件：按照国家统一规定的标准规格生产的零件或部件。这种零部件能通用在各种机器仪器设备建筑物上，并具有互换性。4.5.1支撑杆螺母的选择根据M16的螺纹，选择GB6170-86，螺纹规格D=16，性能等级为5级，不经表面处理，C级的I型六角螺母，根据M16选择弹簧垫圈GB93-87，规格16mm，材料为65Mn，表面氧化的标准的弹簧垫圈。4.5.2连接板上螺钉选择根据汽缸盖中螺纹的直径M10，GB77-85，螺纹规格d=M10，公称长度l=25，性能等级为33H，表面氧化的内六角平端紧定螺钉；M1025。4.5.3管接式法兰汽缸套件的选择1、活塞杆，需要在杆上加出锥孔，便于与压力头接合，的规格；2、前盖，材料HT150，倒角，并进行退火处理；3、后盖，材料HT150，倒角，并进行退火处理；4、O型橡胶密封圈GB3452.1-82，材料为耐油橡胶，硬度为HBS；5、垫片的选择：GB93-87，材料为橡胶石棉板；6、缸筒，材料为HT200， 技术要求：a、人工课题任务书 指导教师学生姓名课题名称175型柴油机缸体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计内容及任务1、技术要求设计需保证计算准确，设计说明书应文理通顺、条理清晰、图文并茂。2、工作要求认真复习设计有关知识，并查询有关资料、手册，按时保质、保量完成设计任务。设计过程中的问题及时请教老师。3、图纸要求要求图面清晰，布图合理，所有设计的图纸用计算机绘制，符合国家标准。4、设计工作量（1） 零件图一张、毛坯图一张；（2） 机械加工工艺规程一套；（3） 工序卡一套；（4） 夹具装配图一张、夹具零件图一套（5） 计算机绘图、手工绘图至少一张；（6） 毕业设计说明书一份。进度安排起止日期工作内容备注03.0503.2503.2604.1004.1105.2805.2906.0506.0606.10查阅资料，复习与设计相关的知识进行方案设计，确定基本结构形式绘图和主要的设计计算完成毕业设计说明书的编写毕业答辩准备和毕业答辩主要参考资料1 浦林祥.金属切削机床夹具设计手册(第二版)M.北京:机械工业出版社，19952 李洪.机械加工工艺手册M 北京:北京出版社,19903 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书M. 哈尔滨:哈尔滨工业大学，19944 薛源顺.机床夹具设计M.北京:机械工业出版社,20005 东北重型机械学院、洛阳工学院、第一汽车制造职工大学编,机床夹具设计手册第二版M. 上海:上海科学技术出版社，19906 葛金印.机械制造技术基础教学参考书M. 北京:高等教育出版社,2005.7 肖继德.机床夹具设计第2版M. 北京:机械工业出版社，19978 张捷 赵虎 李先民.机械制造技术基础M.成都：西南交通大学，2005.129 石光源.机械制图M. 北京:高等教育出版社，2005.12教研室意见年 月 日系主管领导意见年 月 日开题报告 题目175型柴油机缸体机械加工工艺及其组合机床钻孔夹具设计学生姓名班级学号专业一、毕业设计的内容及意义箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件的一些轴、套、轴承和齿轮等有关零件装配起来，使其保持正确的相互位置关系，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此，箱体的加工质量对机器的工作精度、使用性能和寿命都有直接的影响。箱体零件虽然结构多种多样，但有共同的特点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，内部呈腔形，加工部位多，加工难度大。既有精度要求较高的孔系和平面，也有许多精度要求较低的紧固件。箱体类零件上面的孔与孔之间有较高的位置精度（孔与孔的平行度、孔的轴线与面有垂直度要求），其加工质量的好坏直接影响柴油机的精度和使用性能，因此柴油机汽缸的加工质量至关重要。箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%20%。本次设计是制定175型柴油机汽缸的加工工艺及钻前端面的8个螺纹孔的组合机床夹具设计。柴油机汽缸属于箱体零件，其特点是：形状复杂、具有形状复杂的内腔，箱壁多用于安装轴承的轴承孔或其他用途的孔系。箱体的加工面较多，主要加工的是面和孔系，属于整体式机体结构，即汽缸体和曲轴箱制成一个整体零件，这种整体式机体的特点是结构紧凑，刚性好，加工制造困难。1机体的主要作用1、连接柴油机的一些运动部件，使它们在工作时保持相互准确的位置关系；2、在机体上加工有水道和油道，保证各零件工作时必要的冷却与润滑；3、安装柴油机各辅助系统部件；4、作为柴油机使用安装时的支承，将柴油机固定在底盘或支架上。 所以，柴油机汽缸的结构较为复杂，部件结构尺寸精度较高，受到高频的变载荷及振动是柴油机的主要部件。2毛坯材料及形式的确定由于箱体类零件形状复杂，有腔形，故一般需要铸造成型。机体结构复杂，部件结构尺寸精度较高，受到高频的变载荷及振动，故零件材料可选用HT300（灰铸铁），硬度为170-240HBS，因为它强度较高、耐磨、耐热性能好，但需人工时效处理，适用于承受较大应力（2942N/cm），摩擦面间单位压力大于49N/cm和要求一定的气密性的零件，适用于汽缸体等。其工作条件：承受高弯曲应力（0.49 MPa）及抗拉应力；摩擦面间的单位面积压力1.96MPa；要求保持高气密性。根据以上要求，由于零件结构复杂、形状材料方面的要求，批量较大，毛坯确定为砂型机器造型。二、设计思路及工作方法1、分析柴油机汽缸零件结构特点2、对汽缸零件进行工艺分析3、确定机械毛坯种类和余量及毛坯尺寸4、定制汽缸加工的工艺过程5、确定切削用量及基本工时6、钻孔的夹具设计三、设计任务完成的阶段内容及时间安排。1准备工作（收集资料和查看复习毕业设计设计的相关内容） （3.05-3.12）2资料检索 （3.13-3.20）3方案设计 （3.26-4.01）4工艺设计和夹具设计 （4.02-4.20）5绘图 （4.21-5.04）6修改 （5.05-5.10）7编写毕业设计说明书 （5.10-5.28） 指导教师批阅意见 指导教师(签名)： 年 月 日 外文译文 外语文献翻译摘自: 制造工程与技术（机加工）（英文版） Manufacturing Engineering and TechnologyMachining 机械工业出版社 2004年3月第1版 美 s. 卡尔帕基安(Serope kalpakjian) s.r 施密德(Steven R.Schmid) 著原文20.9 MACHINABILITYThe machinability of a material usually defined in terms of four factors:1、 Surface finish and integrity of the machined part;2、 Tool life obtained;3、 Force and power requirements;4、 Chip control. Thus, good machinability good surface finish and integrity, long tool life, and low force And power requirements. As for chip control, long and thin (stringy) cured chips, if not broken up, can severely interfere with the cutting operation by becoming entangled in the cutting zone.Because of the complex nature of cutting operations, it is difficult to establish relationships that quantitatively define the machinability of a material. In manufacturing plants, tool life and surface roughness are generally considered to be the most important factors in machinability. Although not used much any more, approximate machinability ratings are available in the example below.20.9.1 Machinability Of SteelsBecause steels are among the most important engineering materials (as noted in Chapter 5), their machinability has been studied extensively. The machinability of steels has been mainly improved by adding lead and sulfur to obtain so-called free-machining steels.Resulfurized and Rephosphorized steels. Sulfur in steels forms manganese sulfide inclusions (second-phase particles), which act as stress raisers in the primary shear zone. As a result, the chips produced break up easily and are small; this improves machinability. The size, shape, distribution, and concentration of these inclusions significantly influence machinability. Elements such as tellurium and selenium, which are both chemically similar to sulfur, act as inclusion modifiers in resulfurized steels.Phosphorus in steels has two major effects. It strengthens the ferrite, causing increased hardness. Harder steels result in better chip formation and surface finish. Note that soft steels can be difficult to machine, with built-up edge formation and poor surface finish. The second effect is that increased hardness causes the formation of short chips instead of continuous stringy ones, thereby improving machinability.Leaded Steels. A high percentage of lead in steels solidifies at the tip of manganese sulfide inclusions. In non-resulfurized grades of steel, lead takes the form of dispersed fine particles. Lead is insoluble in iron, copper, and aluminum and their alloys. Because of its low shear strength, therefore, lead acts as a solid lubricant (Section 32.11) and is smeared over the tool-chip interface during cutting. This behavior has been verified by the presence of high concentrations of lead on the tool-side face of chips when machining leaded steels.When the temperature is sufficiently high-for instance, at high cutting speeds and feeds (Section 20.6)the lead melts directly in front of the tool, acting as a liquid lubricant. In addition to this effect, lead lowers the shear stress in the primary shear zone, reducing cutting forces and power consumption. Lead can be used in every grade of steel, such as 10xx, 11xx, 12xx, 41xx, etc. Leaded steels are identified by the letter L between the second and third numerals (for example, 10L45). (Note that in stainless steels, similar use of the letter L means “low carbon,” a condition that improves their corrosion resistance.)However, because lead is a well-known toxin and a pollutant, there are serious environmental concerns about its use in steels (estimated at 4500 tons of lead consumption every year in the production of steels). Consequently, there is a continuing trend toward eliminating the use of lead in steels (lead-free steels). Bismuth and tin are now being investigated as possible substitutes for lead in steels.Calcium-Deoxidized Steels. An important development is calcium-deoxidized steels, in which oxide flakes of calcium silicates (CaSo) are formed. These flakes, in turn, reduce the strength of the secondary shear zone, decreasing tool-chip interface and wear. Temperature is correspondingly reduced. Consequently, these steels produce less crater wear, especially at high cutting speeds.Stainless Steels. Austenitic (300 series) steels are generally difficult to machine. Chatter can be s problem, necessitating machine tools with high stiffness. However, ferritic stainless steels (also 300 series) have good machinability. Martensitic (400 series) steels are abrasive, tend to form a built-up edge, and require tool materials with high hot hardness and crater-wear resistance. Precipitation-hardening stainless steels are strong and abrasive, requiring hard and abrasion-resistant tool materials.The Effects of Other Elements in Steels on Machinability. The presence of aluminum and silicon in steels is always harmful because these elements combine with oxygen to form aluminum oxide and silicates, which are hard and abrasive. These compounds increase tool wear and reduce machinability. It is essential to produce and use clean steels.Carbon and manganese have various effects on the machinability of steels, depending on their composition. Plain low-carbon steels (less than 0.15% C) can produce poor surface finish by forming a built-up edge. Cast steels are more abrasive, although their machinability is similar to that of wrought steels. Tool and die steels are very difficult to machine and usually require annealing prior to machining. Machinability of most steels is improved by cold working, which hardens the material and reduces the tendency for built-up edge formation.Other alloying elements, such as nickel, chromium, molybdenum, and vanadium, which improve the properties of steels, generally reduce machinability. The effect of boron is negligible. Gaseous elements such as hydrogen and nitrogen can have particularly detrimental effects on the properties of steel. Oxygen has been shown to have a strong effect on the aspect ratio of the manganese sulfide inclusions; the higher the oxygen content, the lower the aspect ratio and the higher the machinability.In selecting various elements to improve machinability, we should consider the possible detrimental effects of these elements on the properties and strength of the machined part in service. At elevated temperatures, for example, lead causes embrittlement of steels (liquid-metal embrittlement, hot shortness; see Section 1.4.3), although at room temperature it has no effect on mechanical properties.Sulfur can severely reduce the hot workability of steels, because of the formation of iron sulfide, unless sufficient manganese is present to prevent such formation. At room temperature, the mechanical properties of resulfurized steels depend on the orientation of the deformed manganese sulfide inclusions (anisotropy). Rephosphorized steels are significantly less ductile, and are produced solely to improve machinability.20.9.2 Machinability of Various Other Metals Aluminum is generally very easy to machine, although the softer grades tend to form a built-up edge, resulting in poor surface finish. High cutting speeds, high rake angles, and high relief angles are recommended. Wrought aluminum alloys with high silicon content and cast aluminum alloys may be abrasive; they require harder tool materials. Dimensional tolerance control may be a problem in machining aluminum, since it has a high thermal coefficient of expansion and a relatively low elastic modulus.Beryllium is similar to cast irons. Because it is more abrasive and toxic, though, it requires machining in a controlled environment.Cast gray irons are generally machinable but are. Free carbides in castings reduce their machinability and cause tool chipping or fracture, necessitating tools with high toughness. Nodular and malleable irons are machinable with hard tool materials.Cobalt-based alloys are abrasive and highly work-hardening. They require sharp, abrasion-resistant tool materials and low feeds and speeds.Wrought copper can be difficult to machine because of built-up edge formation, although cast copper alloys are easy to machine. Brasses are easy to machine, especially with the addition pf lead (leaded free-machining brass). Bronzes are more difficult to machine than brass.Magnesium is very easy to machine, with good surface finish and prolonged tool life. However care should be exercised because of its high rate of oxidation and the danger of fire (the element is pyrophoric).Molybdenum is ductile and work-hardening, so it can produce poor surface finish. Sharp tools are necessary.Nickel-based alloys are work-hardening, abrasive, and strong at high temperatures. Their machinability is similar to that of stainless steels.Tantalum is very work-hardening, ductile, and soft. It produces a poor surface finish; tool wear is high.Titanium and its alloys have poor thermal conductivity (indeed, the lowest of all metals), causing significant temperature rise and built-up edge; they can be difficult to machine.Tungsten is brittle, strong, and very abrasive, so its machinability is low, although it greatly improves at elevated temperatures.Zirconium has good machinability. It requires a coolant-type cutting fluid, however, because of the explosion and fire.20.9.3 Machinability of Various MaterialsGraphite is abrasive; it requires hard, abrasion-resistant, sharp tools.Thermoplastics generally have low thermal conductivity, low elastic modulus, and low softening temperature. Consequently, machining them requires tools with positive rake angles (to reduce cutting forces), large relief angles, small depths of cut and feed, relatively high speeds, and proper support of the workpiece. Tools should be sharp.External cooling of the cutting zone may be necessary to keep the chips from becoming “gummy” and sticking to the tools. Cooling can usually be achieved with a jet of air, vapor mist, or water-soluble oils. Residual stresses may develop during machining. To relieve these stresses, machined parts can be annealed for a period of time at temperatures ranging from 80 C to 160 C (175 F to315 F), and then cooled slowly and uniformly to room temperature.Thermosetting plastics are brittle and sensitive to thermal gradients during cutting. Their machinability is generally similar to that of thermoplastics.Because of the fibers present, reinforced plastics are very abrasive and are difficult to machine. Fiber tearing, pulling, and edge delamination are significant problems; they can lead to severe reduction in the load-carrying capacity of the component. Furthermore, machining of these materials requires careful removal of machining debris to avoid contact with and inhaling of the fibers.The machinability of ceramics has improved steadily with the development of nanoceramics (Section 8.2.5) and with the selection of appropriate processing parameters, such as ductile-regime cutting (Section 22.4.2).Metal-matrix and ceramic-matrix composites can be difficult to machine, depending on the properties of the individual components, i.e., reinforcing or whiskers, as well as the matrix material.20.9.4 Thermally Assisted MachiningMetals and alloys that are difficult to machine at room temperature can be machined more easily at elevated temperatures. In thermally assisted machining (hot machining), the source of heata torch, induction coil, high-energy beam (such as laser or electron beam), or plasma arcis forces, (b) increased tool life, (c) use of inexpensive cutting-tool materials, (d) higher material-removal rates, and (e) reduced tendency for vibration and chatter.It may be difficult to heat and maintain a uniform temperature distribution within the workpiece. Also, the original microstructure of the workpiece may be adversely affected by elevated temperatures. Most applications of hot machining are in the turning of high-strength metals and alloys, although experiments are in progress to machine ceramics such as silicon nitride. SUMMARYMachinability is usually defined in terms of surface finish, tool life, force and power requirements, and chip control. Machinability of materials depends not only on their intrinsic properties and microstructure, but also on proper selection and control of process variables.译文20.9 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。20.9.1 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0.15%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1.4.3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。20.9.2 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。20.9.3 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80-160 C（175-315 F）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8.2.5节）的发展和适当的参数处理的选择，例如塑性切削（见22.4.2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。20.9.4 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。