【正文】 的前提下，現(xiàn)時(shí)考慮工藝性、經(jīng)濟(jì)性。只要根據(jù)我國(guó)的資源情況盡量選擇材料機(jī)械制造中最常用的材料是鋼和鑄鐵，其次是有色金屬合金，非金屬材料如塑料、橡膠等，在機(jī)械制造中也得到廣泛的應(yīng)用。金屬材料主要指鑄鐵和鋼，它們都是鐵碳合金，它們的區(qū)別主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于2%的稱為鐵。1鑄鐵 常用的鑄鐵有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。其中灰鑄鐵和球墨鑄鐵屬脆性材料，不能輾壓和鍛造，不易焊接，但具有適當(dāng)?shù)囊兹坌院土己玫囊簯B(tài)流動(dòng)性，因而可鑄成形狀復(fù)雜的零件?；诣T鐵的抗壓強(qiáng)度高，耐磨性、減振性好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小，價(jià)格便宜，但其抗拉強(qiáng)度較鋼差?；诣T鐵常用作機(jī)架或殼座。球墨鑄鐵強(qiáng)度較灰鑄鐵高且具有一定的塑性，球墨鑄鐵可代替鑄鋼和鍛鋼用來(lái)制造曲軸、凸輪軸、油泵齒輪、閥體等。2鋼鋼的強(qiáng)度較高，塑性較好，可通過(guò)軋制、鍛造、沖壓、焊接和鑄造方法加工各種機(jī)械零件，并且可以用熱處理和表面處理方法提高機(jī)械性能，因此其應(yīng)用極為廣泛。鋼的類型很多，按用途分，鋼可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊用途鋼。結(jié)構(gòu)鋼可用于加工機(jī)械零件和各種工程結(jié)構(gòu)。工具鋼可用于制造各種刀具、模具等。按化學(xué)成分鋼可分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼的性能主要取決于含碳量，含碳量越多，其強(qiáng)度越高，但塑性越低。碳素鋼包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（如Q21Q235）一般只保證機(jī)械強(qiáng)度而不保證化學(xué)成分，不宜進(jìn)行熱處理，通常用于不太重要的零件和機(jī)械結(jié)構(gòu)中。%，其強(qiáng)度極限和屈服極限較低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺釘、螺母、墊圈和焊接件等。%~%的低碳鋼零件可通過(guò)滲碳淬火使其表面硬而心部韌，一般用于制造齒輪、鏈輪等要求表面耐磨而且耐沖擊的零件。%~%之間，它的綜合力學(xué)性能較好，因此可用于制造受力較大的螺栓、螺母、鍵、齒輪和軸等零件。%~%的高碳鋼具有高的強(qiáng)度和剛性，通常用于制作普通的板彈簧、螺旋彈簧和鋼絲繩。合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳鋼中加入某些合金元素冶煉而成。每一種合金元素低于2%或合金元素總量低于5%的稱為低合金鋼。每一種合金元素含量為2%~5%或合金元素總含量為5%~10%的稱為中合金鋼。每一種合金元素含量高于5%或合金元素總含量高于10%的稱為高合金鋼。加入不同的合金元素可改變鋼的機(jī)械性能并具有各種特殊性質(zhì)。例如鉻能提高鋼的硬度，并在高溫時(shí)防銹耐酸；鎳使鋼具有良好的淬透性和耐磨性。合金鋼較碳素鋼價(jià)格高，對(duì)應(yīng)力集中亦較敏感，因此只用于碳素鋼難于勝任工作時(shí)才考慮采用。用碳素鋼和合金鋼澆鑄而成的鑄件稱為鑄鋼，通常用于制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大的零件，但鑄鋼的液態(tài)流動(dòng)性比鑄鐵差，且其收縮率的鑄鐵件大，故鑄鋼的壁厚常大于10ｍｍ，其圓角和不同壁厚的過(guò)渡部分應(yīng)比鑄鐵件大。 常用鋼鐵材料的機(jī)械性能材料機(jī)械性能名稱牌號(hào)抗拉強(qiáng)度sb(N/mm2)屈服強(qiáng)度ss(N/mm2)硬度(HBS)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q215Q235Q255Q275335~410375~460410~510490~610215235255275優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼203545410530600245315355156197220合金結(jié)構(gòu)鋼18Cr2Ni4W35SiMn40Cr40CrNiMo20CrMnTi65Mn1187859819801079735835510785835834430260229247269163。217285鑄鋼ZG230450ZG270500ZG310570450550570230270310179。130179。143179。153灰鑄鐵HT150HT200HT250145195240———150~200170~220190~240球墨鑄鐵QT45010QT5007QT6003QT7002450500600700310320370420160~210170~230190~270225~305二：材料選用的原則從各種各樣的材料中選擇出合用的材料是一項(xiàng)受到多方面因素制約的工作，通常應(yīng)考慮下面的原則：載荷的大小和性質(zhì)，應(yīng)力的大小、性質(zhì)及其分布狀況對(duì)于承受拉伸載荷為主的零件宜選用鋼材，承受壓縮載荷的零件應(yīng)選鑄鐵。脆性材料原則上只適用于制造承受靜載荷的零件，承受沖擊載荷時(shí)應(yīng)選擇塑性材料。零件的工作條件在腐蝕介質(zhì)中工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕材料，在高溫下工作的零件應(yīng)選耐熱材料，在濕熱環(huán)境下工作的零件，應(yīng)選防銹能力好的材料，如不銹鋼、銅合金等。零件在工作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強(qiáng)耐磨性，應(yīng)選擇適于進(jìn)行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。金屬材料的性能可通過(guò)熱處理和表面強(qiáng)化（如噴丸、滾壓等）來(lái)提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來(lái)發(fā)揮材料的潛力。零件的尺寸及質(zhì)量零件尺寸的大小及質(zhì)量的好壞與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)，對(duì)外形復(fù)雜、尺寸較大的零件，若考慮用鑄造毛坯，則應(yīng)選用適合鑄造的材料；若考慮用焊接毛坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、外形簡(jiǎn)單、批量大的零件，適于沖壓和模鍛，所選材料就應(yīng)具有較好的塑性。經(jīng)濟(jì)性選擇零件材料時(shí)，當(dāng)用價(jià)格低廉的材料能滿足使用要求時(shí)，就不應(yīng)選擇價(jià)格高的材料，這對(duì)于大批量制造的零件尤為重要。此外還應(yīng)考慮加工成本及維修費(fèi)用，使綜合經(jīng)濟(jì)效益最高。綜上所述，通過(guò)對(duì)比選取，GCr15即可滿足的W013型深溝球軸承外圈溝位置和平行度測(cè)量?jī)x的定位板工作需求 GCr15是應(yīng)用最廣泛的鉻軸承鋼，在工作時(shí)能承受很高的交變接觸壓應(yīng)力。具有高而均勻的硬度和耐磨性，高的抗壓強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，足夠的韌性和對(duì)大氣、潤(rùn)滑油的耐蝕能力。為滿足性能要求，一般W（C）=%~%,高碳是為了保證具有高的強(qiáng)度和硬度以及足夠的顆粒狀碳化物，以提高耐磨性。主加合金元素為鉻，W（Cr）=%~%，其主要作用是提高淬透性，并形成細(xì)小均勻分布的合金滲碳體（Fe,Cr）3C，阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大，使淬火后獲得細(xì)針狀的馬氏體或者隱晶馬氏體，從而增加鋼的韌性，并增加回火穩(wěn)定性。但鉻的含量也不能太高，否則會(huì)使淬火后殘余奧氏體量增加，使零件的硬度和尺寸穩(wěn)定性降低，并增加碳化物的不均勻性，降低韌性和疲勞強(qiáng)度。 常用軸承鋼牌號(hào)、成分、熱處理及用途牌號(hào)化學(xué)成分ｗ／﹪熱處理回火后溫度（HRC）用途舉例CCrSiMn淬火溫度／℃回火溫度／℃GCr9~~~~810~830水、油150~17062~66油中最大淬透直徑為14~15mm,主要用于制造直徑＜20mm的滾珠、滾柱及滾針。還可制造耐磨性零件，如坦克發(fā)動(dòng)機(jī)上噴油嘴芯桿，油濾襯套等GCr9 SiMn~~~~810~830水、油150~16062~64壁厚＜12mm，外徑＜250mm的套圈。直徑為25~50mm的鋼球。直徑小于22mm的滾子。GCr15~~~~825~845水、油150~16062~66油中最大淬透直徑為23~25mm，用途最廣的一種鉻軸承鋼，用于制造一般要求的微型、小型、中型、部分大型滾動(dòng)軸承；并且還可作為合金工具鋼，常用來(lái)制造冷沖模、量具、絲錐等；也常用來(lái)制造柴油機(jī)的精密偶件。GCr15SiMn~~~~820~840水、油150~170＞62油中最大淬透直徑為50~65mm，主要用于制造部分大型滾動(dòng)軸承，如壁厚大于等于12mm或外徑大于250mm的套圈，直徑為50~200mm的鋼球，直徑大于等于23mm的圓柱滾子等。三：材料的熱處理方法1：毛坯的選取 正確地選擇毛坯是工藝技術(shù)員應(yīng)該高度重視的問(wèn)題。零件加工過(guò)程中工序的內(nèi)容或工序數(shù)目、材料消耗、熱處理方法、零件制造費(fèi)用等都與毛坯的材料、制造方法、毛坯的誤差及其余量有關(guān)。擇毛坯的原則毛坯的制造方法應(yīng)與材料的制造工藝性相適應(yīng)。鑄鐵、鑄鋼和鑄鋁、鑄銅等有色金屬材料適合用鑄造獲得毛坯；要求強(qiáng)度和韌性好的重要鋼質(zhì)零件用鍛造獲得毛坯；焊接是快速獲得毛坯的方法，但僅適宜于低碳鋼。毛坯的制造方法應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，以減少材料消耗和機(jī)械加工工作量。如用金屬模鑄造，熔模鑄造，模鍛，精鍛等方法獲得毛坯。而單件小批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率均低的生產(chǎn)方法，如用手工造型、自由鍛等方法獲得毛坯。根據(jù)零件的形狀和尺寸大小確定毛坯。一般情況下，形狀復(fù)雜，尺寸大的 毛坯應(yīng)采用生產(chǎn)率和精度都較低的砂型鑄造或自由鍛；而形狀簡(jiǎn)單、尺寸小的毛坯可以用高精度高生產(chǎn)率（如壓鑄，精密模鍛等）的毛坯制造方法；形狀特殊，機(jī)械加工又有困難的小件可用熔模和壓鑄等方法。根據(jù)工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)毛坯的條件考慮毛坯種類機(jī)械加工中常用的毛坯種類有以下幾種：鑄件 適用于要求形狀復(fù)雜的零件毛坯。鍛件 適用于要求強(qiáng)度高，形狀比較簡(jiǎn)單的零件。型材 熱軋型材用于一般零件的毛坯。冷拉型材尺寸較小、精度較高，適用于制造中小型零件及自動(dòng)機(jī)床上加工。焊接件 適用于要求縮短生產(chǎn)周期，單件和小批量生產(chǎn)的大件。焊接件必須時(shí)效處理后方可加工。冷沖壓件 適用于板料零件，多用于大批量生產(chǎn)的中小零件。其它 如工程塑料和粉末冶金材料毛坯的選取應(yīng)考慮四個(gè)因素：（1）零件力學(xué)性能要求；（2）零件結(jié)構(gòu)及外廓尺寸；（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)及批量；（4）現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件及發(fā)展。 機(jī)械加工中常用的毛坯種類很多，主要有鑄件、鍛件、型材、焊接件、冷沖壓件、其它（工程材料、粉末冶金等）。在相同材料的條件下，鍛件的機(jī)械強(qiáng)度和沖擊韌性比鑄件高，對(duì)于承受重載荷、交變載荷和沖擊載荷工作的零件常選用鍛件。獲得鍛件的方法有以下幾種：自由鍛 采用通用工具或直接在鍛造設(shè)備（如鍛錘、水壓機(jī)等）的上、下砧間進(jìn)行鍛造稱為自由鍛。這種鍛件的精度低，生產(chǎn)率也低。適用于大型毛坯和單件小批量生產(chǎn)的零件。一般小型鍛件以成型為主，大型鍛件以改變內(nèi)部質(zhì)量為主?；惧懺旃ば蛴戌叴?、拔長(zhǎng)、沖孔、錯(cuò)移、扭轉(zhuǎn)、切割、彎曲。胎模鍛 在自由鍛設(shè)備上采用活動(dòng)胎模形成鍛件的方法稱為胎模鍛?？杀茸杂慑戄^為復(fù)雜、尺寸較為精確的鍛件。胎模鍛適用于小批及中批量生產(chǎn)。工藝靈活多樣。模鍛 在模鍛設(shè)備（模鍛錘、熱模鍛壓力機(jī)、平鍛機(jī)、螺旋壓力機(jī)等）上用鍛模成形鍛件的方法稱為模鍛，也稱為熱模鍛。根據(jù)鍛件的形狀復(fù)雜程度和生產(chǎn)批量不同，鍛件可在一個(gè)或幾個(gè)模鏜中鍛造成形。模鍛件的精度，鍛件表面質(zhì)量及內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)都較好，生產(chǎn)率也較高，機(jī)械加工余量小。適用于中批和大批大量生產(chǎn)鍛件。對(duì)于難于切削加工或費(fèi)工時(shí)及對(duì)其使用性能有更高要求的零件（如齒輪、航空零件）可采用精密模鍛。精密模鍛與一般模鍛相比必須制造精密鍛模，增加精壓工序，采用無(wú)氧化或少氧化的加熱方式。軋鍛 軋鍛是通過(guò)軋輥的旋轉(zhuǎn)將坯料逐漸軋壓成形的軋制—鍛造復(fù)合工藝。生產(chǎn)率和精度都高。適用于大批大量生產(chǎn)的鍛件。本課題所設(shè)計(jì)的定位板是一種易于造成形的鑄造件，最大截面與最小截面之比很大，尺寸公差較小．所以該定位板是成型要求有較低的鑄造水平。定位板材料為GCr15。其毛坯鑄造工序過(guò)程為；切料一加熱一道鑄制坯一予鑄、終鑄一切邊、余熱淬火一回火一拋丸一測(cè)硬一冷校正一探傷一壓印一檢查入庫(kù)。根據(jù)定位板鑄件件圖規(guī)定，毛坯錯(cuò)差不大于2mm；表面缺陷深度不大于1mm 鍛件殘余飛刺不大于1mm；表面拋丸清理；調(diào)質(zhì)硬度為3．7～。2：鑄件的熱處理GCr15的熱處理包括預(yù)備熱處理（球化退火）和最終熱處理（淬火與低溫回火）。球化退火的目的是為獲得球狀珠光體組織，以降低鑄造后鋼的硬度，有利于切削加工，并為淬火做好組織準(zhǔn)備。淬火與低溫回火可以獲得極細(xì)的回火馬氏體和均勻、細(xì)小的粒狀合金碳化物及少量殘余奧氏體，硬度為61~65HRC，對(duì)于GCr15為材料的定位板，為了穩(wěn)定組織，可在淬火后進(jìn)行冷處理（60℃~80℃），以減少殘余奧氏體量，然后再進(jìn)行低溫回火和磨削加工，最后再進(jìn)行一次穩(wěn)定尺寸的時(shí)效處理（在120℃~130℃保溫10至20小時(shí)），以進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力。2刀具夾具的選擇一、刀具的選擇 刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過(guò)程全部在計(jì)算機(jī)上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。 現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問(wèn)題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。本文對(duì)數(shù)控編程中必須面對(duì)的刀具選擇和切削用量確定問(wèn)題進(jìn)行了探討，給出了若干原則和建議，并對(duì)應(yīng)該注意的問(wèn)題進(jìn)行了討論。 1：數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn) 　　數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上