【文章內(nèi)容簡介】 其優(yōu)點是制造簡便，周期短；缺點是焊接件抗震性差。由于內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形大，因此在進行機械加工前需時效處理。（5） 其它毛坯如沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金件，這些毛坯精度高，一般不需機械加工只需精加工。2 毛坯的選擇毛坯的種類和制造方法對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、材料消耗及加工成本都有影響。提到毛坯精度可減少機械加工的勞動量，提高材料利用率，降低機械加工成本，但毛坯制造成本增加，兩者是相互矛盾的。選擇毛坯應(yīng)綜合考慮以下因素：13 / 351）零件的材料及零件力學(xué)性能的要求。例如，零件的材料是鑄鐵或青銅，只能選擇鑄鐵毛坯，不能用鍛造。若材料是鋼材，當(dāng)零件的力學(xué)性能要求高時，不管形狀簡單與復(fù)雜，都應(yīng)選擇鍛件；當(dāng)零件的力學(xué)性能無過高要求時，可選型材或鑄鋼件。2）零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸。鋼質(zhì)的一般用途的階梯軸，若臺階直徑相差不大，可用棒料；若臺階直徑相差大，則宜用鍛件，以節(jié)約材料和減少機械加工工作量。大型零件，受設(shè)備條件限制，一般只能用自由鍛和砂型鑄造；中小型零件根據(jù)需要可選用模鍛和各種先進的鑄造方法。3）生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)該選毛坯精度和生產(chǎn)率的先進的毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸盡量接近零件的形狀和尺寸，以節(jié)約材料，減少機械加工工作量。單件小批生產(chǎn)時應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率均比較低的一般毛坯制造方法，如自由鍛和手工木模造型等方法。4）生產(chǎn)條件選擇毛坯時，應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯的制造水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性等。5）充分考慮利用新工藝、新技術(shù)科新材料，隨著毛坯制造專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，以提高經(jīng)濟效益。 綜上所述：由于該配合件為中小批量生產(chǎn)，故決定采用鍛件，模鍛件制造。3 夾具的選擇 常見的裝夾方式 數(shù)控車床上零件裝夾方法與普通車床一樣要盡量選用已有的專用夾具裝夾，且應(yīng)減少裝夾次數(shù)，盡量做到一次裝夾中能把零件上所要加工的表面都加工出來。零件定位基準應(yīng)盡量與設(shè)計基準重合，以減少定位誤差對尺寸精度的影響。數(shù)控車床多采用三抓子定性卡盤夾持工件，軸類零件還可采用尾坐頂尖支持和工件。由于數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速高，為便于工件加夾緊，多采用液壓高速動力卡盤，因它在生產(chǎn)廠家已通過嚴格平衡，具有高速度（極限轉(zhuǎn)速可達40006000r/min） 、高夾緊力（最大推壓力 20228000N） 、高精度、調(diào)抓方便、通孔、使用壽命長等優(yōu)點。還可使用軟爪夾持工件，軟爪弧面面有操縱14 / 35者自行調(diào)節(jié)，可獲得理想的夾持精度。此外，數(shù)控車床加工中還有其他相應(yīng)的夾具，下面主要分析幾種常見的車床夾具。（1）三抓自定心卡盤方式。三爪自定心卡盤是常用的車床卡盤，其三個爪是同步運動的，能自動定心（定心誤差在 以內(nèi)） ，夾持范圍大，一般不需要找正，裝夾頻率比四爪卡盤高，但夾緊力沒有四爪卡盤大，所以適用于夾持外形規(guī)則、長度不大的中小型零件。（2）四爪單動卡盤。四爪單動卡盤，它的四個分布卡爪是各自獨立運動的，因此工件裝夾時必須調(diào)節(jié)工件夾持部位在主軸上的位置，使工件加工面的回轉(zhuǎn)中心與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。四爪單動卡盤找正比較費時，只能用于單間小批生產(chǎn)。四爪單動卡盤的優(yōu)點是夾緊力大，但裝夾不如三抓自定心卡盤方便，所以適用于裝夾大型或不規(guī)則的工件。（3）兩頂尖。對于長度較長或必須經(jīng)過多次裝夾才能加工的工件，如細長軸、長絲杠等的車削，或工序較多，為保證每次裝夾時的裝夾精度（如同軸度要求） ，可以用兩頂尖裝夾。兩頂尖裝夾不方便，不需找正，裝夾精度高。利用兩頂尖裝夾還可以加工偏心工件。（4）軟爪軟爪是一種具有切削性能的夾爪。當(dāng)成批加工某一工件時，為了提高三爪子定心卡盤的定心精度，可以采用軟爪結(jié)構(gòu)。即用黃銅或軟鋼焊在三個卡爪上，然后根據(jù)工件形狀和直徑把三個卡爪的夾持部分直接在機床上車出來（定心誤差只有 ） ，即軟爪是在使用前配合被加工工件特別制造的，如加工成弧面、圓錐面或螺紋等形式，可獲得理想的夾持精度。 夾具的確定合理地選擇夾具, 能夠提高定位基準精度從而保證加工精度,提高生產(chǎn)率,:1）是否可用機床備有的各種通用夾具和附件。2）生產(chǎn)類型。15 / 353）夾具應(yīng)盡量敞開。4）自動換刀具和換工作臺時不能與夾具或工件發(fā)生干涉。綜上所述：1）考慮到加工零件中有孔加工部分；2）同時圓柱部分加工精度要求較高；3）所加工軸套類零件為中小批量生產(chǎn)。故擬采用第四種方案，采用軟爪夾持工件。4 刀具的選擇 選擇數(shù)控刀具的原則刀具壽命與切削用量有密切的關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)道具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選的比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換到時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選的低些，一般取 1530min 對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選的高些，尤其保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選的低些，當(dāng)某工序單位時間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支 M 較大時，刀具壽命也應(yīng)選的低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而求要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高斷和排性能同時要求安裝和調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的道具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒質(zhì)硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 選擇數(shù)控車削用刀具 數(shù)控車削刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀三類。成型車刀16 / 35也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線型主副切削刃構(gòu)成，如 90 度內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進行全面考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強度。1 刀具材料選擇的基本要求在材料的切削過程中，刀具切削部分承受著較大的壓力、較高的溫度和劇烈的摩擦，有時還要承受劇烈的沖擊，因此刀具材料必須具備下列性能：（1）高硬度刀具要從工件上切除金屬層，因此，其切削部分的硬度必須大于工件材料的硬度。（2）高的耐磨性刀具材料性具有較高的耐磨性，以抵抗工件對刀具的磨損。（3）足夠的強度與韌性切削時刀具承受著各種應(yīng)力與沖擊。為了防止刀具崩裂和碎裂，要求切削部分的材料必須具有足夠的強度和韌性。（4）高的耐熱性耐熱性是在高溫下，刀具切削部分的材料保持常溫時硬度的性能，也可以用紅硬性或高溫硬度表示。（5）良好的工藝性為了便于制造，刀具切削部分的材料應(yīng)具備良好的切削性能，如鍛造、焊接、熱處理、摩擦加工等。同時，還應(yīng)盡可能采用資源豐富和價格低廉的材料。2 刀具材料分析刀具切削部分材料主要有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、17 / 35陶瓷和超硬刀具材料等，它們簡介如下：（1）高速鋼高速鋼是在合金工具鋼中加入了較多的 W、Mo、Cr、V 等合金元素的高合金工具鋼，其合金元素與碳化物形成高硬度的碳化物，使高速鋼具有很好的耐磨性。鎢和碳的原子結(jié)合力很強，增加了鋼的高溫硬度。鉬的作用基本與鎢相同，并能細化碳化物的晶粒，減少鋼種碳化物的不均勻性，提高鋼的韌性。（2）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金使用粉末冶金的方法制成的一種刀具材料。它是由硬度和熔點很高的金屬碳化物（WC、TiC 等）粉末和金屬粘結(jié)劑（Co、Ni、Mo 等） ，經(jīng)高壓成形，并在 1500 度左右的高溫下燒結(jié)而成。（3）金剛石金剛石分天然和人造兩種，都是碳的同素異形體。天然金剛石由于價格昂貴而用的很少。人造金剛石是在高溫、高壓下由石墨轉(zhuǎn)化而來，硬度為 10000HV。金剛石刀具能精確切削有色金屬及合金、陶瓷等高硬度、高耐磨材料。但它不適合加工鐵族材料，當(dāng)溫度達到 800 度時，在空氣中金剛石刀具發(fā)生碳化，會產(chǎn)生急劇磨損。綜上要點可選擇刀具材料如下：①車端面：選用硬質(zhì)合金 93 度車刀，粗、精車一把刀完成。②粗、精車外圓：（因為程序選用 G71 循環(huán)，所以粗、精選用同一把刀）硬質(zhì)合金 93 度放型車刀，Kr=93 度，Kr’=60 度；E=30 度， （因為有圓弧輪廓）以防于零件輪廓發(fā)生干涉，如果有必要就用圖形來檢驗。③鉆孔：選用 Ф20 的碳素結(jié)構(gòu)鋼鉆頭。④鏜孔：選用 90 度硬質(zhì)合金鏜刀。⑤內(nèi)槽刀：硬質(zhì)合金內(nèi)槽刀。⑥內(nèi)螺紋刀：選用 60 度硬質(zhì)合金鏜刀。⑦槽刀：選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長 12mm，刀寬 4mm/7 mm） 。⑧螺紋刀：選用 60 度硬質(zhì)合金外螺紋車刀。5 工藝路線 工序的劃分18 / 35（1）工序集中工序集中是指將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成每道工序加工內(nèi)容較多。工序集中使總工序數(shù)減少，這樣就減少了安裝次數(shù)，可以使裝夾時間減少，減少夾具數(shù)目，并有利于采用高生產(chǎn)率的機床。工序集中可采用多刀、多刃、多軸機床、自動機床、數(shù)控機床和加工中心等技術(shù)措施，也可采用普通機床進行順序加工。工序集中的特點：1) 采用高效專用設(shè)備及工藝裝備，生產(chǎn)率高。2) 工件裝夾次數(shù)少，易于保證表面間的位置精度，還恩能減少工序見運輸量縮短生產(chǎn)周期。3) 工藝數(shù)目少，可以減少機床數(shù)量，操作工人數(shù)和是生產(chǎn)面積，還可以簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作。4) 采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專用設(shè)備及工藝裝備，使投資大，調(diào)整和維修復(fù)雜，生產(chǎn)準備工作量大，轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費時。（2） 工序分散工序分散是指將工件的加工分散在較多的工序中進行，每道工序的內(nèi)容很少，最少時每道工序只包括一簡單工步。工序分散可使每個工序使用的設(shè)備、刀具等比較簡單，機床調(diào)整工作簡化，對操作工人的技術(shù)水平也要求低些。其特點有：1) 設(shè)備與工藝裝備比較簡單，調(diào)整和維修方便，工人容易掌握，生產(chǎn)準備工作量少，又易于平衡工序時間，易適應(yīng)產(chǎn)品更換。2) 可采用最合理的切削用量，減少基本時間。3) 設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積也大。4) 由于閥體零件相對較復(fù)雜，且各部分公差等級形位要求較小，所以不宜采用工序分散，而采用工序集中的方法。（3）加工工序劃分時，除了考慮工序集中和工序分散外，還需考慮以下一些原則：1）按所用刀具劃分 在工件的待加工表面較多、機床連續(xù)工作時間過長等19 / 35情況下。加工中心常用這種方法劃分。2）按裝夾次數(shù)劃分 這種方法實用于工件的加工內(nèi)容不多的工件。3）按粗、精加工劃分 這種方法實用于加工后變形較大，需粗、精加工分開的零件。4）按加工部位劃分 這種方法實用于加工內(nèi)容較多的零件。在擬定工藝路線時，通常單件小批量生產(chǎn)多采用工序集中。大批大量生產(chǎn)可采用工序分散，也可用工序集中。由于工序集中的優(yōu)點較多，以及數(shù)控加工和柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)代化生產(chǎn)多采用工序集中。根據(jù)以上方法及零件是中批量生產(chǎn)的原則，在加工中采用工序集中，且按裝夾次數(shù)來劃分工序，這樣可以簡化生產(chǎn)計劃和組織工作。例如，閥體零件在加工左端部分時，將端面粗加工、孔的粗加工半精加工全部列在一道工序內(nèi)，目的是減少裝夾次數(shù)，減低裝夾誤差。右端部分和上端部分加工也是一樣。（4）除必要的加工安階段劃分外，輔助工序的安排也很重要，其中檢驗工序的安排是每個零件加工過程中必不可少的一個工序，因此在閥體零件在加工過程中安排了入庫前的一最終檢驗工序，目的是保證加工出來的零件合格。另外，在下列也要單獨安排檢驗工序：①精加工極端結(jié)束后②重要工序前后③送往外車間的前后④全部加工工序完