法蘭盤零件加工工藝 1 目 錄 摘 要 ............................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 ................................................................................................................................... 3 目 錄 ............................................................................................................................................. 1 1 緒論 ............................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 課題的研究內容和意義 ................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 內外的發展概況 ............................................................................................................... 4 課題應達到的要求 ........................................................................................................... 1 2 法蘭盤的工藝分析及生產類型的確定 ..................................................................................... 3 蘭盤零件的用途 ............................................................................................................... 3 蘭盤零件的工藝分析 ....................................................................................................... 3 定生產綱領和生產類型 ................................................................................................... 5 3 確定毛坯繪制毛坯圖 ................................................................................................................. 6 擇毛坯 ............................................................................................................................... 6 定尺寸公差及加工余量 ................................................................................................... 6 4 擬定法蘭盤工藝路線 ................................................................................................................. 7 基準的選擇 ....................................................................................................................... 7 基準的選擇 ....................................................................................................................... 7 工階段的劃分 ................................................................................................................... 7 序集中及分散 .................................................................................................................. 7 藝路線的選擇 .................................................................................................................. 7 藝路線方案一 ........................................................................................................... 7 藝路線方案二 ........................................................................................................... 7 藝方案的分析 ................................................................................................................... 8 終的加工工藝過程 ........................................................................................................... 8 5 加工余量，工序尺寸及公差的確定 ......................................................................................... 9 工余量的確定 ................................................................................................................... 9 序尺寸和公差的 確定 ....................................................................................................... 9 320圓加工余量，工序尺寸和公差的確定 ....................................................... 10 248圓加工余量，工序尺寸和公差的確定 ........................................................ 11 320端面加工余量，工序尺寸和公差的確定 ................................................... 12 6 確定切削用量及基本工時 ....................................................................................................... 16 理選擇切削用量 ............................................................................................................. 16 吃刀量 選擇 ..................................................................................................... 16 給量 f 的選擇 ............................................................................................................ 16 削速度 選擇 ...................................................................................................... 16 無錫太湖學院學士學位論文 2 加工切削用量選擇原 則 ................................................................................................. 17 削深度選擇 ................................................................................................................. 18 給量選擇 .................................................................................................................... 18 削速度選擇 ................................................................................................................ 18 加工時切削用量的選擇原則 ......................................................................................... 18 削深度選擇 ................................................................................................................ 18 給量選擇 .................................................................................................................... 18 削速度選擇 ................................................................................................................ 18 7 孔的夾具設計 ........................................................................................................................... 19 究原始資料 ,確定夾具的設計方案 ................................................................................ 19 析工件并確定定位方案 ............................................................................................ 19 定夾具總裝配圖的設計 ................................................................................................. 19 模的選擇 .................................................................................................................... 19 模板的選擇 ................................................................................................................ 20 套的選擇與設計 ........................................................................................................ 20 具體 定位 元件的確定 ................................................................................................. 21 件 定位元件的確定 ..................................................................................................... 21 轉分度裝置 ................................................................................................................ 23 定分度裝置機構 ........................................................................................................ 23 位器原理 .................................................................................................................... 23 具的總裝配與原理 ......................................................................................................... 24 8 法蘭盤的夾具設計 ................................................................................................................... 25 位基準的選擇 ................................................................................................................. 25 擇定位基準的基本方法 ............................................................................................ 25 基準的選擇 ................................................................................................................ 25 基準的選擇 ................................................................................................................ 25 定切削用量及基本工時 ................................................................................................. 25 Φ 320面和外圓 ................................................................................................ 26 精車 Φ 320面和外園 ........................................................................................ 26 Φ 3 ............................................................................................................... 27 位誤差分析 ..................................................................................................................... 27 具設計及操作的簡要說明 ............................................................................................. 27 致 謝 ........................................................................................................................................... 29 參考文獻 ....................................................................................................................................... 30 附錄 ............................................................................................................................................... 31 法蘭盤零件加工工藝 3 摘要 法蘭 盤 是一種盤狀零件， 法蘭盤也叫法蘭， 成對使用。 為了保證產品 的 質量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優化設計，并在關鍵工序使用專 用機床進行加工。本課題即以此為背景，要求學生根據企業生產需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具設計，并完成必要的設計計算。 通過查閱相關資料，了解法蘭盤用途，性能，特點，看懂零件圖，確定毛坯，繪制毛坯圖， 擬定法蘭盤工藝路線，制作工藝卡片 等。 近幾年來，我國在法蘭的制造領域和研發領域取得了一定的突破。 機械制造工業是為社會提供各種機械設備的部門，在國家的發展中起到很重要的地位，其發展規模及水平反映了一個國家經濟實力科技水平的標志。此 設計 是在大學即將結 束前學完了所有學校所安排的課程及實習后所面臨的一次考察，是一次理論加實踐的一次訓練。強化了我們對基礎知識和技能的理解和應用程度，培養了我們一定的理論分析，設計運算能力，論證能力，搜集資料能力。在我們四年的大學生活中占很重要作用。 關鍵詞 ： 法蘭盤；工藝卡片；毛坯圖；夾具設計 is a in In to it is to of in is on to a on of of to In in of is to of of a in of of of a s is in of of a is a To on to to an in 無錫太湖學院學士學位論文 4 1 緒論 課題的意義 和 研究內容 法蘭盤是工業中應用廣泛的零件之一，生產量比較大。為了保證產品 的 質量，提高加工效率，需要對其加工工藝進行優化設計，并在關鍵工序使用專用機床進行加工。本課題即以此為背景，要求學生根據企業生產需要和支座體零件的加工要求，首先完成零件的加工工藝規程設計，在此基礎之上，選擇其關鍵工序之一進行專用夾具設計，并完成必要的設計計算。 本課題的研究內容如下： （ 1 ）查閱相關法蘭盤資料書籍，初步了解法蘭盤用途，特點，性能等情況。 （ 2 ）確定 該法蘭盤零件屬于大批量生產 及其 工藝特征 。 （ 3 ）仔細看懂零件圖，根據圖中的技術要求以及尺寸，看其各項條件是否準確合理 及其工藝能否達到要求。 （ 4 ）確定毛坯，繪制毛皮圖。毛坯種類對提高生產率，降低成本，節約材料有很大影響，根據零件結構選擇毛坯。 （ 5 ）擬定法蘭盤工藝路線。加工余量，工序尺寸及其公差的確定。確定切削量及其工時。分出工序，安裝或工位及工步等 。通過查閱《切削用量手冊》《機械加工工藝手冊》來確定工序使用的刀具、機床型號、進刀量、夾具及量具等等。 （ 6 ）制作工藝卡片。填寫完成后，認真檢查卡片中的數據是否有錯誤。 （ 7 ）設計斜孔與徑向孔鉆模。 （ 8 ）設計說明書。完成后，認真檢查說明書是否有錯誤。 （ 9 ）整理好畢業設計所有的材料，確定無誤后裝好 。 內外的發展概況 近幾年來，我國在法蘭的制造領域和研發領域取得了一定的突破，因產業鏈和市場的影響，加上政策的支持，大量的工廠和個人加工作坊 開始大批量的生產和銷售法蘭成品。經調查發現，近幾年全球在法蘭方面的市場容量聯創新高，產銷規模大幅增加，價格也居高不下。由此導致的研究領域在開發法蘭產品方面也加快了步伐，各種類型和功能的法蘭產品層出 。 國際法蘭是按照國家標準要求的尺寸，公差范圍等生產的法蘭盤，區別于不按標準尺寸生產的法蘭片也稱二標法蘭（有人叫非標法蘭式不正確的），通常一些無良商家會減少法蘭盤厚皮，外徑兩項尺寸來達到節省材料的目的。還有用廢舊的鋼材或邊角料鋼材加工法蘭，這種私煉鋼使用的煉鋼技術陳舊無法保證力學性能的焊接性能，使用時間可能無法和鋼 管焊接，或者鋼材本身就有裂縫，氣孔等焊接上去后會漏水，所以購買法蘭盤時盡量選用國際法蘭。如果資金有限選擇二標法蘭的情況下一定要仔細觀察并測量法蘭尺寸以免上當。 通過這樣一個典型環節綜合訓練，達到綜合訓練學生運用所學知識，解決工程實際問題的能力。 法蘭盤零件加工工藝 5 課題應 達到的要求 機械制造工業是為社會提供各種機械設備的部門，在國家的發展中起到很重要的地位，其發展規模及水平反映了一個國家經濟實力科技水平的標志。 機械制造工藝課程設計是在大學即將結束前學完了所有學校所安排的課程及實習后所面臨的一次考察，是一次理論 加實踐的一次訓練。強化了我們對基礎知識和技能的理解和應用程度，培養了我們一定的理論分析，設計運算能力，論證能力，搜集資料能力，同時也進一步提高了我們的繪圖能力。在我們四年的大學生活中占很重要作用。通過這次畢業設計可以得到下述方面的鍛煉： （ 1 ）能夠熟練的運用書本上的基本理論和實習中的實踐知識，準確的解決法蘭盤在加工中的定位，夾緊，工藝方案，尺寸等等一些問題。 （ 2 ）設計方面的能力也提高了不少，夾具的設計根據加工要求，能夠設計出高效，合理，經濟的夾具體 （ 3 ）學會了使用圖表，手冊 資料，掌握法蘭盤加工工藝的設計，專用夾具等工藝裝備的設計等等。 同時，也能夠綜合運用所學的一些理論知識去解決現代實際工藝設計的問題，相當于又溫習了一遍所學的知識，讓自己印象更加深刻，學到了課上所沒有學到的東西。能夠順利的完成這次的畢業設計，首先得到了陳老師的悉心指導，在設計過程中由于自己對法蘭盤理解的不足，缺乏實際生產經驗，使得在設計過程中遇到了很多的問題，通過老師咨詢，查找各種相關資料，解決一個又一個問題，在這個過程中也使得我多學的知識進一步了解。在此，十分感謝陳老師的悉心指導，在以后的學習生活中更加努力 不斷提高自我。 我也希望通過這次設計，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，對未來的工作發展打下一個良好的基礎 。 2 法蘭盤的工藝分析及生產類型的確 定 無錫太湖學院學士學位論文 6 蘭盤 零件 的用途 式 車床上 的法蘭盤，主軸箱上固定著作用在車床上的變速箱，是通過法蘭盤定心，其內孔相配于主軸的中心軸承，外圓相配于變速箱體孔，為了確保主軸上的三個軸承孔同軸，讓齒輪準確嚙合，從而實現縱向進給標明刻度。 蘭盤 零件 的工藝分析 由零件圖可知，此零件屬 于回轉體零件，需要加工所有的表面。雖然表面 粗糙度有些偏高，但各個加工表面的加工精度不難獲得，加工的時候一定要注意基準的選擇。 加工精度低的表面通過鉆床車削粗加工就可以了，不需要高精度的機床加工，主要表面加工要求在莫床上才能達到要求，因為它的粗糙度要求比較高，也可以在平常的生產條件下加工出來，它采用比較經濟的方法，這樣還可以看出來零件的工藝性好。 該法蘭盤共有兩組加工表面，其相互之間也是有要求的，分析如下：以外圓為加工孔的基準，分別鏜 Φ 90， Φ 101， Φ 209 的孔。主要加工 Φ 90 的孔，然后以 它為中心然后加工 直徑 孔 ， 3孔， 3孔 ，通過分析可知，這兩組加工表面，可以先加工其中的一組，再通過夾具把另一組表面也加工完成 ，并且保證好它們的精度 法蘭盤零件加工工藝 7 圖 蘭盤 圖 蘭盤 定 生產綱領和 生產類型 該法蘭盤零件 是 大批量生產 。其 工藝特征有 ： （ 1 ） 廣泛 的應用 金屬模機器造型，模鍛或其他商效方法。毛坯 的 加工余 量小 ， 精度高 （ 2 ）廣泛的互換性，一些 裝配精度高 的地方 ，采用分組裝配法 及 調整法 （ 3 ） 廣泛采 用專用夾具，刀具，組合機床，量具或自動檢驗裝置， 通過 調整法達到精度要求 （ 4 ） 廣泛采用商效專用機床及自動機床，按流水線和自動排列設備 （ 5 ） 技術水平對調整工的要求高，對操作工較低 （ 6 ） 具備 工序卡，工藝過程卡 ， 關鍵工序要調整卡和檢驗卡 （ 7 ） 生產 效 率高 （ 8 ） 成本低 （ 9 ） 工人 的 勞動條件較好 無錫太湖學院學士學位論文 8 3 確定毛坯、繪制 毛坯圖 擇毛坯 由于 零件材料為 度 190～ 210該灰鑄鐵耐磨性、強度、耐熱性較好 ，生產類型 已經達到 中 批量 生產水平 ，鑄造毛坯。 而且零件輪廓尺寸不大，也考慮到提高生產率保證加工精度可以采用金屬膜鑄造，此毛坯也比較簡單，因此可以使毛坯形狀與零件形狀盡量相互接近，內孔不鑄出，毛坯的尺寸等加工余量確定后再決定。 法蘭盤使用過程中不 時常 的變動，只起 到 壓緊的作用，在縱向上受到的壓力很大 ，其他 受到的沖擊不是很大。加工過程中精度 的 保證 非常 重要，對工件定位有一定的保證作用。 定尺寸公差 及 加工余量 確定因素 如下： (1)公差等級 根據 法蘭盤的功用 及 技術要求，確定公差為 (2)鑄件尺寸公差 根 據加工面基本尺寸 及 鑄件公差等級 相關資料可知 公差相對基本尺寸基本 為對稱分布。 (3)機械加工余量等級 鑄造方法按 照 機器造型，鑄件材料 是 灰鑄鐵查 表可知 加工余量等級范圍 E～ G 級，取 F 級。 由 加工余量等級查《機械制造技術課程設計》表 1— 7 可知 各表面的機械加工余量 法蘭盤零件加工工藝 9 4 擬定法蘭盤工藝路線 為了保證加工精度以及確定加工的順序，必須得合理的選擇定位基準，這具有決定性的影響。基準的選擇就是基面的選擇，基面選擇合理可保證加工質量 ，提高生產率。 定位基準 可分為精基準和粗基準 ， 一般 先確定精基準，再確定粗基準。 基準的選擇 主要考慮基準的中和問題。當設計與工序基準不重合時，進行尺寸換算。 因此精基準為 直徑為 90 的內圓 基準的選擇 對于一般的回轉體零件 來說 ，外表面作為粗基準是合理的。對于 法蘭盤 零件來說 以 Φ320 為粗基準。 工階段的劃分 由于 法蘭盤的加工質量要求比較高， 因 將加工階段分為粗加工、半精 加 工 及 精加工三個階段 ，在 粗加工 的 時 候，運 用粗基準把主要 的 加工表面加工出來 ，然后 以加工出 來的 孔位精基準加工其它表面。 序集中與分散 加工法蘭盤選用工序集中原則，零件生產為大批 量 生產， 為了提高生產率應使用專用夾具 ， 由于 工序集中原則使 得 工件的裝夾次數 變 少， 這樣子 不但可 以 縮短輔助時間 ， 還 因為在 一次裝夾中加工了 很 多表面， 使得各個加工表面之間相對位置精度要求得到了有利的保證，同時也更加降低了生產的成本。 藝路線的選擇 擬定方案。各個表面的加工方法以及粗基準，精基準已基本確定，按照 加 工階段的劃分原則來擬定方案 藝路線方案 一 ： 工序 010 鍛打 工序 020 退火 工序 030 車小端外圓和端面 工序 040 掉頭車大端外圓和端面 工序 050 鏜 Φ 209， Φ 101， Φ 90 的孔 工序 060 鉆 Φ 孔 工序 070 鉆 3 工序 080 鉆， 3孔 工序 090 去毛刺 無錫太湖學院學士學位論文 10 工序 100 終檢 藝路線方案二 ： 工序 010 鍛打 工序 020 退火 工序 030 車大端外圓和端面 工序 040 掉頭車小端外圓和端面 工序 050 鏜 Φ 209， Φ 101， Φ 90 的孔 工序 060 鉆 Φ 孔 工序 070 鉆 3 工序 080 鉆 3孔 工序 090 去毛刺 工序 100 終檢 藝方案的分析 上述兩 種 方案的 主要區別在于 ：方案一是先加工 了車 小端外圓 和端面 ， 再 加工 車 大端外圓 和端面 。方案二是先加工 車 大端外圓 和端面 ，然后再加工 車 小端外圓 和端面。通過比較， 方案一先加工 車 小端外圓 和端面 再加工 車 大端外圓 和端面 ，這樣 能夠 提高效率，節 約成本。顯然方案一比方案二的裝夾次數少了，同時也 使得精度要求得到了更好的保證 。 終的加工工藝過程 工序 010 鍛打 工序 020 退火 工序 030 車小端外圓和端面 工序 040 掉頭車大端外圓和端面 工序 050 鏜 Φ 209， Φ 101， Φ 90 的孔 工序 060 鉆 Φ 孔 工序 070 鉆 3 工序 080 鉆， 3孔 工序 090 去毛刺 工序 100 終檢 法蘭盤零件加工工藝 11 5 加工余量、工序尺寸和公差的確定 工余量的確定 加確定加工余量的方法有 3 種：計算法，查表法和經驗法。 (1)計算法：在影響因素清楚的情況下計算法是比較準確的。要做到對余量影響因素的清楚，必須具備一定的測量手段和掌握必要的統計分析資料。在掌握了各種誤差因素大小的條件下，才能進行余量的比較準確計算 (2)查表法：此法主要以工廠生產實踐和實驗研究積累的經驗所制成的表格為基礎，并且結合實際加工情況加以修正，確定加工余量。這種方法方便，迅速， 生產上應用廣泛。 (3)經驗法：有一些有經驗的工程技術人員或者工人根據經驗確定加工余量的大小。由經驗法確定的加工余量往往偏大，這主要是因為主觀上怕出廢品的緣故。這種方法多在單件小批生產中使用 序尺寸與公差的確定 在工藝基準和設計基準重合的情況下確定工序尺寸和公差的過程如下： (1)擬定該加工表面的工藝路線，制定工序及工步； (2)按各工序所采用加工方法的經濟精度，確定工序尺寸公差和表面粗糙度（終加工工序按設計要求確定） (3)按工序用分析計算法或查表法確定其 加工余量 (4)從終加工工序開始，即從設計尺寸開始，逐次加上每個加工工序余量，可分別得到各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸），并且按照“入體原則”標注工序尺寸公差 無錫太湖學院學士學位論文 12 320圓加工余量、工序尺寸和公差的確定 如圖所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的順序如下： 由上 圖可知 ： 1)=φ 320） 1+中 磨削余量 。由 《機械加工工藝設計員手冊》表 5— 10 可知：此 20+2 是在半精車加工中保證的， 由 《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表 1— 20 可 知，粗銑加工工序的經濟精度等級可達到要求為 此確定該工序次、尺寸公差等級為 公差值為 法蘭盤零件加工工藝 13 248圓加工余量、工序尺寸和公差的確定 如圖所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的順序如下： 查 《機械加工工藝設計員手冊》表 5— 10 和表 5— 9 可得磨削余 量 精車余量 車余量 《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表 1— 20得各加工工序尺寸的加工精度等級為，粗車 精車 削 械加工工藝設計員手冊》表 A— 2 標準公差書中得各工步的公差值為粗車 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差按“入體原則”表示分別為：粗車：精車：φ 削： Φ 248驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對加工余量進行校核。 322量校核表明，所確定的工序尺寸公差是合理的 無錫太湖學院學士學位論文 14 320端面加工余量、工序尺寸和公差的確定 如圖所示加工方案，求解各工序尺寸及公差的順序如下： 1）從圖可知 =50) 由圖可知 6+中 精車余量根據《機械加工工藝設計員手冊表 5— 10確定 0+5 是在半精車加工中保證的，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表 1— 20 知，精加工工序的經濟精度等級可達到要求為 此確定該工序次、尺寸公差等級為 公差值為 ) 由圖可知 5+中 半精車余量根據《機械加工工藝設計員手冊表 5—10 確定 4 是在粗車加工中保證的，查《機械制造技術基礎課程設計指 導教程》表 1— 20 知，半精加工工序的經濟精度等級可達到要求為 此確定該工序次、尺寸公差等級為 公差值為 4）由圖可知 4+中 粗車余量根據《機械加工工藝設計員手冊表 5— 10確定 于 在精車加工中保證的，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表 1— 20 知，粗車加工工序的經濟精度等級可達到要求為 此確定該工序次、尺寸公差等級為 公差值為 5） 由圖可知 3+中 半精車余量根據《機械加工工藝設計員手冊表 5— 法蘭盤零件加工工藝 15 10 確定 由于 在半精車加工中保證的，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表 1— 20 知，半精加工工序的經濟精度等級可達到要求為 此確定該工序次、尺寸公差等級為 公差值為 6）由圖可知 2+中 Z 為半精車余量根據《機械加工工藝設計員手冊表 5— 10確定 1 是在粗車加工中保證的，查《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表 1— 20 知，半精加工工序的經濟精度等級可達到要求為 此確定該工序次、尺寸公差等級為 公差值為 為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對加工余量進行校核。 2(3( 212(22(量校核表明，所確定的工序尺寸公差是合理的 將 工 序 尺 寸 按 “ 入 體 原 則 ” 表 示 3.02=3=4=5=以上方法確定出其它的表面加工余量、工序尺寸和公差其它表面如下表 : 表 5工表面 加工表面 加工內容 加工余量 加 工精度 工序尺寸 (表 面 粗 糙 度 m) Φ 248 鑄件 粗車 半精車 磨削 5 253± 248 320 鑄件 粗車 半精車 磨削 5 325± 320 無錫太湖學院學士學位論文 16 續 表 5工表面 加工內容 加 工余量 加工精度 工序尺寸 (表 面 粗 糙 度 m) Φ 190 鑄件 粗車 半精車 磨削 5 195± 2 Φ 90 鉆孔 擴孔 鉸孔 88 Φ 90 孔 擴孔 鉸孔