1、H分類號：TH1222017屆本科生畢業設計法蘭盤的加工工藝設計作者姓名：何崢學號:2013080825學院：機械與電子工程學院專業：機械制造及其自動化指導教師姓名：王楠指導教師職稱：助教2017年5月法蘭盤通常是盤狀的金屬零件，它主要用于機械工程的連接環節。伴隨著我國法蘭盤行業的迅速發展，法蘭盤的應用范圍越來越廣，而法蘭盤作為一種連接零件，人們對它的精確度要求很高，對于材質的選取也很講究，本文以一典型結構法蘭盤為例，首先進行零件分析，了解要制造的零件的基本情況，然后根據零件的加工要求選擇毛坯的材質，再計算加工余量，進而確定毛坯的尺寸，然后根據各加工面的需求，選擇加工方法，制定工藝路線，根據零

2、件形狀以及精度要求選擇適用的機床以及刀具，再計算出各切削用量，完成該法蘭盤的數控加工編程，最后根據整體需求完成夾具的選擇，最終完成了一個比較基本的法蘭盤加工工藝設計。關鍵詞：法蘭盤；加工余量；工藝路線；數控編程ABSTRACTThe flange is usually disc-sha ped metal p arts, it is mai niy used for conn ect ing links in mecha ni cal engin eeri ng. With the rapid devel opment of Chin as in dustry of flan ge, flan

3、ge is app lied more and more widely, and as a flange conn ect ing p arts, the accuracy is very high, is also very imp orta nt to select material in in this paper, a typ ical structure of flange as an exa mp le, the first part an alysis, un dersta nd the basic situatio n of manu factured p arts, then

4、 according to the machining requirements of the choice of blank material, then calculate the machining allowanee, and then determine the size of the blank, and then accordi ng to the manu facturi ng of the dema nd, choice of p rocess ing methods, the devel opment of p rocess routes, accord ing to pa

5、rt The sha pe and accuracy for mach ine tool and cutt ing tool, the n calculate the amount of cutt ing, NC mach ining p rogram ming of the flan ge, accordi ng to the overall dema nd for comp lete fixture selectio n, the final compi eti on of the p rocess of a more basic flange desig n.Key words: Fla

6、nge; Machining allowanee; Process line; NC programming1.零件的分析1.1法蘭盤的作用1.2法蘭盤的種類1.3法蘭盤的零件圖2.毛坯的選擇2.1毛坯的材料選擇2.2毛坯尺寸的選取2.3加工余量的計算3.工藝規程的設計3.1工藝路線的擬定3.2機床和刀具的選擇3.3切削用量的確定3.4數控加工編程4.夾具設計4.1專用夾具的設計4.2通用夾具結論參考文獻附錄1620212022232426緒論在法蘭盤的制造歷史中，首次出現法蘭盤是在1809年時，由英國人Erchardt提出的，而法蘭盤的采用推廣直到二十世紀初才被推廣。 我國是在上世紀三十年代

7、開始 運用法蘭進行鑄造，首先是日本在我國開辟法蘭盤市場， 緊接著韓國以及歐洲各個國 家也都接踵而至，應市場需求以及政策支持，大量的工廠以及個體加工作坊都開始大批量的生產法蘭盤，我國的法蘭盤市場在此推動下發展速度與日俱增，目前已經擁有 高度機械化以及自動化的法蘭鑄造機， 并且出現大量法蘭的機械生產車間。 基本上所 有的鑄造合金都可以用于法蘭鑄造法生產。隨著行業發展法蘭盤的鑄造工藝也愈發成 熟，最小內徑可達8毫米，最大直徑可達3米，最長的鑄件能達到8米，法蘭鑄件的 重量范圍也能從幾公斤到十幾噸。目前我國全行業絕大多數國有企業完成了改制或民營化，規模以上法蘭盤企業 中，國有企業僅剩9家，民營企業成為

8、一支生力軍；已經有幾家法蘭盤公司在國內外成功上市，利用資本市場資金實現企業的發展；有幾家超過10億元的法蘭盤企業集團成立，兼備重組趨勢顯現；一批企業爭相進行大規模的技術改造， 添置現代化工藝 裝備，搬遷擴建，完成了企業脫胎換骨的改造，建造試驗臺架；“十一五”期間法蘭 盤行業開發了一大批具有自主知識產權的新產品。 百萬千瓦核電站法蘭盤國產化取得 了重大突破，核電法蘭盤國產化率已經由 4年前的6%提高到75%以上；天然氣長輸管線全焊接管線球閥48%以下全焊接管線球閥可以全部實現國產化；“十一五”期間我國火電法蘭盤的制造水平和產品質量有了大幅度的提高，為亞臨界、超臨界和超超 臨界火電機組提供了大量法

9、蘭盤。預測今后幾年，法蘭盤市場每年的增長率為20%左右。但市場競爭更加激烈，并呈現兩極化特點。一般通用法蘭盤的競爭將更加激烈， 許多法蘭盤企業參與同一個項 目的競爭；高端法蘭盤市場將逐步被少數幾家骨干法蘭盤企業集團所壟斷；但是，由 于法蘭盤行業的集中度極低，資源分散，大量的資源一定時期內仍然存在于低端法蘭 盤領域，生產能力又極其不均衡，靠市場競爭的優勝劣汰，法蘭盤行業的重組兼并必 然到來，但是需要一個較長的過程。隨著行業裝備條件、技術水平的不斷提高，我國關鍵法蘭法蘭盤產品也在向更高層次發展。國內法蘭盤行業的總體水平將大大提升， 盤技術將逐步得到突破，中國將成為優質法蘭盤的生產制造和出口國。1.

10、 零件的分析1.1法蘭盤的作用法蘭盤又稱法蘭或者突緣，通常是指在一個盤狀物體，周邊開上幾個固定用的孔 用于連接其它零件。人們普遍把它用來使管子之間相互連接，大多連接于管端處。法蘭盤可由澆鑄而成，也可由螺紋連接或者焊接構成。 法蘭盤上有孔眼，可在兩法蘭盤 之間用螺栓串聯，使法蘭盤之間緊連。法蘭盤之間是用襯墊完成密封的，墊片放置于 兩法蘭盤密封面之間，當螺母被上緊之后，墊片表面的壓力達到一定的承受數值， 墊 片就會產生變形，從而填滿密封面上原有的凹凸不平，進一步完成法蘭盤之間的密封。法蘭盤的連接在工程中使用方便，其連接作用能夠承受比較大的壓力， 是管道施工中 的常用的連接方式之一，而平時我們并沒有

11、過多看見法蘭盤是因為在家庭管道的使用 中，管道很直徑小，而且都是低壓，這種管道連接通常使用更為簡易的螺紋連接或是 熱熔連接，基本不會使用法蘭盤連接，但如果在一個鍋爐房或者是在生產現場的話, 管道連接應該都是使用法蘭盤的。1.2法蘭盤的種類法蘭盤是一種非常常見的零件，它的分類方式很多，常用的有以下三種:1）按所連接的部件可分為：容器法蘭、管法蘭;2）按結構形式可分為：平焊板式、平焊環松套式、卷邊松套式、對焊卷邊松套式、對焊環松套式、對焊式、帶頸螺紋連接式、整體式及法蘭蓋;3）按連接方式可分為：板式平焊法蘭、帶頸平焊法蘭、帶頸對焊法蘭、承插焊法蘭、螺紋法蘭、法蘭蓋、帶頸對焊環松套法蘭、平焊環松套法

12、蘭、環槽面法蘭、大 直徑平板法蘭、大直徑高頸法蘭、八字盲板、對焊環松套法蘭、旋轉法蘭、錨固法蘭、 堆焊/覆焊法蘭。法蘭盤的應用范圍很廣，在很多行業都有所涉及，所以按照行業標準法蘭盤有了 不同的分類，按照行業標準法蘭盤分為以下 3大類:1）按化工行業標準分：整體法蘭、螺紋法蘭、板式平焊法蘭、帶徑對焊法蘭、帶頸平焊法蘭、承插焊法蘭、對焊環松套法蘭、平焊環松套法蘭、襯里法蘭蓋、法蘭 蓋。2）按石化行業標準分：螺紋法蘭、對焊法蘭、平焊法蘭、承插焊法蘭、松套法蘭、法蘭蓋。3）按機械行業標準分：整體法蘭、對焊法蘭、板式平焊法蘭、對焊環板式松套法蘭、平焊環板式松套法蘭、翻邊環板式松套法蘭、法蘭蓋。80和16

13、01.3法蘭盤的零件圖本次設計我選取的是一個比較基本的法蘭盤零件，這個法蘭盤是由 圓柱體組成，外圓柱 16（均布六個14通孔，對稱分布，內圓柱 8（上有一小槽用來 放置橡膠圈。該法蘭盤結構簡單，孔多剛性較好。圖1-1法蘭盤零件圖2. 毛坯的選擇2.1毛坯的材料選擇本次制作的法蘭盤外形結構比較簡單， 剛度要求高，而鑄造法蘭盤的內部組織疏 松，如果選用鑄造法蘭盤的話，該零件的強度、精度難以保證；鍛制法蘭盤成本過高, 而且在頸交接處很容易發生應力集中， 影響該零件的強度；好在軋制法蘭盤的組織分 布均勻，金屬晶粒排列整齊嚴密，零件成型快，成本低，零件質量好。所以本次毛坯選擇45鋼材料的軋制毛坯，毛坯的

14、尺寸會根據各工序的加工余量以 及總加工余量來確定。2.2毛坯尺寸的選取毛坯選用16407的45鋼圓柱材料。61圖2-1毛坯尺寸圖2.3加工余量的計算80右端面=2 mm160左端面=10 mm160右端面=2 mm 160 外圓=2Z=4mm80外圓=2Z=80 mm粗車 80右端面尺寸=42-1.5=40.5mm；半精車 80右端面尺寸=40.5-0.5=40mm；粗車 80外圓尺寸=160-2 ：39=82mm；半精車 80外圓尺寸=82-2)0.8=80.4mm;精車 80外圓尺寸=80.4-2 (X2=80mm；粗車 160 外圓尺寸=164-2 t.4=161.2mm ；半精車 16

15、0外圓尺寸=161.2-2 (X6=160mm ；粗車 160右端面尺寸=27-1=26 mm ；半精車 160右端面尺寸=26-0.8=25.2 mm ；精車 160右端面尺寸=25.2-0.2=25mm；粗車 160左端面尺寸=25-9.5=15.5mm；半精車 160左端面尺寸=15.5-0.5=15mm；選用材料為45#鋼，16407的毛坯。3. 工藝規程的設計3.1工藝路線的擬定 3.1.1加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內孔、端面等，材料為45#鋼。參考機械制造工藝及計算機輔助工藝設計表 2 4、表25、表2 6等，其加工方法選擇如下:1) 80 mm右端面：未注公差等級，根據

16、 GB180079規定公差為IT8,表面粗糙度為Ra3.2 m，采用的加工方法為粗車 f半精車。2) 160mm外圓面：未注公差等級，根據 GB180079規定公差為IT8，表面粗糙度為Ra3.2 m，采用粗車半精車的加工方法，倒角用車刀加工。3) 80 mm外圓面：未注公差等級，根據 GB180079規定公差為IT8,表面粗糙度為Ra1.6 m,采用粗車-半精車-精車的加工方法，倒角用車刀加工。4) 80mm的槽：未注公差等級，根據 GB180079規定公差為IT13，采用的加工方法為車槽。5)160 mm左端面：未注公差等級，根據 GB180079規定公差為IT8，表面粗糙度為Ra3.2

17、m，采用的加工方法為粗車半精車。6)160 mm右端面：未注公差等級，根據 GB180079規定公差為IT8，表面粗糙度為Ra1.6 m，米用粗車f半精車f精車的加工方法。7)14mm孔：未注公差等級，根據 GB1800 79規定公差為IT13，表面粗糙度為Ra12.5 m，采用的加工方法為鉆孔。3.1.2制定工藝路線方案工序I粗車毛坯右端面和外圓,粗車 80mm外圓，半精車 80 m m右端面和外圓，半精車 160mm圓柱體右端面,車 80mm倒角，精車 80mm外圓和 160mm右端面，車160mm的倒角，半精車160mm外圓，車 80 mm外圓的槽;工序n粗車160 mm左端面和外圓，半

18、精車160mm左端面和外圓;工序m鉆削14 mm的孔;檢測入庫。3.2機床和刀具的選擇 3.2.1機床的選擇機床的種類很多，依用途和功能區可分為多種，其中:1）普通車床的加工對象廣，主軸轉速和進給量的調整范圍大，能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產效率低，適用于單件、 小批生產和修配車間。2）轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架，能在工件的 一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用于成批生產。3）自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料, 重復加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產。4）多刀半自動車床有單軸

19、、多軸、臥式和立式之分。單軸臥式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前后或上下，用于加工盤、環和軸類工件, 其生產率比普通車床提高35倍。5）仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸，自動完成工件的加工循環，適用于形狀較復雜的工件的小批和成批生產，生產率比普通車床高1015倍。有多刀架、多 軸、卡盤式、立式等類型。6）立式車床的主軸垂直于水平面，工件裝夾在水平的回轉工作臺上，刀架在橫粱或立柱上移動。適用于 加工較大、較重、難于在普通車床上安裝的工件，一般分 為單柱和雙柱兩大類。7）鏟齒車床在車削的同時，刀架周期地作徑向往復運動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨電

20、動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。8）專門車床是用于加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、 車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。9）聯合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有 一機多能”的特點，適用于工程車、船舶或移動修理站 上的修配工作。10）數控車床是數字程序控制車床的簡稱， 它集通用性好的萬能型車床、 加工精度高的精密型車床和加工效率高的專用型車床的特點于一身，是國內使用量最大，覆 蓋面最廣的一種數控機床。為了加工精確，保證要求，本次加工選用數控車床。本零件從外形來看，屬于回轉體，所以各端面外圓表面可一在車床上加工。由于精度

21、等要求不是特別高，且生產 類型為小批生產，所以選擇CK3221型號，FANUC 01 MATE系統。為了達到各孔的位置要求和降低生產成本，鉆削孔的加工選擇在數控加工中心上加工。 初步確定為3 軸立式加工中心，FANUC OI MATE 系統。3.2.2刀具的選擇車削：由于本零件精度要求一般毛坯為45鋼剛度不是太高，參考切削用量簡明 手冊表1.3、金屬切削原理與刀具表24表411所以粗車選用硬質合金鋼車刀牌號YT5，半精車和精車選用硬質合金鋼車刀，牌號YT15。選擇刀桿橫截面BXH為16X?5o前刀面形狀：粗車和精車均選擇平面型。粗車前角選12后角選8,精車車刀前角15后角7。主偏角：精車車刀選

22、75,粗車車刀選70副偏角:精車車刀8, 粗車車刀13刃傾角：精車車刀1粗車車刀-2 刀尖圓弧半徑：精車車刀0.5, 粗車車刀1.2。鉆削：根據各孔的加工精度，參考機械制造工藝設計簡明手冊確定各孔的刀具？14mm直柄麻花鉆。車槽：刀頭與刀身對稱，寬3mm切槽刀。刀具在車床的代號：T1粗車刀，T2精車刀，T3切槽刀。刀具在加工中心的代號：T414m m直柄麻花鉆。3.3切削用量的確定 3.3.1粗車3.3.1.1粗車毛坯的端面和外圓1）根據上述加工余量得ap= 1.5mm。2）根據金屬切削原理與刀具表4-13,當刀桿尺寸為1625 mm2 , ap 25mm2，ap 3mm,以及工件直徑為140

23、mm時，f =0.81.2mm/r，根據實際情況車床CK3221取f=0.9mm/r。3）計算切削速度，按切削用量手冊表 1.27,切削速度的計算公式為:Cv.v Tmafv kv(3-3)其中：T=30min, Cv=235, Xv=0.18, yv =0.8, m=0.2。修正系數 kv查切削用量手冊表1.28,得:kMv =1.25, ksv =0.8 , kkv=1.04 , kkrv =0.92 , kBv =0.97將數值代入式（3-3）得:235v 300.22 0.180.9 0.8X1.25 8 X.04 0.92 .97=106.4 min4）確定機的主軸轉速:1000v

24、n=nd型4242.9r/minn 140按實際情況得n =240r/min，所以實際切削速度v=100m/min。5）檢驗機床功率，根據金屬切削原理與刀具表3-6查得單位切削力P 1962 N/mm2，所以切削功率Pm為:Pm P aP f v 1962 2 O.9 100 5.89kw1000 1000 60車床CK3221型電動機功率為Pe 7.5kw。若機床傳動效率2 黑 7.36PE所以機床電動機滿足切削加工的要求。m 0.8，貝U：v=106.4r/min，fn=型豊空 282.38“ minndn 120按實際情況得n =280r/min。7）當工件直徑為切削到100 mm，根據

25、上述得切削速度v=106.4mmin , f=0.9mm/r , ap=2mm,確定機的主軸轉速:n= 1064338.85r/minndn 100按實際情況得n =338r/min。8）切削工時，根據機械制造工藝設計簡明手冊表 6-1得:垢=丄+上_nwf nw2f riwsf(3-4)其中 h = l2 =3 =38.5mm,將數值代入式（3-4）得:tm=11+10+8=29s3.3.2半精車3.3.2.1.半精車 80端面1）根據上述加工余量得ap = 0.5mm。2）根據圖1-1得表面粗糙度Ra3.2 m，查金屬切削原理與刀具表4-14 得 f=0.250.3mm/r，根據實際情況車

26、床 CK3221 取 f =0.28mm/r。3）計算切削速度，按根據上述條件查金屬切削原理與刀具表4-15 選6）當工件直徑為切削到120 mm，根據上述得切削速度 =0.9mm/r， ap=2mm，確定機的主軸轉速:v=130m/min 160m/min。4）確定機床的主軸轉速:1000v n=n(Wv504.89621.41 ” minn 82按實際情況得n =600r/min，所以實際切削速度v=154m/min。5）切削工時，根據機械制造工藝設計簡明手冊表6-1得:(3-5)其中I =0.5mm，將數值代入式（3-5）得:tm=0-2S3.322.半精車 80夕卜圓1）根據上述得加工

27、余量ap= 0.8mm。2）根據圖1-1得表面粗糙度Ra3.2 m，金屬切削原理與刀具表4-14查得f=0.250.3mm/r，根據實際情況車床 CK3221 取 f =0.25mm/r。3）計算切削速度，按根據上述條件查金屬切削原理與刀具表4-15 選v=130m/min 160m/min。4）確定機床的主軸轉速:1000v n=n(Wv504.89621.41r/minn 82按實際情況得n =600”口巾，所以實際切削速度v=154m/min。5）切削工時，根據機械制造工藝設計簡明手冊表6-1得:(3-6)其中I =38.5mm，將數值代入式（3-6）得:tm=15.4s1.10得半精查

28、經金屬切削原理與刀具表 4-14, 4-15,切削用量手冊表車的時候參數都屬于同一范圍內，得半精車時機床的主軸轉速，切削速度統一為n =600i7min，v=154m/min。3.3.3精車3.331精車 80外圓和 160右端面1）根據上述加工余量得ap= 0.2mm。2）根據圖1-1得表面粗糙度Ra1.6 m，查金屬切削原理與刀具表4-14可得f =0.080.2mm/r，根據實際情況車床 CK3221取f =0.1 mm/r。3）計算切削速度，按根據上述條件查切削用量手冊表1.10選v=250m/min。4）確定機床的主軸轉速:n=輕 990.27r/minnd n 80.4按實際情況得

29、n =990r/min，所以實際切削速度v=250m/min。5）切削工時，根據機械制造工藝設計簡明手冊表6-1得:(3-7)亠+上nwf n w2f其中 li=38.5mm, l2=0.2mm，將數值代入（3-7）得:tm=23+0.12=23.12s查金屬切削原理與刀具表 4-14, 4-15，切削用量手冊表1.10得精車的時候參數都屬于同一范圍內，得精車時機床的主軸轉速，切削速度統一為n=990i7min，v=250m/min。3.3.4鉆削3.3.4.1鉆14的孔1）進給量的確定根據切削用量手冊表 2.7,設計的孔的加工要求為IT13，材料的強度b 800MPa，do 14mm，得 f

30、 0.31 0.37口口1。根據切削用量手冊表 2.8，當620MPab 840MPa，d。14mm，鉆頭強度允許的進給量f 0.65mm/r，根據實際情況得f 0.35mm/r。2）切削速度的確定根據切削用量手冊表2.14，得加工材料45#鋼的b屬于加工屬性的第6類,do 14mm，切削用量手冊表 2.13,選出v=12m/min。3）確定鉆頭的轉速-嚴=型272.98“ minndVn 14實際鉆頭轉速取n=270r/min。4）切削工時，根據機械制造工藝設計簡明手冊表6-1得:(3-8)tm=-1-nw其中l =15mm，將數值代入式（3-8）得:tm=9.5s表3-1切削用量主軸轉速S

31、/(r;mi n)進給量f/（mmr）車削速度W（m min）背吃刀量ap/（mm）粗車毛坯外圓和端面2000.91001.5粗車 160外圓2000.91002粗車 140外圓2400.91002粗車 120外圓2800.91002粗車 100外圓3380.91002半精車端面和外圓6000.281540.5半精車 80外圓6000.251540.8半精車 160右端面6000.251540.8精車 80外圓9900.12500.2精車 160右端面9900.12500.2車槽6000.025.652鉆孔2700.351273.4數控加工編程00001工序1G99 T1 M08;粗車端面和外

32、圓G97 S200 M03;G0 X168 Z2;G1 Z-1.5 F0.9;X-1;G1 Z0;G0 X161;G1 Z-43.5 F0.9;G0 X164;Z0;G90 X161 Z-41 F0.9:粗車車削循環至 80外圓X157;X153;X149;X145;X141;G0 X143 Z-39;G97 S240 M03;G90 X137 Z-41 F0.9;X137;X133;X129;X125;X121;G0 X123 Z-39;G97 S280 M03;G90 X117 Z-41 F0.9;X113;X109;X105;X101;G0 X103 Z-39;G97 S338 M03

33、F0.9;G90 X97 Z-41 F0.9;X93;X89;X85;X81;G0 X83 Z100;T2 M08;半精車端面和外圓G97 S600 M03;G1 Z-2;X-1;G0 Z0;X161 Z-41;G01 X160 Z-43.5;G0 X164 Z-1;X83;半精車80外圓G90 X80.2 Z-41 F0.25;G0 X162;半精車160右端面G94 X160 Z-41.8 F0.25;G0 Z-40.8;X159;G1 X160 Z-43;GO X85;G90 X80 Z-41.8 F0.1;精車80外圓GO X161;G94 X160 Z-42 F0.1;精車160右端

34、面G0 Z-1;X79;G1 X82 Z-3;G0 X100 Z100;T3 M08;切槽G97 S600 M03;G0 X85 Z-12;G01 X77 F0.02;G04 P1000;G01 X85;G0 X100 Z100;M09;M05;M30O0002工序2G99 T1 M08;G97 S200 M03;G0 X166 Z0;粗車端面G1 X161 Z-24 F0.9;粗車外圓G0 X163 Z0;G94 X161 Z-2 F0.9;粗車循環端面Z-4;Z-6;Z-8;Z-9.5;GO X180 Z1OO;T2 M.8;G97 S600 M03;GO X161 Z-8;半精車端面G9

35、4 X161 Z-10 F0.28;GO Z-8;半精車外圓G1 X160 Z-24.5 F0.28;GO X180 Z100;M09;M05;M30O0003工序3G92 XO YO Z80;T4 M06;鉆削14孔S270 M03 M08;G91 G99 G81 XO Y60 Z-20 R-75 F94.5;X-51.96 Y-30;Y-60;X51.96 Y-30;X51.96 Y30;Y60;G90 G80 XO YO Z80;M05;M304. 夾具設計4.1專用夾具的設計 4.1.1夾具的作用夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣 泛地運用于機械加工

36、，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現代化的機械和儀器的制造 業中，易于保證加工精度，并使一批工件的加工精度穩定。縮短鋪助時間，提高勞動 生產率，降低生產成本。減輕工人的操作強度，降低對工人的技術要求。擴大機床的 工藝范圍，實現一機多能。減少生產準備時間，縮短新產品試制周期。4.1.2夾具的選擇專用夾具分為手動夾緊、氣動夾緊及液壓夾緊三種方式。手動夾緊：是針對較小 的零件、切削余量不大，批量不大而采用的夾緊方法，手動夾緊經濟性好，操作方便。氣動夾緊：夾緊力基本恒定，夾緊動作迅速，省力，但由于空氣是壓縮的，因此夾緊 剛性差。液壓夾緊：油液能夠傳遞較大的壓力，抗震性較強，能維持較好的夾緊剛度， 但采用

37、時，必須有一套動力裝置及各種泵閥等輔助裝置， 另外密封性能要求較高。綜 上所述，考慮到實際情況，及經濟性等諸多因素，最終選用氣動夾緊方案。由于考慮 到零件的回轉性，零件本體質量較高所以斜楔式夾緊機構。4.1.3定位基準的選擇本夾具用于車削零件表面，工件以底平面限制三個自由度、側面為定位基準。4.1.4切削力及夾緊力的計算4.1.4.1切削力刀具：硬質合金刀具查金屬切削原理與刀具表 3-2,表3-5得車削力計算公式:(4-1)Fc9.81CFcapFcfyFc(60Vc)nFcKFcN式中：錯誤!未找到引用源。一車削力;Cfc 車削力系數，270；ap 背吃刀量，1.5mm ；f 進給量，0.9

38、mm/r ；Vc 切削速度，1.67m/s ；KkKoFKf 切削力的修正系數，0.92, 1.0, 1.0;XFc,yFc,車削力指數 1.0, 0.75, -0.15。將以上數據代入式（4-1）中，得:Fc = 9.81 270 1.510.90.75(60 1.67) 0.15 1 1 0.921692.75N4.142夾緊力查機床夾具設計P69,金屬切削原理與刀具表32查得車削所需夾緊力計算公式:2 _ 2(4-2)V 6r3Wo KW K式中：Wo 實際夾緊力;K 安全系數1.5;W 理論夾緊力;工件與支撐面之間的摩擦系數，0.3;d 工件最大直徑，160mm;r 回轉半徑，80mm

39、 ；Fz 扭矩,135.36N/m ；Fy 徑向力1269.56N。將以上數據代入式(4-2)中,得:1.5W 1.5則所需夾緊力Wo =3546.53N2 2(135.361269.56J 160T 6 8030.33546.53N查機床夾具手冊P71,查得斜楔式夾緊機構夾緊力的計算公式:W QNtan 1 2tan 2(4-3)式中：W 產生的夾緊力;Q 外作用力，1692.75N;楔角，10 ;1夾具體與斜楔之間的摩擦角4;將以上數據代入式（4-3）中，得：1692.752工件與斜楔之間的摩擦角5 0(4-4)W ； 4818.53Ntan（45 ） 2tan5計算得出W=4818.53

40、N大于所需夾緊力3546.53N，故本夾具可安全工作。4.2通用夾具為了達到各孔的位置要求和降低生產成本，鉆削孔的加工選擇在數控加工中心上加工，夾具用虎口鉗。車外圓與端面選擇在數控車床上完成， 夾具是車床中的三爪卡盤。結論這次畢業設計的任務分為兩部分： 一是設計法蘭盤的加工工藝；二是通過該零件 的加工工藝設計進行夾具的設計。設計零件的加工工藝包括零件作用、 結構和工藝，確定毛坯制造和尺寸，工件工對于夾具的藝路線的制訂，選擇加工設備，最后計算每一工步的切削用量及時間。設計，先要確定設計方案，方案將直接決定夾具設計的成功與否。 所以必須對方案進 行分析，確定最佳方案。然后要選擇主要的定位尺寸，確定

41、定位誤差和計算夾緊力。在選擇夾緊方案時，要注意提高生產速率。考慮到本次加工零件的批量和零件結構, 最終采用氣動夾緊方式。總之，本次畢業設計使我對工藝基礎理論和夾具結構設計方法有了更深入的理 解，對零件工藝設計的過程有了具體的了解， 并且也讓我對大學里學到的專業知識的 進行了復習和鞏固，我相信在以后的工作中，這次畢業設計會讓我受益無窮。當然, 我的畢業設計中仍然有相當多的不足， 我發現了不少自己在專業方面的不足， 明白了 實際和理論的差距，從而讓自己以后要更加倍努力的學習。畢業設計結束了，大學四年的學習也即將到頭，但這僅僅是人生一個嶄新的開始。我的知識儲備，尤其是在機械專業方面的學習僅僅才打下了

42、一個基礎， 學海無涯，以 后仍然有許多問題等待著我去研究，探索。所以，在以后的工作學習生活中，我仍然 會刻苦努力學習掌握專業知識，并且在實際中加以應用。12345789101112131415161718參考文獻陽復建.法蘭數字化制造 CAD系統的開發D.蘭州理工大學，2011.楊竣中.基于Android平臺數控車床應用軟件的設計與實現D.北京交通大學，2015.胡鳳蘭.互換性與技術測量M.北京:高等教育出版社，2005.2周開勤.機械零件手冊M.（第5版），北京：高等教育出版社，2001李益民.機械制造工藝設計簡明手冊M.北京:機械工業出版社，2010.1郝桐生.理論力學M.（第3版），北京：高等教育出版社，2003.9鄭甲紅.機械原理M.北京：機械工業出版社,聶毓琴.材料力學M.北京:機械工業出版社,孫志禮.機械設計M.沈陽:東北大學出版社,2006.12004.2200