法蘭零件的加工工藝

1、目錄前言.2一法蘭零件的加工工藝.3（一） 零件圖工藝分析.3（二） 選擇數(shù)控加工的內(nèi)容.4（三） 確定加工方案.41平面的加工.52孔系的加工.5（四） 毛坯尺寸與材料特性分析.6二 確定定位裝夾方案.6（一） 定位基準(zhǔn)的選擇.6（二） 夾具的選擇.6（三） 刀具的選擇.7四確定加工順序.9（一） 切削用量的選擇12（二） 切削深度的確定13五編程13（一） 加工工藝13（二） 程序 .13六操作要點(diǎn)及分析.16（一） 操作要點(diǎn).16（二） 要點(diǎn)分析.17總結(jié).17參考文獻(xiàn).19前言根據(jù)學(xué)院要求大學(xué)生畢業(yè)之前寫畢業(yè)設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)要求的重要培養(yǎng)階段，是學(xué)生運(yùn)用在校學(xué)

2、習(xí)的知識(shí)，去分析，解決實(shí)際問題的實(shí)踐鍛煉過程，是一個(gè)綜合性的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)期間，學(xué)生畢業(yè)前的最后學(xué)習(xí)階段，是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程：；是學(xué)生學(xué)習(xí)研究與實(shí)踐成果的全面總結(jié)；是學(xué)生綜合素質(zhì)與動(dòng)手實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)機(jī)械設(shè)備和零件的要求編制合理的加工工藝，最后生成數(shù)控加工程序。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷的發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機(jī)械加工過程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的最重要的措施之一。它不僅能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，還能夠大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 近年來，由于市場競爭日趨激烈，為在競爭中求得生存與發(fā)展，

3、各生產(chǎn)加工企業(yè)不僅要提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且必須不斷的改進(jìn)，縮短生產(chǎn)周期，以滿足市場上不斷變化的需要。計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床的高精度、高度柔性化及適合加工復(fù)雜零件的性能，正好滿足當(dāng)今市場激烈競爭和工藝發(fā)展的需求?？梢哉f，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用是機(jī)械制造行業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的標(biāo)志，在很大程度上決定了企業(yè)在市場競爭中的成敗。近年來，由于市場競爭日趨激烈，各生產(chǎn)不僅要提高質(zhì)量的產(chǎn)品，而且為滿足市場上不斷變化的需要進(jìn)行頻頻改進(jìn)。因此，即使是大批量生產(chǎn)，也改變了產(chǎn)品長期一成不變的做法。這樣就是組合機(jī)床、自動(dòng)化機(jī)床及自動(dòng)化生產(chǎn)線在大批量生產(chǎn)中也日漸暴露其缺點(diǎn)或不足。為了解決上述這些問題，一種新型的數(shù)字程序控制機(jī)床應(yīng)

4、運(yùn)而生，它極其有效的解決了上述一系列生產(chǎn)條件限制，為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化加工手段。近幾年，在我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的速度已是日新月異，特別是高新技術(shù)的引進(jìn)和數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用發(fā)展，需要大量的數(shù)控編程人員和工藝設(shè)計(jì)人員。對數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用而言，用人單位需要高技能的數(shù)控編程技術(shù)人員，要成為一名合格的機(jī)械加工技術(shù)人員，必須掌握機(jī)械制造工藝，能夠指定出合格的工藝規(guī)程和合格的數(shù)控程序，如何制定合理的加工路線和加工的參數(shù)直接影響著零件的加工質(zhì)量和效率及成本。為了鞏固和融合大學(xué)這兩年學(xué)來的知識(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是用數(shù)控銑床加工零件一 法蘭零件的加工工藝圖1所示的法蘭零件，其材料為ht200。該法蘭零件在

5、數(shù)控銑削加工中有一定的代表性，加工時(shí)，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率并降低成本，因此不一定全部都由數(shù)控機(jī)床加工，簡單的表面由普通機(jī)床來完成。（一） 零件圖工藝分析對于該零件的工藝分析，主要從結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和技術(shù)要求、定位基準(zhǔn)及毛坯材料等方面進(jìn)行。該零件的加工表面由凸臺(tái)平面、中心孔40及2-22的沉孔、2-13的通孔組成：尺寸標(biāo)注完整，幾何條件充分。各尺寸均未標(biāo)注公差，40內(nèi)孔表面粗糙度要求較高，為ra1.6um。2個(gè)沉孔與通孔粗糙度要求不高，為ra12.5um,其余各表面的粗糙度要求均為ra3.2um。但是該零件圖為軸對稱圖形，輪廓有多次要求換向進(jìn)給；每當(dāng)坐標(biāo)移動(dòng)換向時(shí)（由正負(fù)、負(fù)正），

6、都有可能帶入因機(jī)床磨損而產(chǎn)生的機(jī)械間隙，加工中要注意反向間隙補(bǔ)償。在數(shù)控銑床上加工時(shí)是手動(dòng)換刀，不僅會(huì)降低生產(chǎn)效率，而且還會(huì)給編程增加許多麻煩，同時(shí)，因換刀增加了零件加工的接刀接差，從而降低了零件的加工質(zhì)量。因此盡量減少換刀次數(shù)。該零件材料為ht200，切削加工性能好。 圖一 法蘭零件簡圖（二）選擇數(shù)控加工的內(nèi)容數(shù)控銑床與普通銑床相比，具有加工精度高、加工零件的形狀復(fù)雜、加工范圍廣等特點(diǎn)。但是數(shù)控銑床價(jià)格較高，加工技術(shù)復(fù)雜，零件的制造成本也較高。因此，正確選擇適合數(shù)控銑削的內(nèi)容就顯得很有必要。普通機(jī)床無法加工或加工難度不大、質(zhì)量難以保證的內(nèi)容作為數(shù)控加工的優(yōu)先內(nèi)容。對于普通機(jī)床能加工但加工效率

7、低，而且又可以在數(shù)控機(jī)床加工其它表面時(shí)順帶加工出的內(nèi)容也可用數(shù)控加工。例如該零件上2個(gè)22沉孔及2個(gè)除13通孔本身尺寸和加工精度要求都不高，但為了減少工藝裝備，提高效率，可以在數(shù)控銑床上順帶加工完成。除底面在普通機(jī)床上銑削外，其余各加工部位均需采用數(shù)控機(jī)床銑削加工。（三）確定加工方案根據(jù)上述分析，該法蘭零件的中心孔40表面粗糙度要求較高，因此應(yīng)分別用粗、精加工兩個(gè)階段完成，40孔采用三個(gè)工步：鉆粗鏜精鏜的方法來加工完成，零件的上表面輪廓由粗銑、精銑完成。另外由于工件毛坯是鑄造件，加工余量較大，在加工中變形較大，因此也適合粗精加工分開的方法。1平面的加工：由于上平面a采用的是去除材料的方法加工獲

8、得的表面，要求采用粗銑精銑兩種加工方案才能保證達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)公差it8級(jí)的精度，考慮到要進(jìn)行高效率加工，盡量采用減少加工時(shí)間方法，故在進(jìn)行粗加工時(shí)選用較大直徑的面銑刀（宜選用直徑大于80mm的面銑刀）進(jìn)行粗銑和精銑由于粗銑和精銑在選擇刀片上有所區(qū)別，所以選用兩把刀具分別進(jìn)行粗加工和精加工。粗加工時(shí)盡量要選用較大的進(jìn)給量，較大的背吃刀量，和較高的切削速度。精加工時(shí)為了保證表面粗糙度和尺寸精度故要選用較小的進(jìn)給量，較小的背吃刀量和較大的切削速度。為保證刀具耐用度和表面粗糙度以及降低加工溫度要使用切削液進(jìn)行冷卻。2孔系的加工：通過分析零件圖紙，我們可以看出，該零件圖中的孔系的尺寸精度和位置讀精度要求很嚴(yán)，

9、所以在加工時(shí)我們必須采用合理的加工方法，既保證零件的尺寸精度又保證零件的位置度精度。鉆孔時(shí)進(jìn)給量要小，待鉆頭切削部分全部進(jìn)入工件后才能正常鉆削。鉆小孔或較深孔時(shí)，必須經(jīng)常退出鉆頭清楚切削，防止因切屑堵塞而造成鉆頭被“咬死”或折斷。鉆削鋼料時(shí)，必須充分澆注切削液冷卻鉆頭，以防鉆頭發(fā)熱退火。（四） 毛坯尺寸與材料特性分析從毛坯圖紙上看，要加工的零件采用的是17011050mm 的ht200，該材料加工性能很好屬于加工性能良好的材料。二 確定定位裝夾方案（一） 定位基準(zhǔn)的選擇為在一次裝夾中加工出所有需加工的表面，除遵循定位基準(zhǔn)的選擇原則外，最好選擇不需數(shù)控銑削的平面或孔作定位基準(zhǔn)，并注意所選的定位基

10、準(zhǔn)應(yīng)有利于提高工件的剛性。該零件選下表面b面為定位基準(zhǔn)面。（二） 夾具的選擇選擇夾具的基本原則數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下幾點(diǎn)：1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。4）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）。夾具的類型數(shù)控

11、車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)可多種多樣。如：通用臺(tái)鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇臺(tái)鉗夾具。三 刀具的選擇該零件的材料（鑄鐵）屬于一般材料，切削加工性能較好。選用刀具材料時(shí)，粗加工一般選用高速鋼，精加工選用合金鋼。一般銑平面時(shí)，在粗銑中為降低切削力，銑刀直徑應(yīng)小一些，但又不能太小，以免影響加工效率，在精銑中為減小接刀痕跡，銑刀直徑應(yīng)大些。由于b面為160m

12、m*100mm的長方形，尺寸不大，中心有一個(gè)60mm的孔，因此選擇粗、精銑刀直徑應(yīng)大于或等于b面寬度的一半即可，取直徑為50mm的立銑刀。在加工40h7的中心孔時(shí)，采用鉆粗鏜精鏜的方案，故應(yīng)選3mm中心鉆，38mm麻花鉆、39.5mm粗鏜刀、40h7mm精鏜刀。因?yàn)槭菃渭∨可a(chǎn)，所以選用單刃鏜刀。鉆孔的表面粗糙度ra12.5mm，公差等級(jí)為it12級(jí)左右，正好符合2-13和2-22的粗糙度要求，所以加工這幾個(gè)孔選用鉆頭。具體所選刀具見表3。表3 數(shù)控加工刀具卡工步號(hào)刀具號(hào)刀具名稱刀柄型號(hào)直徑/mm刀具半徑補(bǔ)償號(hào)1t01立銑刀20mmbt40-xm33-7520h012t02平底銑刀在50

13、mmbt40-tqc50-180503t03中心鉆3 mmbt40-tqc50-18034t04鉆頭38bt40-tw50-140385t05鉆頭13 mmbt40-z10-45136t06粗鏜刀39.5 mmbt40-m1-4539.57t07精鏜刀40 mmbt40- m1-45408t08平鉆頭22 mmbt40-mw2-5522四 確定加工順序加工順序按照先主后次、先粗后精的原則確定，因此先加工用作定位基準(zhǔn)的外部輪廓尺寸，用作定位基準(zhǔn)的下底面和2-22沉孔及2-13通孔，為數(shù)控加工提供穩(wěn)定可靠的定位基準(zhǔn)。具體的加工順序見表表1 數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱材料零件

14、圖號(hào)法蘭ht200工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱夾具編號(hào)使用設(shè)備車間臺(tái)鉗工步號(hào)工步內(nèi)容加工面刀具號(hào)刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/（r/mm）進(jìn)給速度/（mm/min）背吃刀量/mm備注1粗銑b面外輪廓至尺寸外輪廓t0120800150第一次10第二次82銑凸臺(tái)凸臺(tái)t0250800150第一、二次8第三次23鉆40h7中心孔、2*22*10mm孔、中心孔中 心 孔t033800100 34鉆40h7孔至38鉆 孔t043560080 405鉆13孔鉆 孔t051380080 226粗鏜40h7至39.5鏜孔t063880080 407精鏜40h7孔鏜孔t0739.580050 408锪2*22*10孔锪孔t0

15、822800100 10表2 法蘭零件機(jī)械加工工藝過程序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備及工裝1鑄造制作毛坯，除四周側(cè)面外，各部留單邊余量 3- 5mm2鉗劃全線，檢查3銑粗、精銑a面；粗銑b面不留余量普通銑床4數(shù)控加工精銑b面，加工各孔立式數(shù)控銑床5鉗去毛刺6檢驗(yàn)（一） 切削用量的選擇切削用量的選則應(yīng)充分考慮零件的加工精度、表面粗糙度以及刀具的強(qiáng)度、剛度以及加工效率等因素。切削用量是表示機(jī)床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大小的重要參數(shù)。選擇好切削用量，使切削深度、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度三者之間能彼此協(xié)調(diào)、相互適應(yīng)，以形成最佳的切削參數(shù)。（二）切削深度的確定：當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性允許時(shí)，盡可能選取較大的切削深度，以減少走刀次數(shù)

16、，提高生產(chǎn)效率。 粗加工時(shí)，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一次走刀將剩下的余量切除。第一次走刀盡可能大些，使刀口在里層切削，避免工件表面不平及有硬皮的鑄鍛件。五 編程（一） 加工工藝為:1. 粗精銑上表面;2. 粗精銑60外圓及其臺(tái)階;3鉆中心孔4. 鉆40底孔;5. 粗精鏜40內(nèi)孔;6. 鉆2*13孔;7. 粗精銑外輪廓;8. 锪2*22孔; （二）程序粗銑外輪廓：g54 g00 x0 y0 z50 /進(jìn)入加工坐標(biāo)系m03 s800 t1 /主軸啟動(dòng)，選擇20mm立銑刀g90 g17 x-90 y20 /由起刀點(diǎn)到加工起始點(diǎn)z0 /下刀至零件上表面g01 z-10 f150 /下刀深

17、-10mmg42 g01 x-80 y0 f200 h01 /開始刀具半徑補(bǔ)償g03 x-69.245 y-17.735 r20 /銑削外輪廓r20（第三象限）g01 x-13.867 y-46.602 /銑削直線（第三象限）g03 x13.867 y-46.602 r30 /銑削外輪廓r30（第四象限）g01 x69.245 y-17.735 /銑削直線（第四象限）g03 x69.245 y17.735 r20 /銑削外輪廓r20（第一象限）g01 x13.867 y46.602 /銑削直線（第一象限）g03 x-13.867 y-46.602 r30 /銑削外輪廓r30（第二象限）g01

18、x-69.245 y17.735 /銑削直線（第二象限）g03 x-80 y0 r20 /銑削外輪廓r20（第三象限）g01 x-80 y-10 /切出零件g01 g40 x-90 y20 /取消刀具補(bǔ)償g00 z50 /z向抬刀x50 y50 m02 /返回加工坐標(biāo)系原點(diǎn)，結(jié)束粗精銑60mm外圓及凸臺(tái)：g54 x0 y0 z50 /進(jìn)入加工坐標(biāo)系t2 /選擇50mm平底刀m03 s800 /啟動(dòng)主軸， g90 g01 z-8 f150 /z向下刀深8mmg03 x-80 y-10 i0 f200 /粗銑60mm外圓及凸臺(tái)g00 z50 /抬刀g01 z-16 f200 /第二次切深8mmg0

19、3 x-80 y-10 f200 /粗銑60mm外圓及凸臺(tái)g00 z50 /抬刀g01 z-18 f200 /下刀2mm，開始進(jìn)行精加工 g03 x-80 y-10 /精銑60mm外圓及凸臺(tái)g00 z50 /z向抬刀x0 y0 m02 /返回加工坐標(biāo)系原點(diǎn)，結(jié)束進(jìn)行孔加工：g54 g90 x0 y0 z0 f200 /進(jìn)入加工坐標(biāo)系t3 m08 /切屑液開 m03 s800 /主軸啟動(dòng)g98 g81 x0 y0 z-3 f100 /鉆中心孔x60 y0 /鉆中心孔x-60 y0 /鉆中心孔g01 z100 /抬刀m09 / 切屑液關(guān)x100 y100 /退到到換刀點(diǎn) to4 /選擇38的鉆頭m

20、03 s800 /主軸啟動(dòng)m08 /切屑液開 g99 g73 x0 y0 z-45 r10 q5 f80 /選擇高速深孔鉆方式加工40孔g01 z100 /抬刀m09 / 切屑液關(guān)x100 y100 /退到到換刀點(diǎn) t5 /換用t5號(hào)刀（13的鉆頭）m03 s800 /主軸啟動(dòng)m08 /切屑液開g98g73 x-60y0z-45r10f80 /選擇高速深孔鉆方式加工13孔1g73 x60 y0 z-45r10f80 /選擇高速深孔鉆方式加工13孔2g01 z100 /返回z向起始點(diǎn) m09 / 切屑液關(guān) x100 y100 /退到到換刀點(diǎn)t6 /換用t6號(hào)刀（39.5的鏜刀）m03 s800

21、/主軸啟動(dòng)m08 /切屑液開g99 g86 x0 y0 z-42 r10 f80 /選擇粗鏜方式加工40孔g01 z100 /抬刀m09 / 切屑液關(guān) x100 y100 /退到到換刀點(diǎn)t7 /換用t7號(hào)刀（40的鏜刀）m03 s800 /主軸啟動(dòng)m08 /切屑液開g76 x0 y0 z-42r10 q2 f50 /精加工40孔 g01 z100 /抬刀m09 / 切屑液關(guān) x100 y100 /退到到換刀點(diǎn)t8 /換用t8號(hào)刀（22的平鉆頭）m03 s800 /主軸啟動(dòng)m08 /切屑液開g99 g81 x-60 y0 z-30 r10 q3 f100 /加工22的孔（右側(cè)）g98 g81 x

22、60 y0 z-30 r10 q3 f100 /加工22的孔（左側(cè)）g00 z100 /抬刀m09 / 切屑液關(guān)g00 x100 y100 /返回到換刀點(diǎn) m05 m30 /主軸停止,程序結(jié)束六 操作要點(diǎn)及分析（一）操作要點(diǎn)1 該零件的加工裝夾采用普通精密平口鉗進(jìn)行裝夾。2 零件在加工之前必須用百分表對平口鉗進(jìn)行找正。3 工件裝卡在平口鉗時(shí)必須露出平口鉗25mm 以上。4 在裝夾時(shí)要在平口鉗的下平面上墊上兩塊等高墊鐵，防止打孔時(shí)破壞平口鉗鉆頭或鏜刀。且等高墊鐵上不允許有雜物，保證與工作臺(tái)平行。5 選擇大直徑的盤銑刀加工零件的上表面，提高加工效率。6 加工各個(gè)孔時(shí)，應(yīng)先選用中心鉆進(jìn)行定位，不能直

23、接用鉆頭打底孔，然后在選用合適的鉆頭打底孔，對于尺寸精度要求嚴(yán)格的還要進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔，對位置度要求高的還要進(jìn)行鏜孔加工。7 能運(yùn)用三角函數(shù)或平面幾何進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的計(jì)算。8 換刀時(shí)要擦干凈刀柄表面不能沾屑（二） 要點(diǎn)分析1 本零件的加工只需要進(jìn)行單面加工。2 選用大直徑的盤銑刀可以提好效率。3 選用小直徑的銑刀和螺旋槽銑刀的目的是提高轉(zhuǎn)速從而保證表面粗糙度預(yù)防刀具干涉。4 粗加工時(shí)盡量采用逆銑的方式加工，精加工時(shí)盡量采用順銑的方式加工。5 選用正確的對刀點(diǎn)和正確的對到方式，盡量減少定位誤差保證位置精度。6 一次對刀完成所有加工。7 對刀儀測刀長應(yīng)該準(zhǔn)確。結(jié) 論這次設(shè)計(jì)以盡可能多地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)并應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)為目的，因此我們從最開始就嚴(yán)格要求自己，投入大量的精力，以認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去對待.由于設(shè)計(jì)中的任何一點(diǎn)疏忽和失誤都將影響實(shí)際零件的加工，所以我們堅(jiān)持對每個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸的確定，數(shù)據(jù)的計(jì)算與參數(shù)的選擇等都盡量做到準(zhǔn)確合理，依據(jù)充分，并請老師及工廠的工人師傅加以檢查指正，提出自己的設(shè)計(jì)方案與同學(xué)討論，使之更合理，更可靠。我深刻地意識(shí)到這次設(shè)計(jì)對我們走上社會(huì)工作崗位具有極其重要的作用：1. 培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決