法蘭盤加工工藝及夾具設計

1、摘要工藝學是研究機械加匚匚藝技術和夾具設計為主的技術學科，具有很強的實踐性，要 求學習過程中應緊密聯(lián)系生產實踐，同時它乂具有很強的綜合性。本次畢業(yè)設計研究的課題是法蘭盤加工工藝及夾具的設計，主要內容如下：首先，對零件進行分析，主要是零件作用、結構和工藝的分析，通過零件分析可以 了解零件的基本情況，而工藝分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根據零件圖提 出的具體加工要求，確定毛坯的制造形式和尺寸。第二步，進行基面的選擇，確定加工過程中的粗基準和精基準。根據選好的基準， 制定工藝路線方案，通常情況下制定兩種以上的工藝路線方案，通過工藝方案的比較分 析，再確定出可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置

2、精度等技術要求得到合理保證的 工藝路線方案。第三步，根據已經確定的工藝路線，選擇加工設備及工藝裝備，再確定每一工步的 切削用量:及時間定額。第四步，設計工序VII一鉆法蘭盤4mm斜孔的夾具。先提出夾具設計任務，選擇定位 基準，再確定夾具結構方案，然后開始切削力、夾緊力的計算和定位誤差的分析。最后，把整個設計過程整理為設計說明書和圖紙，至此整個設計基本完成。 關鍵詞：法蘭盤；加工工藝；夾具設計。工序號工序內容工序號工序內容鑄造70切槽C1 （即槽3X0.5mm；倒角DI、D2（即52mll1、 120mm 右端面外圓倒角1x450）。時效80鉆小孔即4mm小孔）o涂漆90鉆 3-0 Umm 孔、

3、鉆3-16. 5mm孔10粗車A、C、R、G面、 和N內孔面100鉆盲孔即120mm柱體左端面的18mm盲孔）。20粗車D、E、F、V面和 族62.4、，62內孔面110銃鍵槽即6 36mm孔內6X 5mm鍵槽）。30精不A、R、G面 和N內孔面120切槽C2（即槽4X0. 5mm倒角：80mm、120mm右 端面1x45外圓倒角及62. 4mm 孔內圓倒角）：40精車D、E、F面, 力62.4、。62、。65內孔面 和內孔內R3的圓弧面130鉆M64X1.5的螺紋底孔，攻M64X1.5螺紋50乍Q面140檢驗60車W面150入庫-9-/82AbstractTeclinology is the

4、 study of machining fixture design teclinology and teclinology-based disciplines, with a very practical, requiring close contact with the learning process should be productive practice, but it also has a strong and comprehensive.The issue is the graduation of flange and fixture design process, the f

5、ollowing key elements:First, the analysis of parts, mainly the role of parts, stnictiiral and process analysis, part by part analysis to understand the basic situation, The process analysis to know the machining surface and machining requirements. According to the specific part drawing processing re

6、quirements, to detennine the manufachue of blank fonns and dimensions.The second step, the choice of the base surface to detennine the processing of coaise and fine reference base. According to the chosen benchmark, the development process route progiams, usually two or more of the process line deve

7、lopment piogram, through the process of comparative analysis of the program, and then detennine the geometry can make the part shape, size and location acctuacy of a reasonable accuracy and other technical requirements programs to ensure the process route.The third step, according to process routes

8、have been identified, select the processing equipment and process equipment, aiid then detennine the amount of each process step of cutting and time fixed fbr the rougli.The fbtulh step, the design process VII - 4nmi Flange drilling inclined holes of the fixtiwe. To present the fixture design task,

9、select locating datum, and then detennine the fixture structure solution and then began cutting force, clamping force calculation and analysis of positioning enor.Finally, the process of finishing the entire design specifications and drawings fbr the design, bringing the whole design is basically co

10、mpleted.Keywords： Flangeo Processing Teclinology Fixture Design.第1章 緒論1.1 機械加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀隨著機械制造業(yè)的發(fā)展和科學技術的進步，機械制造工藝的內涵和面貌下不斷發(fā)生 變化，近一二十年的技術進展主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1）常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化常規(guī)工藝的方向是實現(xiàn)高效化、精密化、強韌化、輕量化，以形成優(yōu)質高效、低耗 少污染的先進實用工藝為主要目標，同時實現(xiàn)工藝設備、輔助工藝、工藝材料、檢測控 制系統(tǒng)的成套工藝服務，使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)所采用。 2）新興加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展新興加工方法包括精密加工、細微加工、特種加工及高

11、密度能加工、新硬材料加工 技術、表面功能性覆蓋技術和復合加工，以適應機械產品更新?lián)Q代對制造工藝提出的更 高、更新的制造模式。 3）自動化等高新技術與工藝的緊密結合微電子、計算機和自動化技術與工藝及設備相結合，使傳統(tǒng)工藝面貌產生顯著、本質的 變化，如生產線自動控制、在線檢測H適應控制、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔 助家具設計、計算機輔助裝配工藝設計和智能制造系統(tǒng)等。1.2 現(xiàn)代機械加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀機械制造是國民經濟發(fā)展和各部門科技進步的基礎。在現(xiàn)代化條件下機械制造的發(fā) 展方向是：開發(fā)工藝可行性廣、能保證各種原料消耗最少、可靠性和自動化精度高的新 一代技術。機械制造工藝及其實現(xiàn)組織形成的發(fā)展

12、趨勢，在很大程度上取決于機器結構的發(fā)展 方向和它的技術使用特征。機器制造中的科技進步將促進以計算機和生產全盤自動化為 基礎的工序少和能源節(jié)約的I：藝的建立推廣。機器制造工藝組織的遠景發(fā)展的概念是考慮在集管理、信息和技術為一體的基礎上 建立全盤自動化工廠，將最終產品的各個加工階段連接起來。這時，在科技發(fā)展現(xiàn)階段 的自動化工廠將不是無人企業(yè)。由人服務和管理的體系和機器會發(fā)揮作用。新的智能型 和集成型的生產手段與高度熟練的工作人員相結合，將在市場需求變化的條件下假造出 滿足技術和社會經濟需求的先決條件。在現(xiàn)今的發(fā)達國家中，毛坯生產的發(fā)展趨勢表明，今后毛坯生產發(fā)展方向是力圖在經 濟合理的范圍內，使毛坯

13、接近成品零件的尺寸形狀。這可降低金屈消耗量，減少加匚余量 和毛坯及鐵屑的運輸費用，這樣就可提高生產率，降低零件的加工成本。對于毛坯生 產，其特點主要是擴大新的先進的節(jié)約資源的工藝過程運用領域。采用電子技術管理切 削加工過程，提高了對毛坯質量精度的要求。這將使其加工工藝得到必要的完善。在不久的將來，精密金屬摸鑄造和壓力鑄造將取代砂型鑄造。有前途的制取毛坯的 方法將會得到發(fā)展，其中包括等靜壓法、金底的壓力噴射成型擠壓、精密沖壓、預熱推 擠方法等。金屬切削加工將被比較經濟的制取零件的方法所取代如冷推擠法)。但由于 所使用的設備昂貴，以及工件必須經過再次退火，使得這種方法只能在零件生產規(guī)模不 少于10

14、0萬件時，經濟上才是合算的。在金屬切削機床上加工工藝的發(fā)展趨勢，是擴大采用先進的工藝過程和提高加工自 動化的程度。提高生產率，降低切削加工成本，在很大程度上取決于刀具和刀具材料的 技術可行性。高速鋼和燒結合鋁硬質合金，由于價格相對較低，工具制造簡單，耐磨性 好，強度高，所以促使其得到了廣泛的使用。新型切削材料的使用有助于增大切削用量，提高生產率，擴大經濟效益。使粉末冶 金高速鋼工具，并且用物理沉積法涂上耐磨涂層，是很有發(fā)展前途的。對于鋼件的半精加工和精加工，采用以碳化鈦、碳氮化鈦為基的無鴇硬質合金。用 細顆粒硬質合金代替高速鋼，可提高加工生產指標率。在加工韌性材料時，涂層硬質合 金獲得了越來越

15、廣泛的應用。用化學氣相沉積方法得到的陶瓷涂層的應用，可使切削速 度大大提高，而這種切削速度在以前只有用礦物陶費切削刀具或金屬陶瓷才能達到。在 加工淬火鋼，尤其是銃齒和拉削方面，以及有色金屬和合金的加工，非金屬材料的加 工，使用硬質合金也是有發(fā)展前途的。在硬質合金刀片上鑲上人造材料一多晶立方氮化硼，可用于加工硬度達HRC68的銀 銘鋼或珞鍥鋁鋼，其切削速度可達130m/inin。在加工研磨性強的輕金屬和非金屬材料 時，則采用多晶金剛石。用碳化硅纖維增強的氧化物陶窟，用于加工鍥合金、滲碳和熱處理后的鋼以及灰鑄 鐵。氮化硅陶究在廣泛的切削速度范圍下使用達1000m/min) 0氮化硅陶究現(xiàn)在用于灰

16、鑄鐵、高溫合金的加工，因為它有較高的抗擴散磨損的能力。陶瓦結合劑的立方氮化硼砂輪、多孔砂輪和數(shù)控機床用的砂輪，具有壽命長、磨削 性能穩(wěn)定的特點。今后在磨削中將使用優(yōu)質的加入合金成分的剛玉砂輪、用球形剛玉制 造的砂輪、高純度單晶剛砂輪、高強度耐熱人造單晶剛石的復合材料砂輪。磨料的新型 結合劑的開發(fā)將擴大高磨削的可能性。除了上述傳統(tǒng)切削加工方法之外，還有范圍更廣泛的非金屬加工方法：電物理和電 化學加工方法：微塑性變形尺寸加工法以及將兩種以上物理本質各不相同的加工方法合 在一起的復合加工方法化學反應，電腐蝕和磨粒加工等）。這些非傳統(tǒng)方法的合理應用 領域，是在那些采用傳統(tǒng)切削方法不經濟或在技術上不可能

17、實現(xiàn)的那些工序。這樣，切削加工由于具有廣泛的工藝可行性，所以它在使用機床的加工方法中仍會 占有優(yōu)先地位。電加工法，冷、熱擠壓，粉末冶金都只能在某些特殊領域部分地取代切 削加工。而激光加工具有相當廣闊的發(fā)展前途，在不久的將來將取代工件外形切割和通 孔鉆削。近年來，機械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī) 程。因為特種加工的微觀物理過程非常復雜，往往涉及電磁場、熱力學、流體力學、電 化學等諸多領域，其加工機理的理論研究極其困難,通常很難用簡單的解讀式來表達。近 年來，雖然各國學者采用各種理論對不同的特種加工技術進行了深入的研究，并取得了 卓越的理論成就，但離定量的實際應用尚有

18、一定的距離。然而采用每一種特種加工方法 所獲得的加工精度和表面質量與加工條件參數(shù)間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳 統(tǒng)切削加工機理的實驗統(tǒng)計方法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實際應用，但還缺乏 系統(tǒng)性。受其限制，目前特種加工的工藝參數(shù)只能憑經驗選取，還難以實現(xiàn)最優(yōu)化和自 動化，例如，電火花成形電極的沉入式加工工藝，它在占電火花成形機床總數(shù)95與以上 的非數(shù)控電火花成形加工機床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應用。雖然已有學 者對其CAD、CAPP和CAM原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數(shù)據的 缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系統(tǒng)問世。通常只能采用手I：的方法或部分借

19、助 于CAD造型、部分生成復雜電極的三維型面數(shù)據。隨著模糊數(shù)學、神經元網絡及專家系 統(tǒng)等多種人工智能技術的成熟發(fā)展，人們開始嘗試利用這一技術來建立加工效果和加工 條件之間的定量化的精度、效率、經濟性等實驗模型，并得到了初步的成果。因此，通 過實驗建模，將典型加工實例和加工經驗作為知識存儲起來，建立描述特種加工工藝規(guī) 律的可擴展性開放系統(tǒng)的條件已經成熟。并為進一步開展特種加工加工工藝過程的計算 機模擬，應用人匚智能選擇零件的工藝規(guī)程和虛擬加工奠定基礎。1.3 機床夾具的發(fā)展趨勢夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期，在機械加工過程中，夾具占有非常重要的地位，它可 靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減

20、輕了勞動的強度。隨著科學技術的不 斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類 總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場的需求 與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能 力的工廠里，約有數(shù)千甚至近萬套夾具；另一方面，在多種生產的企業(yè)中，每隔35年 就要更新50%80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10%20與左右。特別是近 年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)CFMS）等新加工技術應用，對機 床夾具提出了如下新的要求： 1

21、）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機床夾具： 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具： 5）采用以液壓站為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高生產 率： 6）提高機床夾具的標準化程度。1.4現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展趨勢夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、 環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟的方向 發(fā)展。1）高精機床加工精度提高，降低定位誤差，提高加工精度對夾具制造精度要求更高 高精度夾具定位孔距精度高達5p m

22、,夾具支承面垂直度達到0.01mm/300mln,平行度高 達0. 01mm/500mm。德國demmeler戴美樂）公司制造4m長、2m寬孔系列組合焊接夾具平 臺，其等高誤差為0.03mm：精密平口鉗平行度和垂直度5um以內：夾具重復安裝定位 精度高達5um；瑞士 ER0WA柔性夾具重復定位精度高達2機床夾具精度已提高到 微M級，世界知名夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，適應不同行業(yè)需求和經 濟性，夾具有不同型號，以及不同檔次精度標準供選擇。2）高效提高機床生產效率，雙面、四面和多件裝夾夾具產品越來越多。減少工件安 裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾

23、緊等， 快速夾緊功能部件不斷推陳出新。新型電控永磁夾具，加緊和松開工件只用12秒，夾 具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件?？s短機床上安裝與調整 夾具時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具安裝與校正。采用美國 Jergens杰金斯）公司球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內就能將夾具定位和鎖緊機床工作臺上，球 鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產效率作用。3）模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化基礎。利用模塊化設計系列化、標準化 夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)基點。省工、省時，節(jié)材.、節(jié) 能，體現(xiàn)各種先進夾具系統(tǒng)創(chuàng)新之中。模塊化設計為

24、夾具計算機輔助設計與組裝打下基 礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu) 化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具切削過程，既能為用戶提供正確、合 理夾具與元件配套方案，乂能積累使用經驗，了解市場需求，不斷改進和完善夾具系 統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網站，為夾具行業(yè)提 供信息交流、夾具產品咨詢與開發(fā)公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務通用化、遠程信 息化和經營電子商務化。4）通用、經濟夾具通用性直接影響其經濟性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng)，一次性 投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性 好，

25、夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經濟性好。德國demmeler戴美樂）公司孔 系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少配套元件，即能組裝成多種多樣焊接夾具。元 件功能強，使夾具通用性好，元件少而精，配套費用低，經濟實用才有推廣應用價值。目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機加工各種各樣的零 部件，導致改型和生產個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求 與口俱增，加工設備和工藝也向著柔性化的方向轉變。加工裝備的柔性概念和需求主要 體現(xiàn)在對設備快速性和適應性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產量之間的最佳 組合。當然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，

26、如：模塊化、可變換 化、可重新配置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得 尤為重要，現(xiàn)在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加匚中心的組合應用，使得發(fā)動 機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工工程的產量配額使用液壓夾 具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。有關統(tǒng)計資料表明液壓夾 緊相比機械夾緊節(jié)省90%95%的時間，縮小了生產循環(huán)周期，從而增加了產量也就意味 著降低了成本。當加工一長型鋁合金零件時，刀具通過時旋轉油缸可快速讓開，刀具通過后可快速復位。液壓夾具系統(tǒng)的第二項重要特點是可實現(xiàn)非常高的定位精度。關鍵在于夾緊力在 定位和夾緊過程中保持恒

27、定不變，從而確保了同一道工序下的加工質量一致性。1.5法蘭盤發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢法蘭盤由英國傳入我國，早期的工人將Flange音譯為法蘭。法蘭盤在我國機械行業(yè)、建筑行業(yè)和水利水電行業(yè)應用及其廣泛，自上世紀90年代以來，日本在我國開辟法蘭市場之后，緊,1 接著韓國和歐美等國也蜂擁而至，導致我國法蘭市場的份額大增。近幾年來，我國在法蘭的制造領域和研發(fā)領域取得了-定的突破，因產業(yè)鏈和I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(fā)現(xiàn)，近幾年全球在法蘭方面的市場容量聯(lián)創(chuàng)新高，產銷規(guī)模大幅圖1.1法蘭盤 增加，價格也居高不下。由此導致的研究領域在開發(fā)法蘭產品方面

28、也加快了步伐，各種 類型和功能的法蘭產品層出不窮。圖1.2數(shù)控龍門銃床上的法蘭盤圖1.3小段龍門銃床上的法蘭盤第2章零件的分析2.1零件的作用及結構分析法蘭Flange) 乂稱法蘭盤或者突緣，通常是指在一個類似盤狀的金屬體色的周邊開 上幾個固定用的孔用于連接其它東西的一種零件。主要用來使管子與管子相互連接的， 連接于管端；可用于連接其它零件或可用于增加其他零件強度的一種零件。法蘭上有孔 眼，可穿螺栓，使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。它可由澆鑄而成，也可由螺紋連接 或焊接構成。法蘭聯(lián)接由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成，墊片放在兩法蘭 密封面之間，擰緊螺母后，墊片表面上的比壓達到一定數(shù)值后

29、產生變形，并填滿密封面 上凹凸不平處，使聯(lián)接嚴密不漏。法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力，是管道施 工的重要連接方式。本次設計題目給定的法蘭盤(三維圖見圖2.1,二維視圖詳見附件1在數(shù)控機床里起 支承和導向作用，是回轉體零件，本法蘭盤是回轉面和平面的結合，內部由階梯和螺紋 孔組成，此零件的結構較簡單，但是零件的精度要求高，有良好的減振性，鑄造性能 好。要求有較高的耐磨性，較高的強度和回轉穩(wěn)定性。圖2.1法蘭盤三維視圖2. 2零件的生產綱領和生產類型根據設計題目給定的條件：年產量3500件，設其備品率6%,機械加工廢品率2%o 現(xiàn)制定該零件的機械加工工藝規(guī)程。技術要求如下：鑄件應消除內應力；未

30、注明鑄造圓角R2R3；鑄件表面不得 有粘砂、多肉、裂痕等缺陷；鑄件表面倒角為1X45 ；去毛刺、銳邊倒鈍；材 料：HT150,質量:1.34kgX=3785 件/年(式 2. 1查表可知該產品為中批生產。3. 3零件的工藝分析本法蘭盤其材料為HT150,質量為1.34kg。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱 性及減震性，適用于承受較大應力、要求耐磨的零件。(1法蘭盤的精度要求外圓：OSOhllmm,公差等級為IT11,表面粗糙度Rai. 6um；120lmm,未注公 差尺寸，表面粗糙度Ra3. 2um：52g6mlli,公差等級為IT6,表面粗糙度Rai. 6um。圓孔：362皿，公差等級為I

31、T7,表面粗糙度RaL 6um,與52：牌mm同軸度 0. 04；62O.O15mm,公差等級為IT6,表面粗糙度Rai. 6um：65mm,未注公差尺 寸,表面粗糙度RaL 6um。螺紋：M64xl.5mm,普通細牙螺紋，公差等級為IT6,表面粗糙度為Ra3. 2um。切面：大圓切面與1201的軸心線距離34.5二嗝麗，公差等級為IT11,表面粗 糙度為Ra3.2。(2法蘭盤的位置精度端面：52黑;mm右端面距809 mm左端面60mm,表面粗糙度為Ra3. 2um： 1201右端面距80hll左端面47mm,表面粗糙度為RaL 6um；120lmm左端面距 右端面15mm,表面粗糙度為Ra

32、3. 2um；切面：大圓切面與120土 1mm的軸心線距離34.5二;*mmc斜孔：4mm孔軸線與52聯(lián)軸線夾角為45。，且距離120外圓面33mli1。第3章零件毛坯的選擇3.1確定毛坯的制造形式毛坯的制造形式應根據生產批量的大小，零件的形狀和尺寸，零件的受力情況，工 廠現(xiàn)有的設備和技術經濟性等因素來決定。本次設計加工的零件是“法蘭盤”，年產量 為中批，材料為HT150,為了使鑄件的加工余量小以保證加工精度，一模多用模可以重 復使用，減少造模時間)以提高生產效率，所以選用金屬型澆注。由于零件形狀并不復 雜，所以毛坯形狀可以與零件的形狀盡量:接近，只待除內扎36mm、62mm,其余孔不鑄 出。

33、此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。3. 2確定整體機械加工余量及形狀查閱101P38表2.2-4、表2.2-3可得零件材料為HT150,采用金屬型澆注時，鑄件 尺寸公差等級采用CT9,機械加工余量等級為MA-G級，同時根據個加工表面鑄件機械加 工余量如下表：表3.1各表面鑄件機械加工余量表面基本尺寸mm)加工余量 等級加工余量 故內孔36mln、62mm 鑄出，而孔 18mm、3- 16. 5mm、3-(I)llmm 64mm 均 不鑄出。為簡化零件鑄造工藝，縮短鑄造周期，同時結合以下因素分析：(1圓角半徑的確定對于砂型及金屈型鑄件一般統(tǒng)一用R3或R5,本零件的鑄造圓角 半徑為R3；

34、(2對加工孔mm、52g6mn、620.015mm的同軸度有影響。對加工3- 16. 5mm、3-11mm的同軸度有影響。4. 3確定鑄件的加工表面尺寸及偏差根據鑄件表面的機械加匚余量，確定鑄件各表面基本尺寸及偏差，見表3.2o毛坯結 構尺寸見圖3.1,三維視圖見圖3. 2.表3. 2各表面鑄件基本尺寸及偏差表面加工余量零件尺寸鑄 件 基本尺寸偏差鑄件尺寸Ml3.060660.5660. 5M53.0M23.015210.5210. 5M63.0Ml3.020260.5260.5M83.0M35.052570.4 570.4M45.01201250.4 1250. 4M75.080850.48

35、50. 4KI2.036340. 1340. 4K22.0662600.4600. 4K31.6 62. 4600.4600. 4-15-/8201 北士。4 57x0 4 85 二 0S0-4-IN圖3.1毛坯圖圖3. 2法蘭盤毛坯結構三維視圖第4章工藝規(guī)程的設計4.1 基面的選擇定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中重要的工作之一。定位選擇的正確與合理，可以 使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有可能 造成零件大批報廢，使生產無法正進行的情況。4.1.1選擇粗基準因為法蘭盤可看作盤類或軸類零件，按照“保證不加工表面與加工表面相互精度原 則”的粗基準選擇原則即當零件

36、有不加工表面時，應以這些不加工表面作為粗基準：若 零件有若干個不加工表面時則應與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面作為粗 基準）。同時，52g6外圓既是精度最高又是壁厚最薄的表面，為保證加工要求。固選 52g6外圓及右端面為粗基準。4. 1.2選擇精基準法蘭盤的外圓52g6既是裝配基準，乂是設計基準。根據零件圖的設計基準來制定 工藝的精基準。由于零件的設計基準為52g6,所以在設計匚藝方案時以652g6外國為 精基準來加工各外圓表面，以52g6右端面為精基準來加工其他端面。這可避免由于基準 不重合而產生的誤差，選用外圓52g6為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。最先進行機械加工的表面是

37、精基準面A面，定位加緊方案如下：用一根兩頭帶反錐形一邊的反錐可以取下，一邊裝卸工件）的芯棒插入法蘭盤的毛坯內 孔內并夾緊，將芯棒固定在V形架上根據粗基準面C面先加I：精基準面A。4.2 、制定工藝路線5. 2.1選擇表面加工方法法蘭盤的加工面有外圓、內孔、端面、槽及小孔等。材料為HT150,查閱101P20表1.4-6、表1.4-7、表L 4-8可得其加工方法如下表4.1。表4.1各加工表面加工方法及相關信息加工表面工序工 步名 稱工序工 步余 量工序工 步基本 尺寸工序工步經濟精 度工步尺寸 及偏差表面 粗糙度公差 等級公 差52 右端面粗車Z=3IT130. 30630. 156. 3毛坯

38、Z=325120 右端面精車Z = 0.813IT70. 030131.6半精車Z=1.012.2IT90. 07413.83.2粗車Z=1.211.2IT110. 1111.86.3毛坯Z=3101.016 + 0.525表4.1續(xù)）52 外圓面精車2Z=0. 852IT60.019521.6半精車2Z=1.0 52. 8IT90. 074 52. 83.2粗車2Z=3. 2 53. 8IT110. 190 53. 86.3毛坯2Z=5570.8570. 425120 左端面半精車Z=1.015IT90. 04315.83.2粗車Z=2.016IT110. 1117.86. 3毛坯Z=318

39、1.0210.5250120 外圓面粗車2Z=5120IT100. 141206.3毛坯2Z=51251.0 1250. 52580 左端面半精車Z=1.032IT90. 06247.83.2粗車Z=2.033IT110. 16049.86. 3毛坯Z=3351.0530.52580 外圓面精車2Z-0. 880IT60. 0190801.6半精車2Z=1. 0 80. 8IT90. 074 80. 83.2粗車2Z=3. 28L8IT110. 19 81. 86. 3毛坯2Z=5850.8 850.425孔36精車2Z=0. 0436IT60.016361.6半精車2Z=0. 76 35.

40、96IT80. 039 35. 963.2粗車2Z=1.2635.2IT110. 16 35. 26. 3毛坯2Z=2341.0340. 525槽 3X0.5切槽2Z=151IT140. 165112.5毛坯2Z=6571.0570. 525孔62精車2Z=0. 262IT60.015621.6半精車2Z=0. 8 61. 8IT110. 074 61. 83.2粗車2Z=1.061IT130. 19616. 3毛坯2Z=2601.0600. 525孔662. 4精車2Z=0. 2 62. 4IT60.019062.41.6半精車2Z=0. 8 62. 2IT110. 074062.23.2粗

41、車2Z=1.4 61. 4IT130. 019061.46. 3毛坯2Z=2. 4601.0600. 525孔65不2Z=2. 665IT90. 074651.6毛坯2Z=5601.0600. 525溝槽 4X0.5切槽2Z=1. 063IT130. 062603.2毛坯2Z=3601.0600. 525鍵槽 6X5銃Z 二5IT130. 0112.5毛坯Z=5. 7480. 0225孔 3-011鉆2Z=11OuIT120. 18Oil12.5毛坯實心孔3- 36.5鉆2Z=16. 5 16. 5IT120. 18 16. 512.5毛坯實心25孔18鉆2Z=1818IT120. 18181

42、2.5毛坯實心25表4. 1續(xù)）孔4鉆2Z=44IT120. 1246.3毛坯實心25面8粗銃654IT120.3516.3毛坯8.2562.51. 062.5 + 0.525面9精銃1.534.5IT110.234.53.2粗銃2436IT120. 25366.3毛坯2862.51.062. 50. 5254. 2. 2確定工藝過程方案制定工藝路線的出發(fā)點，應當使零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批生產的條件下，可以考慮采 用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。還有，應當考慮經濟效 果，以便降低生產成本。零件加工表面

43、代號見圖4.1。D1Ml圖4.1零件加工表面代號示意圖工藝路線方案一：工序1 :鉆、擴、粗較、精錢36mm孔至圖樣尺寸。工序II：粗車、半精車、精車52mm和1201nm柱體右端面：粗車、半精車、精車 521nm和120mm外圓；車52mm、O 120mm柱體的右端面外圓倒角 1x45 o工序HI：車槽3X0. 5mm。工序【V：粗車、半精車、精車80mm和120mm柱體左端面：粗車、半精車、精車80mm外圓；車80mm、120nlm柱體的右端面外圓倒角1x45。工序V：鉆58mm孔：鉆、擴、粗較、精較62mm孔。工序VI ：鉆、擴、粗較、精較M64X 1.5mm；車M64 X 1. 5mm左

44、端的內圓倒角 1x30 o工序VIII：粗銃、精銃36mm孔內6X5mm的凹槽。工序IX：鉆120mm柱體右端面的18mm孔；鉆3-11mm孔：鉆3-616. 5mm沉 孔。匚序X :鉆中4mm斜孔o工序XI：磨削80mm、52mm外圓面：磨削120mm右端面。工序刈：粗銃、精銃C面，即120mm圓兩切除側面至圖樣尺寸。工藝XIII：檢測入庫。工藝路線方案二：工序I ：粗車、半精車、精車52mm和1201nm柱體右端面；粗車、半精干.、精車 52mm和中120mm外網：車52mm、120mm柱體的右端面外圓倒角 1x45 o工序H：車槽3X0. 5mm。工序IH：粗車、半精車、精車80mm和1

45、20mm柱體左端面；粗車、半精車、精車 80mm外圓；車80mm、120nlm柱體的右端面外圓倒角1x45。工序IV：鉆、擴、粗較、精較力36mm孔至圖樣尺寸。工序V:鉆58mm孔：鉆、擴、粗較、精錢中62mm孔。工序VI:鉆、擴、粗較、精較螺紋M64X 1.5mm；車螺紋M64X 1.5mm左端內圓倒角 1x30 oI：序VII：個62mm孔內的槽4X 1. 5mm。工序WO：粗銃、精銃36mm孔內6X5mm的凹槽。工序IX:粗銃、精銃C面，即120mm圓兩切除側面至圖樣尺寸。工序X：鉆120mm柱體左端面的618mm孔：鉆3-611mm孔：鉆3-0)16. 5mm沉 孔。工序XI：鉆4mm

46、斜孔。工序XI:磨削80mm、52mm外圓而；磨削120右端面。工藝X1H：檢測入庫。4. 2. 3工藝方案的分析與比較上述兩種工藝方案的特點在于：方案一是從工件右端加工至左端，以52mm外圓作為粗基準加工中36mm孔及 -19-/8252mm、O 120mm右端面，乂以孔為精基準加工外圓52mm和120mm。而方案二同樣以 52mm外圓作為粗基準加工右端面和外圓，調頭裝夾之后以80mm為粗基準加1：36mm 孔58mm、62mm和螺紋M64X 1. 5mm,這樣有助于,保證各孔的同軸度。方案一采用先加I：孔18mln、3-611mm、3-16. 5mm及斜孔4mm后磨削加工，最 后進行C面銃

47、削加工；而方案則采用先銃削C面再孔加工，最后進行磨削加工。一是先 銃削C面再進行孔加工要保證孔位置的難度較大,二是銃削完C面后在磨床上進行磨削 120右端面時比較困難。比較而言方案一中工序IX、工序X、工序XI、工序XII比方案二 更合理。綜上所訴，方案一和方案各有二優(yōu)缺點，所以結合兩種方案的工藝特點進行修改具 體工藝過程如下：工序I :以80mm左端面和外圓面定位，三爪卡盤夾緊：粗車面Ml、面M2BfJ 52mm和120mm右端面）；粗乍面M3、面4即521nm和120mm外圓面）；粗車孔 Kl即36mm孔）。匚序II：以粗乍的52mm外圓面及120mni右端面定位，專用夾具夾緊：粗車面 M

48、5,而（6即080mm和120mm左端面）：粗車面M7即80mm外圓而）；粗軍孔K2、 孔K3即62mm孔、62. 4mm孔）。6.349.8-0.16圖4.3工序II加工示意圖工序HI：以粗車的80mm左端面和外圓面定位，三爪卡盤夾緊：半精車面M2即120mm右端而）：半精車面13即652由外員|面）；半精車孔Kl即36mm孔）。圖4.4工序III加工示意圖0 8.窗( 己.0+3.2-21-/82工序以半精車的52mm外圓面及1201nm右端面定位，專用夾具夾緊：半精車 面M5、面M6即80mm和120mm左端面）；半精車面147即80mm外圓面）：半精車 孔K2、孔K3即62mm孔、62

49、. 1mm孔）；車圓弧Y1形成面M8即圓弧R3）。15. 8-0.043-25-/82圖4.5工序IV加工示意圖工序V：以半精車的80mm左端面和外圓面定位，三爪卡盤夾緊：精下面M2即 0120mm右端面）；精車面M3B|J O52mm外圓面）：切槽C1 （即槽3X0. 5mm：精車孔K1（即636mm；倒角DI、D2（即52mm、0120mm右端面外圓倒角1x45 o圖4.6工序V加工示意圖I：序VI：以半精車的80mm左端面和半精車的62. 4mm孔定位，專用夾具夾緊：鉆小孑LK6即4mm小孑L）。2圖4.7工序VI加工示意圖工序VII：以精車的120mm外圓而及右端而定位，專用夾具夾緊：

50、鉆孔K4、鉤鉆孔K5即 3- 11mm 孔、3- 16. 5mm 沉孔）。3-011I工廳VIII：以精車的80mm左端面和120mm外圓面定位，專用夾具夾緊：鉆旨孔K7；精銃面M9 （即120mm大圓盤距軸線 34. 5mm切面）;D6、D7去毛刺。圖4. 11工序X加工示意圖工序XI：以精車的52mm外圓面及120mm右端面定位，專用夾具夾緊：精干.面M7 即801nm外圓面）：精車孔K2、孔K3、K8即62mm孔、62. 4mm孔及65mm孔）： 切溝槽C2即4X0. 5mm溝槽）。工序XII：以精車的521nm外圓面及120mm右端面定位，專用夾具夾緊：倒角D3、D4、D5即80mm、

51、120mm右端而1x450外圓倒角及62. 4mm孔內圓倒角)：乍螺紋Ll即 M64XL5min 螺紋)。其余圖4. 13工序刈加工示意圖工序xin：檢測入庫4. 3加工設備和工藝裝備的選擇4. 3. 1機床的選擇(1工序I、II、川、IV、V、XI、刈是車削加工。本零件外輪廓尺寸不大，精度要 求不是很高，又是回轉體，固宜在車床上進行車加工。查閱101P141表4.2-2可得：工 序I、IK III. IV. V、XI選用型號為C365L轉塔式車床，中心高度=210mm。工序XII選 用型號為CK6136數(shù)控車床，主電動機功率4kW。(2工序VI、VII、VIII是鉆4mm小孔、3-11mm孔、3-D16. 5mm孔及18mm的盲 孔，可采用立式鉆床加工。查閱101P149表4.2-14可得：選用型號為Z525立式鉆床， 最大鉆孔直徑25mm,主電動機功率2.8kW,機床效率0.81。(3工序IX是銃削6X5mm鍵槽，可采用立式銃床加工。查閱10P159表4. 2-35可 得：選用型號為X51立式銃床進行加工，主軸孔徑25mm,主軸中心線至床身垂直導軌面 距離270mm。工序X是銃大圓盤切而，可采用臥式銃床進行銃平面加工。查閱7PU1表 3. 30可得：選用型號為XA5302臥式銃床，最大縱線行程680mni,進給機構允許的最大抗 力1500