2017届本科生毕业设计分类号：TH122
题目：法兰盘的加工工艺设计作者姓名：何峥
学号：
学院：机械与电子工程学院
专业：机械制造及其自动化
指导教师姓名：王楠
指导教师职称：助教
2017年5月
摘要
法兰盘通常是盘状的金属零件，它主要用于机械工程的连接环节。伴随着我国法兰盘行业的迅速发展，法兰盘的应用范围越来越广，而法兰盘作为一种连接零件，人们对它的精确度要求很高，对于材质的选取也很讲究，本文以一典型结构法兰盘为例，首先进行零件分析，了解要制造的零件的基本情况，然后根据零件的加工要求选择毛坯的材质，再计算加工余量，进而确定毛坯的尺寸，然后根据各加工面的需求，选择加工方法，制定工艺路线，根据零件形状以及精度要求选择适用的机床以及刀具，再计算出各切削用量，完成该法兰盘的数控加工编程，最后根据整体需求完成夹具的选择，最终完成了一个比较基本的法兰盘加工工艺设计。
关键词：法兰盘；加工余量；工艺路线；数控编程
ABSTRACT
The flange is usually disc-shaped metal parts, it is mainly used for connecting links in mechanical engineering. With the rapid development of China's industry of flange, flange is applied more and more widely, and as a flange connecting parts, the accuracy is very high, is also very important to select material in in this paper, a typical structure of flange as an example, the first part analysis, understand the basic situation of manufactured parts, then according to the machining requirements of the choice of blank material, then calculate the machining allowance, and then determine the size of the blank, and then according to the manufacturing of the demand, choice of processing methods, the development of process routes, according to part The shape and accuracy for machine tool and cutting tool, then calculate the amount of cutting, NC machining programming of the flange, according to the overall demand for complete fixture selection, the final completion of the process of a more basic flange design.
Key words: Flange; Machining allowance; Process line; NC programming
目录
绪论 (1)
1.零件的分析 (2)
1.1法兰盘的作用 (2)
1.2法兰盘的种类 (2)
1.3法兰盘的零件图 (3)
2.毛坯的选择 (4)
2.1毛坯的材料选择 (4)
2.2毛坯尺寸的选取 (4)
2.3加工余量的计算 (5)
3.工艺规程的设计 (6)
3.1工艺路线的拟定 (6)
3.2 机床和刀具的选择 (7)
3.3切削用量的确定 (9)
3.4数控加工编程 (16)
4.夹具设计 (20)
4.1专用夹具的设计 (20)
4.2通用夹具 (21)
结论 (22)
参考文献 (23)
附录 (24)
致谢 (26)
绪论
在法兰盘的制造历史中，首次出现法兰盘是在1809年时，由英国人Erchardt提出的，而法兰盘的采用推广直到二十世纪初才被推广。我国是在上世纪三十年代开始运用法兰进行铸造，首先是日本在我国开辟法兰盘市场，紧接着韩国以及欧洲各个国家也都接踵而至，应市场需求以及政策支持，大量的工厂以及个体加工作坊都开始大批量的生产法兰盘，我国的法兰盘市场在此推动下发展速度与日俱增，目前已经拥有高度机械化以及自动化的法兰铸造机，并且出现大量法兰的机械生产车间。基本上所有的铸造合金都可以用于法兰铸造法生产。随着行业发展法兰盘的铸造工艺也愈发成熟，最小内径可达8毫米，最大直径可达3米，最长的铸件能达到8米，法兰铸件的重量范围也能从几公斤到十几吨。
目前我国全行业绝大多数国有企业完成了改制或民营化，规模以上法兰盘企业中，国有企业仅剩9家，民营企业成为一支生力军；已经有几家法兰盘公司在国内外成功上市，利用资本市场资金实现企业的发展；有几家超过10亿元的法兰盘企业集团成立，兼备重组趋势显现；一批企业争相进行大规模的技术改造，添置现代化工艺装备，搬迁扩建，完成了企业脱胎换骨的改造，建造试验台架；“十一五”期间法兰盘行业开发了一大批具有自主知识产权的新产品。百万千瓦核电站法兰盘国产化取得了重大突破，核电法兰盘国产化率已经由4年前的6%提高到75%以上；天然气长输管线全焊接管线球阀48%以下全焊接管线球阀可以全部实现国产化；“十一五”期间我国火电法兰盘的制造水平和产品质量有了大幅度的提高，为亚临界、超临界和超超临界火电机组提供了大量法兰盘。
预测今后几年，法兰盘市场每年的增长率为20%左右。但市场竞争更加激烈，并呈现两极化特点。一般通用法兰盘的竞争将更加激烈，许多法兰盘企业参与同一个项目的竞争；高端法兰盘市场将逐步被少数几家骨干法兰盘企业集团所垄断；但是，由于法兰盘行业的集中度极低，资源分散，大量的资源一定时期内仍然存在于低端法兰盘领域，生产能力又极其不均衡，靠市场竞争的优
胜劣汰，法兰盘行业的重组兼并必然到来，但是需要一个较长的过程。随着行业装备条件、技术水平的不断提高，我国法兰盘产品也在向更高层次发展。国内法兰盘行业的总体水平将大大提升，关键法兰盘技术将逐步得到突破，中国将成为优质法兰盘的生产制造和出口国。
1.零件的分析
1.1法兰盘的作用
法兰盘又称法兰或者突缘，通常是指在一个盘状物体，周边开上几个固定用的孔用于连接其它零件。人们普遍把它用来使管子之间相互连接，大多连接于管端处。法兰盘可由浇铸而成，也可由螺纹连接或者焊接构成。法兰盘上有孔眼，可在两法兰盘之间用螺栓串联，使法兰盘之间紧连。法兰盘之间是用衬垫完成密封的，垫片放置于两法兰盘密封面之间，当螺母被上紧之后，垫片表面的压力达到一定的承受数值，垫片就会产生变形，从而填满密封面上原有的凹凸不平，进一步完成法兰盘之间的密封。法兰盘的连接在工程中使用方便，其连接作用能够承受比较大的压力，是管道施工中的常用的连接方式之一，而平时我们并没有过多看见法兰盘是因为在家庭管道的使用中，管道很直径小，而且都是低压，这种管道连接通常使用更为简易的螺纹连接或是热熔连接，基本不会使用法兰盘连接，但如果在一个锅炉房或者是在生产现场的话，管道连接应该都是使用法兰盘的。
1.2法兰盘的种类
法兰盘是一种非常常见的零件，它的分类方式很多，常用的有以下三种：
1）按所连接的部件可分为：容器法兰、管法兰；
2）按结构形式可分为：平焊板式、平焊环松套式、卷边松套式、对焊卷边松套式、对焊环松套式、对焊式、带颈螺纹连接式、整体式及法兰盖；
3）按连接方式可分为：板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、承插焊法兰、螺纹法兰、法兰盖、带颈对焊环松套法兰、平焊环松套法兰、环槽面法兰、大直径平板法兰、大直径高颈法兰、八字盲板、对焊环松套法兰、旋转法兰、锚固法兰、堆焊/覆焊法兰。
法兰盘的应用范围很广，在很多行业都有所涉及，所以按照行业标准法兰盘有了不同的分类，按照行业标准法兰盘分为以下3大类：
1）按化工行业标准分：整体法兰、螺纹法兰、板式平焊法兰、带径对焊法兰、带颈平焊法兰、承插焊法兰、对焊环松套法兰、平焊环松套法兰、衬里法兰盖、法兰盖。
2）按石化行业标准分：螺纹法兰、对焊法兰、平焊法兰、承插焊法兰、松套法兰、法兰盖。
3）按机械行业标准分：整体法兰、对焊法兰、板式平焊法兰、对焊环板式松套法兰、平焊环板式松套法兰、翻边环板式松套法兰、法兰盖。
1.3法兰盘的零件图
本次设计我选取的是一个比较基本的法兰盘零件，这个法兰盘是由Φ80和Φ160圆柱体组成，外圆柱Φ160均布六个Φ14通孔，对称分布，内圆柱Φ80上有一小槽用来放置橡胶圈。该法兰盘结构简单，孔多刚性较好。
图1-1 法兰盘零件图
2.毛坯的选择
2.1毛坯的材料选择
本次制作的法兰盘外形结构比较简单，刚度要求高，而铸造法兰盘的内部组织疏松，如果选用铸造法兰盘的话，该零件的强度、精度难以保证；锻制法兰盘成本过高，而且在颈交接处很容易发生应力集中，影响该零件的强度；好在轧制法兰盘的组织分布均匀，金属晶粒排列整齐严密，零件成型快，成本低，零件质量好。
所以本次毛坯选择45钢材料的轧制毛坯，毛坯的尺寸会根据各工序的加工余量以及总加工余量来确定。
2.2毛坯尺寸的选取
毛坯选用φ164×67的45钢圆柱材料。
图2-1毛坯尺寸图
2.3加工余量的计算
Z右端面
φ=2mm
80
Z左端面
φ=10mm
160
Z右端面
φ=2mm
160
Z外圆
φ=2Z=4mm
160
Z外圆
φ=2Z=80mm
80
粗车φ80右端面尺寸=42-1.5=40.5mm；
半精车φ80右端面尺寸=40.5-0.5=40mm；
粗车φ80外圆尺寸=160-2×39=82mm；
半精车φ80外圆尺寸=82-2×0.8=80.4mm；
精车φ80外圆尺寸=80.4-2×0.2=80mm；
粗车φ160外圆尺寸=164-2×1.4=161.2mm；
半精车φ160外圆尺寸=161.2-2×0.6=160mm；粗车φ160右端面尺寸=27-1=26mm；
半精车φ160右端面尺寸=26-0.8=25.2mm；精车φ160右端面尺寸=25.2-0.2=25mm；
粗车φ160左端面尺寸=25-9.5=15.5mm；
半精车φ160左端面尺寸=15.5-0.5=15mm；选用材料为45#钢，φ164×67的毛坯。
3.工艺规程的设计
3.1工艺路线的拟定
3.1.1加工方法的选择
本零件的加工面有外圆、内孔、端面等，材料为45#钢。参考《机械制造工艺及计算机辅助工艺设计》表2—4、表2—5、表2—6等，其加工方法选择如下：1）φ80mm右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT8，表面粗μ，采用的加工方法为粗车→半精车。
糙度为Ra3.2m
2）φ160mm外圆面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT8，表面μ，采用粗车→半精车的加工方法，倒角用车刀加工。
粗糙度为Ra3.2m
3）φ80mm外圆面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT8，表面粗μ，采用粗车→半精车→精车的加工方法，倒角用车刀加工。
糙度为Ra1.6m
4）φ80mm的槽：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，采用的加工方法为车槽。
5）φ160mm左端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT8，表面μ，采用的加工方法为粗车→半精车。
粗糙度为Ra3.2m
6）φ160mm右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT8，表面μ，采用粗车→半精车→精车的加工方法。
粗糙度为Ra1.6m
7）φ14mm孔：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙μ，采用的加工方法为钻孔。
度为Ra12.5m
3.1.2制定工艺路线方案
工序Ⅰ粗车毛坯右端面和外圆，粗车φ80mm外圆，半精车φ80mm右端面和外圆，半精车φ160mm圆柱体右端面，车φ80mm倒角，精车φ80mm外圆和φ160mm右
端面，车φ160mm的倒角，半精车φ160mm外圆，车φ80mm外圆的槽；
工序Ⅱ粗车φ160mm左端面和外圆，半精车φ160mm左端面和外圆；
工序Ⅲ钻削φ14mm的孔；
工序Ⅳ检测入库。
3.2 机床和刀具的选择
3.2.1机床的选择
机床的种类很多，依用途和功能区可分为多种，其中：
1）普通车床的加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。
2）转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。
3）自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。
4）多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3～5倍。
5）仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。
6）立式车床的主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，一般分为单柱和双柱两大类。
7）铲齿车床在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。
8）专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、
车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。
9）联合车床主要用于车削加工，但附加一些特殊部件和附件后，还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工，具有“一机多能”的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站上的修配工作。
10）数控车床是数字程序控制车床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床。
为了加工精确，保证要求，本次加工选用数控车床。本零件从外形来看，属于回转体，所以各端面外圆表面可一在车床上加工。由于精度等要求不是特别高，且生产类型为小批生产，所以选择CK3221型号，FANUC OI MATE 系统。为了达到各孔的位置要求和降低生产成本，钻削孔的加工选择在数控加工中心上加工。初步确定为 3 轴立式加工中心，FANUC O I MA TE系统。
3.2.2刀具的选择
车削：由于本零件精度要求一般毛坯为45钢刚度不是太高，参考《切削用量简明手册》表1.3、《金属切削原理与刀具》表2～4 表4～11 所以粗车选用硬质合金钢车刀牌号YT5，半精车和精车选用硬质合金钢车刀，牌号YT15。选择刀杆横截面B×H 为16×25。前刀面形状：粗车和精车均选择平面型。粗车前角选12°后角选8°，精车车刀前角15°后角7°。主偏角：精车车刀选75°，粗车车刀选70°。副偏角:精车车刀8°，粗车车刀13°。刃倾角：精车车刀1°，粗车车刀-2°。刀尖圆弧半径：精车车刀0.5，粗车车刀1.2。
钻削：根据各孔的加工精度，参考《机械制造工艺设计简明手册》确定各孔的刀具?14mm直柄麻花钻。
车槽：刀头与刀身对称，宽3mm切槽刀。
刀具在车床的代号：T1～粗车刀，T2～精车刀，T3～切槽刀。
刀具在加工中心的代号：T4～ 14mm直柄麻花钻。
3.3切削用量的确定 3.3.1粗车
粗车毛坯的端面和外圆
1）根据上述加工余量得p a =1.5mm 。
2）根据《金属切削原理与刀具》表4-13，当刀杆尺寸为16×25 mm 2，p a ≤3mm ，以及工件直径为164mm 时，f =0.8~1.2r mm ，根据实际情况车床CK3221取 f =0.9r mm 。
3）计算切削速度，按《切削用量手册》表1.27，切削速度的计算公式为(寿命T=30min ）
v y x p m v
k f
a T C v v
v
=
（3-1）
其中修正系数v k 查《切削用量手册》表1.28，得：
Mv k =1.25，sv k =0.8 ，kv k =1.04 ，krv k =0.92 ，Bv k =0.97
其中v C =235，v x =0.18，v y =0.8，m=0.2，将数值代入式（3-1）得：
()()
8.018.02
.09.05.130235
??=
v ×1.25×0.8×1.04×0.92×0.97=111.7min m 4）根据《数控车床编程与操作实训教程》公式确定实际的主轴转速：
n=
W πd 1000v = min r 9.216164
π7
.1111000≈?? 按实际情况得n =200min r ，所以实际切削速度v=100min m 。
5）检验机床功率，根据《金属切削原理与刀具》中表3-6得单位切削力
21962mm N p =，《金属切削原理与刀具》P127公式4.13得m p 为：
车床CK3221型电动机功率为kw p E 5.7=。若机床传动效率78.0=m η，则： 所以机床电动机满足切削加工的要求。
6）切削工时，根据《机械制造工艺设计简明手册》表6-1得：
m t =
f
n l w 1
l + （3-2） 其中l=42.5mm 1l =1.5mm ，将数值代入式（3-2）得： m t =15s
2粗车φ80外圆
1）根据上述加工余量得p a =2mm 。
2）根据《金属切削原理与刀具》表4-13，当刀杆尺寸为16×25mm 2，p a ≤3mm ，以及工件直径为140mm 时，f =0.8~1.2r mm ，根据实际情况车床CK3221取 f =0.9r mm 。
3）计算切削速度，按《切削用量手册》表1.27，切削速度的计算公式为： v y x p m v
k f
a T C v v
v
=
（3-3）
其中：T=30min ，v C =235，v x =0.18，v y =0.8，m=0.2。修正系数v k 查《切削用量手册》表1.28，得：
Mv k =1.25，sv k =0.8 ，kv k =1.04 ，krv k =0.92 ，Bv k =0.97
将数值代入式（3-3）得：
()()
8.018.02
.09.0230235
??=
v ×1.25×0.8×1.04×0.92×0.97=106.4min m 4）确定机的主轴转速：
n=
W πd 1000v = min r 9.242140
π4
.1061000≈?? 按实际情况得n =240min r ，所以实际切削速度v=100min m 。
5）检验机床功率，根据《金属切削原理与刀具》表3-6查得单位切削力
21962mm N p =，所以切削功率m p 为：
车床CK3221型电动机功率为kw p E 5.7=。若机床传动效率8.0=m η，则：
所以机床电动机满足切削加工的要求。
6）当工件直径为切削到120mm ，根据上述得切削速度v=106.4min r ，f =0.9r mm ，p a =2mm ，确定机的主轴转速：
n=
W πd 1000v = min r 38.282120
π4
.1061000≈?? 按实际情况得n =280min r 。
7）当工件直径为切削到100mm ，根据上述得切削速度v=106.4min m ，f =0.9r mm ，p a =2mm ，确定机的主轴转速：
n=
W πd 1000v = min r 85.338100
π4
.1061000≈?? 按实际情况得n =338min r 。
8）切削工时，根据《机械制造工艺设计简明手册》表6-1得： m t =
f
n 1w 1l +
f
n 2w 2l +
f
n 3w 3l （3-4）
其中1l =2l =3l =38.5mm ，将数值代入式（3-4）得：
m t =11+10+8=29s
3.3.2半精车
3.3.2.1.半精车φ80端面
1）根据上述加工余量得p a =0.5mm 。
2）根据图1-1得表面粗糙度Ra3.2m μ，查《金属切削原理与刀具》表4-14得f =0.25~0.3r mm ，根据实际情况车床CK3221取 f =0.28r mm 。
3）计算切削速度，按根据上述条件查《金属切削原理与刀具》表4-15选
v =130min m ～160min m 。
4）确定机床的主轴转速：
n=
W
πd 1000v =
=?28π1000v
504.89～621.41min r 按实际情况得n =600min r ，所以实际切削速度v=154min m 。
5）切削工时，根据《机械制造工艺设计简明手册》表6-1得： m t =
f
n w l （3-5）
其中l =0.5mm ，将数值代入式（3-5）得：
m t =0.2s
3.3.2.2.半精车φ80外圆
1）根据上述得加工余量p a =0.8mm 。
2）根据图1-1得表面粗糙度Ra3.2m μ，《金属切削原理与刀具》表4-14查得f =0.25~0.3r mm ，根据实际情况车床CK3221取 f =0.25r mm 。
3）计算切削速度，按根据上述条件查《金属切削原理与刀具》表4-15选
v =130min m ～160min m 。
4）确定机床的主轴转速：
n=
W
πd 1000v =
=?28π1000v
504.89～621.41min r 按实际情况得n =600min r ，所以实际切削速度v=154min m 。 5）切削工时，根据《机械制造工艺设计简明手册》表6-1得： m t =
f
n w l （3-6）
其中l =38.5mm ，将数值代入式（3-6）得：
m t =15.4s
查经《金属切削原理与刀具》表4-14，4-15，《切削用量手册》表1.10得半精车的时候参数都属于同一范围内，得半精车时机床的主轴转速，切削速度统一为
n =600min r ，v=154min m 。
3.3.3精车
3.3.3.1.精车φ80外圆和φ160右端面
1）根据上述加工余量得p a =0.2mm 。
2）根据图1-1得表面粗糙度Ra1.6m μ，查《金属切削原理与刀具》表4-14可得f =0.08～0.2r mm ，根据实际情况车床CK3221取 f =0.1r mm 。
3）计算切削速度，按根据上述条件查《切削用量手册》表1.10选v =250min m 。 4）确定机床的主轴转速：
n=
W
πd 1000v =
≈?4.08π1000v
990.27min r 按实际情况得n =990min r ，所以实际切削速度v=250min m 。 5）切削工时，根据《机械制造工艺设计简明手册》表6-1得： m t =
f
n 1w 1l +
f
n 2w 2l （3-7）
其中1l =38.5mm ，2l =0.2mm ，将数值代入（3-7）得：
m t =23+0.12=23.12s
查《金属切削原理与刀具》表4-14，4-15，《切削用量手册》表1.10得精车的时候参数都属于同一范围内，得精车时机床的主轴转速，切削速度统一为
n =990min r ，v=250min m 。
3.3.4钻削 3.3.
4.1钻14φ的孔
1）进给量的确定
根据《切削用量手册》表 2.7，设计的孔的加工要求为IT13，材料的强度
MPa b 800<σ，mm d o 14=，得=f 0.31～0.37r mm 。
根据《切削用量手册》表2.8，当MPa MPa b 840620<<σ，mm d o 14=，钻头强
度允许的进给量=f 0.65r mm ，根据实际情况得=f 0.35r mm 。
2）切削速度的确定
根据《切削用量手册》表2.14，得加工材料45#钢的b σ属于加工属性的第6类，
mm d o 14=，《切削用量手册》表2.13，选出v=12min m 。
3）确定钻头的转速
n=
W
πd 1000v =
≈??14π12
1000272.98min r 实际钻头转速取n=270min r 。
4）切削工时，根据《机械制造工艺设计简明手册》表6-1得： m t =
f
n w l （3-8）
其中l =15mm ，将数值代入式（3-8）得：
m t =9.5s
表3-1切削用量
主轴转速
车削速度
背吃刀量
粗车毛坯外圆和端面 200 0.9 100 1.5 粗车φ160外圆 200 0.9 100 2 粗车φ140外圆 240 0.9 100 2 粗车φ120外圆 280 0.9 100 2 粗车φ100外圆 338 0.9 100 2 半精车端面和外圆 600 0.28 154 0.5 半精车φ80外圆 600 0.25 154 0.8 半精车φ160右端面 600 0.25 154 0.8 精车φ80外圆 990 0.1 250 0.2 精车φ160右端面
990 0.1 250 0.2 车槽 600 0.02 5.65 2 钻孔
270
0.35
12
7
3.4数控加工编程
O0001 工序1
G99 T1 M08; 粗车端面和外圆
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：粗车车削循环至 80外圆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;
摘要 法兰盘作为生活中一种常用的零件,它的外形是一个近似盘类的金属块，并在其周围均匀的开通孔用来连接另外的零件，与之匹配的还有垫圈螺栓之类的零件，起到密封以及防止变形的作用，用螺栓起到连接的作用，一般情况下法兰盘都是成对使用的。本次我的毕业论文设计的题目是CK6140车床法兰盘零件的工艺规程和其专用夹具的设计，本文主要内容如下： 首先，我们要对该法兰盘的零件进行分析，包括选用什么样的材质，以及选用该材质运用什么样的制造方法得出，根据法兰盘零件的材质考虑用锻造还是铸造。主要是针对其零件的作用分析以及工艺性分析，通过对该零件认真透彻的分析，则可以了解该工件的基本构造情况，如果想要进一步了解该法兰盘零件的加工表面和加工工艺要求，则需要对其进行工艺分析，接下来就可以按照零件图提出的加工要求来确定毛坯图的尺寸以及要求。 其次，如果要确定该零件加工过程中的粗基准与精基准如何选择，就要对其进行基面的选择。再按照选好的基准，用来确定该工件的加工工艺路线，一般情况下，当加工一个零件的时候，则要制定两种或两种以上的工艺路线，通过比对这两种工艺方案，再根据零件的尺寸精度、几何形状以及位置精度等级的技术分析选择出一条合理的工序路线。 然后，根据上面已经选定好的工序路线，选择合适的机床、量具以及刀具，并计算每一步的切削用量以及加工工时。 最后，设计专用夹具，在设计前先分析零件，之后参考相关的机床夹具手册设计构思出自己的原理来，紧接着设计出夹具方案，该方案既要满足零件的加工精度要求，还要能合理的对工件进行安装、定位以及夹紧；接下来参考零件的技术等级要求，选择出合理且相对应的材料。 在完成了所有的设计以及计算后，运用AutoCAD对其进行二维图形的绘制，并标注相关的尺寸以及技术要求，这样，就可以使读者清楚的了解所讲述的内容。关键词：法兰盘，工艺卡片，零件图，夹具设计
序言 课程设计是我们在学完大学的全部课程后进行的.是我们对大学四年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练.这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识.独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件，床法兰盘的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力。也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。对未来的工作发展打下一个良好的基础。 第一章零件分析 一﹑零件的功用分析 题目所给的零件是法兰盘，法兰盘起联接作用是车床上的重要零件。 二﹑零件的工艺分析 从零件图看，法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以 mm为 φ200.045 中心,包括: 两个φ
艺工程、简化工艺装备结构与种类、提高生产效率。 1.粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量；二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的。但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量。应选加工余量最小的面为粗基准，这就是粗基准选择原则里的余量足够原则。现选取Φ45mm外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件消除工件的六个自由度，达到完全定位。 2．精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 三、选择加工方法 1.面的加工 面的加工方法有很多，有车，铣，刨，磨，拉等。对于上下端面和Φ90距离轴线为24和30mm的2个平面，粗糙度要求较高。前者可以用车床车，后面可以用铣床铣，然后精沙精磨达到要求；后者在铣床洗后再到磨
法兰盘加工工艺过程 工序号工序 名称 工序内容工序简图设备 01 除砂 02 车 ①卡主大端粗车小 端 ②外圆周面 ?52.2*13及各端 面 ②粗车孔?30*20； 车床
03 车①以小端面外圆周 面和端面为基准， 粗车大端圆周面 ?81*32， ?122*15.3及各端 面； ②粗车内孔?62， ?52*3及各端面； ③精车外圆周面 ?80h11,?120*15. 3 ④车螺纹底孔 ?62.4*20，车30 度锥面车螺纹 M64*1.5； ⑤割槽4*1.5（距离 左端16），4*0.5 以B为基准； ⑥倒角C1,圆角R3; 车床
工序号工 序 名 称 工序内 容 工序简图设 备 04 精 车 小 端 面①以大 端面 和外 圆柱 面为 基 准， 精车 小端 外圆 ?52. 3保 证 47.3 的尺 寸； 精车 孔 ?36+0 .02 ②割槽 3*0. 5； ③倒角 C1; 车 床
05 钻①以端 面A 为基 准钻 三个 ?11 的通 孔； 钻 ?16. 5的 孔； 钻孔 ?18* 2； ②倒角 C1; 钻 床 工序号工 序 名 称 工序 内容 工序简图设 备 06 磨①用 同心 轴插 入大 端孔 精磨 小端 外圆 周面 及端 面至 尺寸； 磨 床
07 插 槽①用 插 刀 插 出 6* 6 槽 ； ②倒 角 C1 ; 插 床 工序号工 序 名 称 工序 内容 工序简图设 备
08 钳钻?4 的孔修去毛刺钳床 09 铣①铣 端 台 M; ②铣 端 台 N; ③倒 角 C1 ; 铣 床 10 检按图 样要 求检 验
831004法兰盘加工工艺卡片 班级学号姓名 机械加工工序卡片工序名称 粗车Φ10012.0 34 .0 - - mm端面及外圆 柱面，粗车B面，粗车Φ90外 圆柱面 工序号 1 1020114 30 石真卫 零件名称CA6140车床法兰盘零件号831004 零件数量 1 同时加工零件数 1 材料HT200 毛坯 设备夹具辅助工具 名称型号 专用夹具游标卡尺 转塔式车床C365L 安装工步安装及工步说明刀具走刀次数 (次） 走刀长度 （mm) 切削深度 (mm) 进给量 (mm/r) 切削速度 (m/min) 基本工时 (min) 1 1 以Φ0 017 .0 45 - mm端面及外圆柱面定位，粗车Φ 10012.0 34 .0 - - mm端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Φ90 外圆柱面 90?焊接 式直头 外圆车 刀 1 1 1 1 1.2 1.2 4 1.2 0.9 0.9 0.9 0.8 158.6 132 133 122 0.098 0.1 1.25 0.07
班级学号姓名 机械加工工序卡片工序名称粗车Φ0 017 .0 45 - mm端面及外圆 柱面，粗车Φ90mm右端面。 工序号 2 1020114 30 石真卫 零件名称CA6140车床法兰盘零件号831004 零件数量 1 同时加工零件数 1 材料HT200 毛坯 设备夹具辅助工具 名称型号 专用夹具游标卡尺 转塔式车床C365L 安装工步安装及工步说明刀具走刀次数 (次） 走刀长度 （mm) 切削深度 (mm) 进给量 (mm/r) 切削速度 (m/min) 基本工时 (min) 1 1 以Φ10012.0 34 .0 - - mm端面及外圆柱面定位，粗车Φ 017 .0 45 - mm端面及外圆柱面，粗车Φ90mm右端面。 90?焊接 式直头 外圆车 刀 1 1 1 1.2 1.3 1.2 0.9 0.8 0.8 187 89 122 0.06 0.09 0.07
目录 1 引论 (2) 2 零件工艺性分析 (3) 2.1 零件的作用 (3) 2.2 零件的生产类型 (3) 2.3 零件技术要求分析 (4) 2.4 零件的毛坯类型和制造方法 (4) 3 加工工艺设计 (5) 3.1 基准的选择 (5) 3.2 拟定加工工艺路线 (5) 3.3 刀具的选择 (7) 3.4 选择切削用量和基本工时 (8) 4 夹具设计 (20) 4.1 指定装夹 (20) 4.2 定位方案设计 (20) 4.3 夹紧方案设计 (22) 4.4 夹具简要操作说明 (24) 5 结语 (25) 参考文献 (26) 摘要 随着社会的发展和人类的进步，人们对日常生活和工作中的材料的需求也变得非常多样化和复杂。传统的简单产品已经不能满足人们的需求了。此外，在企业和工厂的经营中，所需的工具不断完善和多样化，给制造业带来了新的问题。个性化社会导致制造产品的定制越来越少，更多的是需求更多的品种较少的质量，这一小部分的生产方式的价值是对传统机械加工行业的挑战。加工技术是一
种新兴的科学理论和方法，可以解决制造和制造过程中存在的问题和矛盾。 本次设计，首先要分析零件的功能和用途，法兰盘的种类的不同也就导致许多对于法兰盘的加工也不应相同。因此，针对处于需求而设计法兰盘零件的加工工艺过程中，应制定详细的加工方案和夹具设计，目的是优化特法兰盘加工步骤和减少批量生产零件的成本。在机械加工中，要分析零件，制定工艺规程，制定合理的工艺路线。设计出对应的夹具。熟练应用CAD制图软件，完成设计。 关键词：法兰盘零件；工艺规程；夹具设计 Abstract With the development of society and human progress, people's demand for materials in daily life and work has become very diverse and complex. Traditional simple products can no longer meet people's needs. In addition, in the operation of enterprises and factories, the tools needed are constantly improved and diversified, which brings new problems to the manufacturing industry. The individualized society leads to fewer customizations of manufacturing products and more demands for more varieties and less quality. The value of this small part of production mode is a challenge to the traditional mechanical processing industry. Processing technology is a new scientific theory and method, which can solve the problems and contradictions in the manufacturing process. Flange parts as the theme of design, first of all, to analyze the function and use of parts, the different types of flange also lead to many different processing of flange. Therefore, in order to optimize the processing steps of special flange and reduce the cost of mass production parts, detailed processing plan and fixture design should be formulated in the process of designing flange parts processing technology according to the demand. Keywords:Flange parts; Process regulations; Fixture design 1 引论 这个题目让我学机械零件加工过程的知识，对系统和应用进行了复习，不仅检查了我的知识阅读能力，还将锻炼我的理论在实践应用能力、软件操作能力和图形表达能力的结构等方面。 通过这次毕业设计来提高我的研究绘制能力,语言表达能力、专业知识、综
前言 本设计起源于装配制造业法兰盘工艺设计与数控技术，通过此次毕业设计，可以初步掌握对中等复杂零件进行数控加工工艺规程的编制，学会查阅有关资料，能合理编制数控加工过程卡片、数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、数控编程等工艺文件，能合理的确定加工工序的定位与夹紧方案。能使用AutoCAD正确绘制机械零件的二维图形，能通过使用软件对零件进行三维图的绘制，可以提高结构设计能力及建模能力。编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。在毕业设计工作中，学会综合运用多学科的理论知识与实际操作技能，分析与解决设计任务书中的相关问题。在毕业设计中，综合运用数控加工刀具和数控工艺、工装夹具的设计等专业知识来分析与解决毕业设计中的相关问题。依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书；掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范；掌握实验、测试等科学研究的基本方法；以及与解决工程实际问题的能力。
第1章．零件的分析 零件的分析和特点： 法兰盘是使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。法兰上有孔眼，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。 该零件为双35自行高射炮的冷却回路上的法兰盘，为盘类零件。用于引导特殊冷却液。法兰盘小外圆与冷却液回路管头联接，大外圆与冷却液进入高压泵前的管头联接，法兰盘外圆相配，保证管路同心。 零件图纸及工艺分析： 本次设计的法兰盘图纸：参见图1-1 图 1-1 法兰盘图纸 该零件外形尺寸为Ф52mm*15mm。 主要尺寸、表面粗糙度要求见表1-2，公差等级见附录1.
表1-2 尺寸公差及粗糙度 加工表面尺寸 mm公差等级表面粗糙度μm 零件外表面 Φ52IT8 Φ27IT6 ΦIT6 零件内表面 Φ10IT13 Φ20IT9 4-ΦIT9 形位公差要求:保证Ф外圆与Ф27mm基准面A的同轴度； 保证Ф52mm外圆侧边与基准面A的垂直度。 零件的UG三维视图：参见图1-3 图1-3 法兰盘三维视图
中北大学机械工程系机械加工工艺过程卡片零件 编号 零件名称 （CA6140）法兰盘 工 序号工序名称 设备夹具刀具量具 工时名称型号名称规格名称规格名称规格 1 铸 2 热处理 3 粗车φ100柱体左端 面、外圆，粗车B面 卧式车床CA6140 三爪卡盘车刀游标卡尺0.83(min) 4 钻中心孔φ18，扩孔 φ19.8，粗铰φ19.94、 精绞Φ20孔 立式摇臂 钻床 Z525 专用夹具 高速钢钻头 W18Cr4V 游标卡尺、千分尺0.78(min) 5 粗车右φ45柱体右 端面、外圆，φ90外 圆及右端面 卧式车床CA6140 三爪卡盘车刀游标卡尺227.9min 6 半精车φ100左端 面、外圆，半精车B 面并倒角C1.5，半精 车φ90外圆，φ20 左侧倒角C1 卧式车床CA6140 三爪卡盘车刀游标卡尺230.45min 7 半精车右φ45外圆 及右端面，倒角C7， 半精车φ90右侧面， 切槽3×2，车φ20孔 右端倒角C1 卧式车床CA6140三爪卡盘车刀游标卡尺75.02min
8 精车φ100柱体左 端面、外圆，精车B 面，车过渡圆角R5 卧式车床CA6140三爪卡盘车刀游标卡尺62.99min 9 粗铣、精铣φ90mm 柱体的两侧面 铣床X63专用夹具 硬质合金镶齿套 面铣刀YT15 游标卡尺62.99min 10 钻4XΦ9mm透孔立式摇臂 钻床 Z525专用夹具 高速钢麻花钻 Φ9 游标卡尺、千分尺 11 钻φ4孔，扩φ6孔立式摇臂 钻床 z525专用夹具 高速钢麻花钻 Φ4高速钢麻花 钻Φ6 游标卡尺、千分尺 12 金刚石车Φ45mm外 圆、φ90mm右侧面 卧式车床CA6140三爪卡盘车刀游标卡尺 13 磨削B面万能外圆 磨床 M114W 砂轮游标卡尺 14 磨削外圆面 φ100mm、φ90mm 万能外圆 磨床 M114W 砂轮游标卡尺 15 磨削φ90凸台距离 轴线24mm的侧平面 万能外圆 磨床 M114W 砂轮游标卡尺 16 B面抛光钳工台游标卡尺 17 Φ100mm划线刻字 18 Φ100mm外圆无光 镀铬 铬离子缸 19 检测入库检验台游标卡尺、千分尺、塞规、卡规
广东工业大学华立学院 课程设计（论文） 课程名称机械制造技术基础 题目名称法兰盘制造工艺 学部（系）机电与信息工程学部 专业班级10机械设计制造及其自动化3班学 20 12 年12 月28 日
序言 随着社会的发展、科技的进步，机械行业对专业人才的需求在不断变化，特别是随着数控技术的应用和先进设备的增加，对既有扎实专业理论基础，又会动手的职业技术人才需求越来越多。所以为了深化课程学习，我以极高的热情对待这次课程设计。通过课程设计这一实践环节，使我更好地理解和掌握本课程的基本理论和方法，进一步提高查阅技术资料、绘制零件图等能力,按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，并对其中某些机构进行分析和设计。” “以设计为主线，分析为设计服务，立足点是机械系统的方案设计”是机械制造工艺与装备设计的新体系。 通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： ⑴能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 ⑵提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 ⑶学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 我们应该能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，能熟练运用有关手册、图表等技术资料，进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。
课程设计--法兰盘加工工艺规程设计
法兰盘加工工艺规程设计
目录 第一部分工艺设计说明书 (1) 1.零件图工艺性分析 (1) 1.1零件结构功用分析 (1) 1.2零件技术条件分析 (1) 1. 3零件结构工艺性分析 (2) 2.毛坯选择 (3) 2.1毛坯类型 (3) 2.2毛坯余量确定 (4) 2.3毛坯－零件合图草图 (4) 3．机加工工艺路线确定 (4) 3.1加工方法分析确定 (4) 3.2加工顺序的安排 (5) 3.3定位基准选择 (6) 3.4加工阶段的划分说明 (7) 3.5主要机加工工序简图 (7) 4.工序尺寸及其公差确定 (14) 5.设备及其工艺装备确定 (20) 6．切削用量及工时定额确定 (21) 第二部分第8号工序夹具设计说明书 (31) 1工序尺寸精度分析 (31)
2.定位方案确定 (32) 4.定位误差分析计算 (34) 5.设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板： (35) 6.夹具总装草图 (35) 第三部分第4号工序刀具设计说明书 (36) 1.工序尺寸精度分析 (36) 2.刀具类型确定 (36) 3.刀具设计参数确定 (36) 4.刀具工作草图 (40) 第四部分第15号工序量具设计说明书 (40) 1.工序尺寸精度分析 (40) 2.量具类型确定 (41) 3.极限量具尺寸公差确定 (41) 4.极限量具尺寸公差带图 (41) 5. 极限量具结构设计 (42) 第五部分毕业设计体会 (42)
第一部分 工艺设计说明书 1. 零件图工艺性分析 1.1零件结构功用分析 法兰盘是可用于连接其他零件或可用 于增加其他零件强度的一种零件。本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。 1.2零件技术条件分析 1）法兰盘本身精度： 外圆φ80 19 .00-+尺寸公差等级IT11，表面 粗糙度Ra 为1.6μm ，φ52029.001 .0--尺寸公差 等级为IT6，表面粗糙度Ra 为1.6μm ，φ1201±尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra 为3.2μm ，内孔φ62015.0±公差等级为 IT7，φ36002.0-+尺寸公差等级IT6，φ65表面粗糙度Ra 为1.6μm ，距离φ36002.0-+为34.580 .030.0--的平面公差等级IT13。 2）位置精度，内孔φ62015.0±相对于基准面A 、B 的跳动量要求为0.04。
法兰盘加工工艺 1零件的工艺分析 法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ60H11为中心 ,包括:一 个Φ062 .0070mm 的端面,一个Φ70K6的端面，尺寸为Φ035.0120-mm 的圆柱面,长度为20mm 的外 圆柱面，以及三个大径为Φ16043.00+mm 小径为Φ10043.00+mm 的螺栓孔 这组加工表面是以Φ60H11为中心,其余加工面都与它有位置关系,可以先加工Φ 062 .00 70mm 的端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 2工艺规程设计 2.1确定毛坯 该零件材料为HT200。由于其铸造性能良好，且为中批生产，可选择砂型铸造机器造型。 毛坯的热处理方式 铸件铸造后应安排时效处理，以消除残余的铸造应力，防止在机械加工过程中出现变形情况。 2.2基面的选择 现选取Φ70K6圆柱的端面作为基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。 2.3零件表面加工方法的选择 1) Φ062.00 70的左端面及外圆柱面尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra6.4，要粗车，半精车，。 2) Φ60H7的内圆柱面公差等级为IT7表面粗糙度为Ra1.6μm ，需要粗车，半精车， 精车，磨削。 3) B 面与A 面，其端面尺寸精度不高，表面粗糙度都为Ra6.4um ，需要粗车，半精 车。 4) Φ035.0120-外圆柱面尺寸精度不高， 表面粗糙度按Ra6.4um 取，需要粗车，半精车。
5) Φ70k6mm 的外圆柱面，公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra3.2μm ，需要粗车， 半精车，磨削。 6) Φ70k6的端面表面粗糙度为Ra1.6μm ，需要粗车，半精车，精车，磨削 7) Φ30H7的内圆柱面公差等级为IT7,表面粗糙的为Ra=3.2um ，需要粗车，半精 车，精车，磨削 8) Φ16及Φ10的螺栓孔等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2μm ，需粗镗，精镗。 2.4 制定工艺路线 (按CA6140机床转速,取车床主轴转速n=480r/min 。粗车实际切削速度v=110r/min,进给量取f=0.9mm/r;半粗车v=115m/min,f=0.5mm/r;精车v=115m/min,f=0.15mm/r) 工序01 以Φ062.0070外圆柱面定位，使用外圆车刀粗车Φ035.0120-， Φ70K6外圆柱面。选用CA6140卧式车床、床夹具选用三爪卡盘。 工序02 使用切断车刀车出退刀槽长度为2mm 。 工序 03 使用端面车刀精车Φ70K6的端面，使凸台长度为201 .00 +mm 并粗车端面A 以 及倒角，角度为45度。 工序 04 以Φ60H11孔及Φ70k6端面定位精镗Φ16043.00+孔精镗Φ10043.00+孔共加工三 个此规格的螺栓孔，选用X52K 立式铣床及专用夹具。 工序 05 以Φ035.0120-圆柱面定位， 半精车Φ004 .0015.070+-端面及外圆柱面，使用内圆车刀精车Φ60H11内圆柱面以及精车Φ30H7的内圆柱面，加工出宽4mm 直径64mm 的砂轮越程槽，对个棱角进行倒圆角R=2mm 。 工序 6 以Φ035.0120-外圆柱面定位，磨Φ004 .0015.070+-外圆柱面。选用M1420A 磨床。 工序 7 以Φ062.0070外圆柱面定位，磨Φ035.0120-外圆柱面以及Φ70k6外圆柱面，其 中要求Φ70K6外圆柱面的粗糙度为Ra3.2um ，选用M1420A 磨床 工序8 以Φ062.0070的端面及Φ035.0120-的外圆柱面定位精磨Φ70k6的端面。 工序9 以Φ70k6的端面及Φ035.0120-的外圆柱面定位精磨Φ60H7与Φ30H7的内圆柱 面，使Φ60H7内圆柱面的粗糙度达到Ra1.6um ，Φ30H7内圆柱面的粗糙度达到 Ra3.2um 。选用M1420A 磨床 2.5尺寸及加工余量
湖南工业大学机械加工工序卡片产品型号零(部件)图号 产品名称 CA6140法 兰盘 零(部件)名称CA6140法兰盘共10 页第1页车间工序号工序名材料牌号 Ⅰ粗车HT200 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数 铸件11 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 卧式车床CA6140 夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘 工位器具编号工位器具名称 工序工时(s) 准终单件 工步号工步内容工艺 装备 主轴转 速 (r/s) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 工步工时(s) 机动辅助 1粗车Φ100端面8158.60.941 5.88 2粗车Φ100外圆柱面81320.9126 3粗车B面 6.71260.921575 4粗车Φ90外圆柱面 3.0551.70.76410.20 5粗车Φ45端面9.22890.8 1.21 3.6 6粗车Φ45外圆柱面12.5890.8 1.12 5.4 7粗车Φ90端面81220.8 1.21 4.2 设计(日期)审核 (日期) 标准化 (日期) 会签 (日期) 更改文件号 标记处数签字日期标记处数 更改文 件号 签字日期 精品
法兰盘加工工序卡片2 潍坊学院机电工程学院机械加工工序卡片 产品型号零(部件)图号 产品名称 CA6140法 兰盘 零(部件)名称CA6140法兰盘 共10 页 第2 页 车间工序号工序名材料牌号 Ⅱ钻孔HT200 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数 铸件11 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 立式钻床Z525 夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘 工位器具编号工位器具名称 工序工时(s) 准终单件 工步号工步内容工艺 装备 主轴转 速 (r/s) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 工步工时(s) 机动辅助 1钻Φ18的孔9.25350.337，8 2扩Φ19.8的孔 4.5316.90.546.8 设计(日期)审核 (日期) 标准化 (日期) 会签 (日期) 标记处数更改文件 号 签字日期标记处数 更改文 件号 签字日期 精品
机械制造技术基础 课程设计说明书 设计题目：法兰盘零件的机械加工工艺规程 及夹具设计 设计者： 2012年 9 月 13日
长春理工大学 机械制造技术基础课程设计任务书 题目：发法兰盘零件的机械加工工艺规程及夹具设计 内容： 1、零件图 1 张 2、毛坯图 1 张 3、机械加工过程卡 1 张 机械加工工序卡10 张 4、夹具结构设计装配图 1 张 5、夹具结构设计零件图 1 张 6、课程设计说明书 1 份班级： 学生： 2012年9月13日
摘要 本次课程设计的课题是 CA6140车床法兰盘加工工艺规程及某一工序专用夹具设计，主要内容如下： 首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。 第二步，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。第三步，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。对于粗加工，还要校核机床功率。 最后，设计第三道工序—钻法兰盘孔的夹具。先提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。然后把设计的过程整理为图纸。 通过以上的概述，整个设计基本完成。 关键词机械；加工工艺；夹具设计
目录 序言错误!未定义书签。 1零件的分析错误 !未定义书签。 零件的作用错误 ! 未定义书签。 零件的工艺分析错误 ! 未定义书签。 2工艺规程设计错误!未定义书签。 确定毛坯的制造形式错误 ! 未定义书签。 基面的选择错误 ! 未定义书签。 制定工艺路线错误 ! 未定义书签。 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定错误 ! 未定义书签。确定切削用量及基本工时错误 ! 未定义书签。 3夹具设计 30 问题的提出 30 夹具设计30 参考文献33 致谢34
机械制造技术 课程设计说明书设计题目法兰盘零件的加工工艺规程 班级10级机制二班
绪论 随着社会的发展、科技的进步，机械行业对专业人才的需求在不断变化，特别是随着数控技术的应用和先进设备的增加，对既有扎实专业理论基础，又会动手的职业技术人才需求越来越多。所以为了深化课程学习，我以极高的热情对待这次课程设计。通过课程设计这一实践环节，使我更好地理解和掌握本课程的基本理论和方法，进一步提高查阅技术资料、绘制零件图等能力,按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，并对其中某些机构进行分析和设计。” “以设计为主线，分析为设计服务，立足点是机械系统的方案设计”是机械制造工艺与装备设计的新体系。 通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： ⑴能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 ⑵提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 ⑶学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 我们应该能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，能熟练运用有关手册、图表等技术资料，进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。
一、计算生产纲领、确定生产类型 法兰盘，该产品年产量为15000台，设其备品率为14%，机械加工废品率为1%。现制定该零件的机械加工工艺规程。 技术要求 （1）铸件应消除内应力。 （2）未注明铸造圆角R2~R3。 （3）铸件表面不得有粘砂、多肉、裂痕等缺陷。 （4）铸件表面倒角为1×45°。 （5）去毛刺、锐边倒钝。 （6）材料HT150。 （7）质量：1.34kg N=Qn(1+a%+b%) =15000×1×(1+14%+1%)件/年 =17250件/年 法兰盘年产量17250件/年，先通过计算，该零件质量约为1.34kg。根据教材表3-3生产类型与生产纲领的关系。可确定其生产类型为大批量生产。 注：一般零件质量小于100kg为中型零件，大于100kg为重型零件。因法兰盘质量为1.34kg。故该法兰盘属于轻型零件。 二、审查零件图样的工艺性 2.2、零件的结构分析 法兰盘在数控机床里起支承和导向作用，是回转体零件。由外圆、圆孔、端面构成主要表面。用F面定位，三个螺栓固定，实现法兰盘的正确连接。3-Φ16.5孔既为螺栓连接孔。 2.3、零件的技术要求分析 由图知，其材料为HT150，质量为1.34kg。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零
第一部分工艺设计说明书 1件图工艺性分析 1.1结构功用分析 1.2零件技术条件分析 1.3零件结构工艺性分析 2毛坯选择 2.1毛坯类型 2.2毛坯余量决定 2.3毛坯－零件合图草图 3机械加工工艺路线确定 3.1加工方法分析确定 3.2加工顺序的安排 3.3定位基准的选择 3.4加工阶段的划分说明 3.5主要机械加工工序简图 4工序尺寸及其公差确定 5设备及其工艺装备确定 6切削用量及工时定额 第二部分法兰盘机械加工工艺规程 1.机械加工工艺过程卡 2.机械加工工艺卡
第三部分 1.1零件结构功用分析 法兰盘是可用于连接其他零件或可用于增加其他零件强度的一种零件。本法兰盘是回转面和平面的结合，内部由阶梯孔和螺纹孔组成，其要求有较高的耐磨性，较高的强度和回转稳定性。 1.2零件技术条件分析 1）法兰盘本身精度： 外圆φ7019 .00-+尺寸公差等级IT11，表面粗糙度Ra 为12.5μm ，φ1201±尺寸公差等级IT14，表面粗糙度Ra 为12.5μm ，内孔φ60015.0±公差等 级为IT7，φ300 02.0-+尺寸公差等级IT6，φ60表面粗糙度Ra 为6.3μm ，φ30表面粗糙度Ra 为3.2μm ， 2）位置精度，右端面相对于基准A 的平行度要求为0.02，相对于基准B 的垂直度要求为0.04， ?70k6的圆相对于基准B 的同轴度要求为?0.04。 3）加工此零件时，应尽量统一定位基准，减少装夹次数，这样有利于保证零件的加工精度。 1. 3零件结构工艺性分析 此法兰盘是由回转面和平面组成，由零件图可知，该零件结构较为简单，但零件精度要求高，零件选用材料HT200，该材料用于强度要求不高的一般铸件，不用人工实效，有良好的减振性，铸造性能好。对法兰盘的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰盘加工过程应考虑到这些特点。 本次设计的零件图如下： 法 兰 盘
机械加工工序卡产品 型号 零件图号工序号010 共11页 零件名称法兰盘工序 名称 第1 页 材料 名称铸铁 硬 度 HT200 机床 型号 车床C6140 单件 工时 0.63 准备终 结时间 班产 件数： ↓ ↓ 工序号加工内容 转速 r/min 切削速度 m/min 切削深度 mm 进给量 mm/r 夹具名称 专用 夹具 1 粗车100柱体左端面 136 4.5 4.5 0.73 量具名称游标尺制定： 校对：批准：
机械加工工序卡产品 型号 零件图号工序号020 共11页 零件名称法兰盘工序 名称 第2页 材料 名称铸铁 硬 度 HT200 机床 型号 车床C6140 单件 工时 准备终 结时间 班产 件数： ↓ ↓ 工序号加工内容 转速 r/min 切削速度 m/min 切削深度 mm 进给量 mm/r 夹具名称 专用 夹具 1 钻18孔32 2 18 91 0.76 2 扩19.8孔 136 8.5 91 0.92 3 粗铰19.9 4 132 8.26 91 1.68 4 精铰20 132 8.29 91 1.24 5 倒角（内孔左侧）430 27 量具名称游标尺制定：
机械加工工序卡产品 型号 零件图号工序号030 共11页 零件名称法兰盘工序 名称 第3页 材料 名称铸铁 硬 度 HT200 机床 型号 车床C6140 单件 工时 准备终 结时间 班产 件数： ↓ ↓ ↓ ↓ 工序号加工内容 转速 r/min 切削速度 m/min 切削深度 mm 进给量 mm/r 夹具名称 专用 夹具 1 粗车左端面136 38.4 4.5 0.73 2 粗车100右端面136 42.7 4.5 0.73 3 半精车左端面238 74.7 0.7 0.24 4 半精车100右端面238 74.7 1.1 0.24 5 半精车90左端面322 91 1.1 0.24 6 精车100左端面322 101.1 0.8 0.23 7 粗车100外圆183 57.5 2.1 0.76 8 粗车90外圆 183 51.7 2.1 0.76 9 粗车45外圆322 45.5 0.55 0.52 10 半精车100外圆322 101.1 0.55 0.28 11 半精车90外圆280 91 0.28 12 倒角（100）238 74.7 13 倒角（90）238 67
课程设计计算说明书 学院 课程 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期
任务书
序言 机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年的大学生活后占有重要的地位。 通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： （1）能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 （2）提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 （3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。 能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于梅伶老师的悉心指导，还有就是我们小组成员间合理的分工和小组成员们的努力。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题。但在我们小组成员的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢梅伶老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不段提高自己。 本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！ 1 零件的分析 1.1 零件的作用 题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的 100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻有底部为6mm上部为4mm的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则是给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。
机械加工工序卡片 西安工业大学机械加工工序卡片产品型号零件图号 产品名称 CA6140法 兰盘 零件名称CA6140法兰盘共10 页 第1 页车间工序号工序名材料牌号 Ⅰ粗车HT200 毛坯种类毛坯外形尺寸 每毛坯可制件 数 每台件数 铸件11 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 卧式车床CA6140 夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘 工位器具编号工位器具名称 工序工时(s) 准终单件 工步号工步内容工艺 装备 主轴转 速 (r/s) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 工步工时(s) 机动辅助 1 粗车Φ100端面8 158.6 0.9 4 1 5.88 2 粗车Φ100外圆柱面8 132 0.9 1 2 6 3 粗车B面 6.7 126 0.9 2 15 75 4 粗车Φ90外圆柱面 3.0 5 51.7 0.7 6 4 1 0.20 5 粗车Φ45端面9.22 89 0.8 1.2 1 3.6 6 粗车Φ45外圆柱面12.5 89 0.8 1.1 2 5.4
南阳理工学院机械加工工序卡片 产品型号零件图号 产品名称CA6140法兰盘零件名称CA6140法兰盘 共10 页 第 2 页 车间工序号工序名材料牌号 Ⅱ钻孔HT200 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数 铸件11 设备名称设备型号设备编号同时加工件数 立式钻床Z525 夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘 工位器具编号工位器具名称 工序工时(s) 准终单件 工步号工步内容工艺 装备 主轴转速 (r/s) 切削速度 (m/min) 进给量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 进给 次数 工步工时(s) 机动辅助 1 钻Φ18的孔9.25 35 0.3 37，8 2 扩Φ19.8的孔 4.5 3 16.9 0.5 46.8 设计(日期) 审核 (日期) 标准化 (日期) 会签 (日期) 标记处数更改文件 号 签字日期标记处数更改文件号签字日期
优秀设计 CA6140车床法兰盘的机械加工工艺规程及夹具设计
设计任务书 题目：CA6140车床法兰盘的机械加工工艺规程及夹具设计（年产量为4000件） 内容：1.零件图1张 2.毛坯图1张 3.机械加工工艺过程综合卡片1张 4.结构设计装配图1张 5.结构设计零件图1张 6.课程设计说明书1份
目录 序言 (4) 一零件的分析 (4) （一）零件的作用 (4) （二）零件的工艺分析 (4) 二工艺规程设计 (4) （一）确定毛坯的制造形式 (4) （二）基准的选择 (4) （三）制定工艺路线 (5) （四）毛坯尺寸的确定与机械加工余量 (5) （五）确定切削用量及基本工时 (6) 夹具的设计 (16) （一）问题的提出 (16) （二）夹具设计 (16) 参考文献 (18)
序言 机械制造工艺课程设计是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它对我们四年的大学学习生活具有重要意义。 设计题目给定的零件是CA6140车床法兰盘（0404）零件，该零件年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+ + )=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年) 法兰盘的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。 一零件的分析 （一）零件的作用 题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。该零件年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+ + )=4000×1(1+4%+1%)=4200(件/年)，法兰盘的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。 （二）零件的工艺分析 法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1以Ф20 的孔为中心加工表面； 2 两端面； 3 以Ф90为中心的加工表面。 它们之间的位置要求主要是： （1）Ф100mm 左端面与Ф45 mm孔中心轴的跳动度为； （2）Ф90mm 右端面与Ф45 mm孔中心轴线的跳动度为。 经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。 二工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，采用方法为砂模机器造型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。 （二）基准的选择 1 粗基准的选择 因为法兰盘可归为轴类零件，一般以外圆作为粗基准。一般以非加工表面作为粗基准，但本零件各面均需加工，此时应以加工余量最小的面为粗基准，所以对于本零件可以先以法兰盘右端45的外圆及90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧Ф45 mm外圆可同时削除五个自由度，再以90的右端面定位可削除自由度。 2 精基准的选择 精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。以Ф20mm孔为精基准。