制定输出连接法兰数控加工工艺.doc

本课题完成法兰盘工艺设计与数控加工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，完成了连接本次设计主要完成以下设计内容：法兰盘的零件图纸与技术要求分 析、零件二维图绘制及三维建模；制定数控加工工艺卡片文件；零件的夹 具设计并进行夹具图二维图绘制；对零件进行加工仿真根据锻件的形状 特点、零件尺寸及精度，选定合适的机床设备以及夹具设计，通过准确的 计算并查阅设计手册，确定了法兰盘的尺寸及精度，在材料的选取及技术 要求上也作出了详细说明，并在结合理论知识的基础上，借助于计算机辅 助软件绘制了各部分零件及装配体的丁程图，以保障法兰盘的加T制造在夹具的设计过程中，主要以可换圆柱销、可换菱形销、定位心轴和 支承钉来定位，靠六角厚螺母来夹紧首先在数控车床上，完成零件的外 圆及端面加工；再在数控铳床上，完成零件端面上侧槽及顶部6-M12螺纹 孔的加工；最后采用专用夹具以侧槽、底部圆环以及6-M12螺纹孔其中两 孔定位进行外圆上①22孔的加工关键字：法兰盘，数控加工工艺，数控编程，夹具设计，仿真加工法兰盘工艺设计与数控加工0引言0.1概述本课题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UGNX7. 0 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，并止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0.2本设计的主要工作内容本次对于法兰盘工艺设计及数控加工的主要任务是：（1）分析零件图纸与技术要求；(2) 三维建模根据零件二维视图建立三维视图；(3) 制定机械加工工艺文件根据产品技术资料、生产条件与生产 纲领，制定零件机械加工工艺规程，编写工艺规程卡片；(4) 夹具设计绘制工件夹具图；(5) 编制数控加工程序、仿真加工与课题制作(6) 工件检验选用合理的测量工具与设备检验工件的加工质量 在这整个过程中，综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决实际相关问题。

1零件分析1.1零件图分析图1.1所示为法兰盘零件二维图，其结构形状较复杂，中批量生产 1000件图1.2为零件的三维图图1. 1法兰盘零件二维图图1・2法兰盘三维图该零件材料为45钢，毛坯为锻件，主要应用于装配管子，起管子的 连接及固定作用，为中批量生产类型产品该零件为由外圆、内圆、沉孔、 内孔、倒斜角等表面组成，加工表面较多且都为平面及各种孔，因此适合 采用加工中心加工1. 2技术要求分析（1） 结构分析零件由外圆、内圆、沉孔、内孔、倒斜角等构成2） 尺寸精度分析加工精度是指零件在加工后的几何参数的实际值和理论值符合的程度尺寸精度是指实际尺寸变化所达到的标准公差的等级范围如图1・1所示，加工要求较高的尺寸列出如下表格，如表1・1所示3）形位公差分析加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实 际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存 在差异，这种状上的差异就是形状误差,而相互位置的差异就是位置误差, 统称为形位误差4）毛坯加工余量分析工件粗加工的余量为0. 8,半精加工为0. 5,精加工为0.25）粗糙度分析表面粗糙度，是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰 谷所组成的微观儿何形状特征，•般是由所采取的加工方法和（或） 其他因素形成的。

表面粗糙度高度参数有3种：轮廓算术平均偏差Ra, 微观不平度十点高度Rz以及轮廓最大高度Ryo该零件主要由外圆、内圆、沉孔及内孔组成，具体表示为G55外圆、（1）52夕卜圆、4）90夕卜圆、6—©11沉孔、3—©5内孔、4）10内孔、4）32内圆、 *16内圆粗糙度皆为Ra3.2o表1.1尺寸精度结构尺寸形状位置①10mm的孔① 10mm孔①90mm圆柱面①11mm的沉孔® 11mm沉孔®90mm岡柱面Cl. 5mm倒角1. 5mm X 45°倒角①32mm圆柱面内侧0 5mm内孔0 5mm内孔010mm圆柱面2零件的数控加工工艺设计2. 1选定毛坯根据零件的加工前尺寸及考虑夹具方案的设计,选择的毛坯材料牌号 为45钢，毛坯种类为锻件，毛坯外形尺寸为®95mmX45mmo如图1・3所Zj\o图1.3法兰盘加工前三维图2. 2选择定位基准选择定位基准时，首先是从保证工件加工精度要求出发的，因此，选 择定位基准时先选择粗基准，再选择精基准2. 2.1粗基准的选择：按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求,应选择不加工表面为粗基准，故在加工①16rnni内圆、①90外圆及①55外 圆时，选择①95mm毛坏外圆作为粗基准。

2, 2.2精基准的选择：按照精基准的选择原则，为符合基准重合原则以及基准统一原则，故 在加工①700外圆、①440外圆、①340外圆、①224内孔、12-022孔及 6-M12内孔时，选择①700外圆及①224内圆作为精基准2.3工艺路线的设计（1）工艺路线的设计 为保证几何形状、尺寸精度、位置精度及各 项技术要求，必须判定合理的工艺路线由于生产纲领为成批生产，所以XH714立式加工中心配以专用的工、 夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本 下降针对零件图样确定零件的加工工序为：工序一：（0 700毛坯外圆定位）1） 粗车外圆及端面2） 精车外圆至尺寸要求，留总厚余量2mm3） 钻①140孔中心孔4） 粗钻扩①140孔5） 精钻扩①140孔至尺寸要求6） 倒圆角R2工序二：（0224圆柱面定位）1） 粗车外圆及端面2） 精车外圆及端面至尺寸要求3） 钻①224孔中心孔4） 粗钻较卡忽①224孔5） 精钻较铠①224孔至尺寸要求6） 倒角 C1.5o工序三：（022孔及工件下平面定位）1） 钻 12-022 孔2） 粗钻较12-022孔3） 精钻较12-022孔至尺寸要求。

工序四：（022孔及工件上平面定位）1） 钻6-M12螺纹孔2） 粗较6-M12螺纹孔3） 精较6-M12螺纹孔至尺寸要求4） 所有面去锐边毛刺2.4确定切削用量和工时定额切削用量包括背吃刀量、进给速度或进给量、主轴转速或切削速度（用 于恒线速切削）其具体步骤是：先选取背吃刀量，其次确定进给速度, 最后确定切削速度参考资料《数控加T工艺及设备》）工时定额包括基本时间、辅助时间、地点工作服务时间、休息和自然需要时间以及准备终结时间2. 4.1背吃刀量碍的确定根据零件图样知工件表面粗糙度要求为全部3. 2,故分为粗车、半精 车、精车三步进行因此选择粗车的背吃刀量为3. 5mm,半精车的背吃刀量取1.5mm,精车时背吃刀量取0. 35mmo2. 4. 2进给量f的确定由文献［10］表2. 4-73,选择粗车时：.人二0・20mm/z；精车时：f_ 二0. 5mm/z2. 4.3切削速度人的确定由文献［10］表3. 1-74,选择粗车时：主轴转速n=900r/min；精车时:主轴转速n=1000r/mino因此，相应的切削速度分别为：粗铳时：7idn ttx 16x900 z . 彳…，•v= = m/min = 45.2/??/minc 1000 1000精铳时：7tdn x 20 x 1000 , . o ..v= = m / min = 62.8加 / minc 1000 10002. 4.4工时定额的确定根据夹具的设计，下面计算工序四中①lOmm孔的时间定额。

1)基本时间 由文献⑻得，钻孔的计算公式为:丁 _ L + L］ + L”/基厂一—式中：厶=㊁ cot K$ + (1 ~ 2);Z = 1 ~ 4 ,钻盲孔时，L2-Q;L=17, L2=0, f=0. 3, n二 1000；因此厶=^cot竺+ 1.5 = 7.52 2所以17 + 7.5 + 00.3x1000=0.082 min(2) 辅助时间文献［8］确定开停车 0.015min主轴运转 0. 02min清除铁屑 0. 04min卡尺测量0.lOmin装卸工件时间由文献⑻取lmin所以辅助时间厲助二(0. 015+0. 015+0. 02+0. 04+0. 10+1) min=l. 19min(3) 地点工作服务时间由文献⑻确定取& = 3% ,则孔务=(也 + Tm )a = (0.082 + 1.19) x3%min = 0.03815min(4) 休息和自然需要时间 由文献⑻确定取 0 = 3%,贝％息=為本 + Tm )a = (0.082 +1.19) x 3%min = 0.03815min(5) 准备终结时间 由文献[8],部分时间确定简单件 26min深度定位0. 3min升降钻杆6min由设计给定1000件，则 片卡终 In- (26 + 0.3 + 6) /1000 min = 0.0323min(6) 单件时间T总=忌本+心助+从息+卩服务+丁准终=(0.082 + 1.19 + 0.03815 + 0.03815 + 0.0323) min= 1.38 lmin(7) 单件计算时间T单件=T& + T沖终 /n = (1.381+ 0.0323)min = 1.4129min2.5各工序的设备、刀具、量具的设计（1）选择NC加工机床根据2.3工艺路线的设计的工序安排，由于零件的复杂性及加工部位多，故选择立式加工中心。

加工内容有：车外圆、钻孔、较孔及倒角等,所需刀具不超过20把选用立式加工中心即可满足上述要求本设计选用FANUC 18i-MateMC系统XII714立式数控加工中心，如图1所示图1 XH714立式数控加工中心（2）机床主耍技术参数工作台面积（长X宽）900X400 mm工作台左右行程（X向）630 mm工作台前后行程（Y向）400 mm主轴上、下行程(z向)工作台最大承重主轴端面至工作台面距离主轴锥孔刀库容量刀具最大尺寸主轴最高转速进给速度快速移动速度主电机功率定位精度重复定位精度进给电机扭矩数控系统500 mm600 kg250一760 mmMAS403 BT40212把4) 100X250 mm8000 rpm5~8000 mm/mi n20000 mm/min7. 5/11K。