法兰盘的加工工艺设计

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；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

1.1 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。

1.2 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

Φ52 IT8 1.6 Φ27 IT6 0.8 Φ23.8 IT6 0.8

零件表面

Φ10 IT13 3.2 Φ20 IT9 1.6 4-Φ3.2 IT9 3.2

形位公差要求:保证Ф23.8mm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。

1.3 零件的UG三维视图：参见图1-3

图1-3 法兰盘三维视图

第2章．工艺规程设计

2.1 毛坯材料的选择

因该零件引导的冷却液温度较高，且具有一定腐蚀性，需要耐高温和抗腐蚀性较好的原料。且对塑形和韧性有要求.

因此该零件选用材料1Cr18Ni9Ti,代用材料为1Cr18Ni9。2种耐高温不锈钢棒料作为毛坯。

力学性能为：

抗拉强度σb (MPa)：≥520

条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥205

伸长率δ5 (％)：≥40

硬度：≤187HBS;≤90HRC;≤200HV

2.2 毛坯的形状尺寸确定

该零件的最大直径为Ф52mm,经过粗车、精车两步即可完成加工。

粗车单次，留余量0.2mm，精车去除0.2mm达到零件图公差尺寸要求。

该零件毛坯材料选用Ф60mm*100mm 不锈钢棒料。

2.3 定位基准和装夹基准的确定

工艺设计中定位的选择非常重要，关系到零件的尺寸，表面粗糙度及生产率。应着重注意装夹方法是否干涉，以及零件加工过程中是否会因为应力产生变形导致零件报废。

2.3.1. 基准的选择

法兰盘为轴类零件，对本零件而言，按照基准定位原则，应先加工不需要再次装夹的精基准面，并以该精基准面作为定位基准。

因为Ф27mm外圆在切断后需要以该面再次装夹加工，所以该零件应先加工台阶外圆Ф27mm为精基准。待车削完Ф52mm外圆后调头，再用三爪软爪卡盘夹持Ф27mm基准面，车削台阶外圆Ф23.8mm*2mm。并以此为基准钻孔Ф10mm*3mm小孔，在通过镗孔扩孔Ф20mm*12mm完成该零件加工。

2.3.2 工件的定位误差

因该零件需要调头夹持，工序基准与定位基准必然会因为不是完全重合而产生定位误差。其大小等于定位基准与工序基准的尺寸公差，为0.05mm 2.4装夹方式的确定

虽然该零件为小批量小尺寸零件，但因为该零件毛坯精度较高。且零件本身精度要求较高，加工时以零件毛坯外圆切点找正装夹，采用三爪软爪卡盘为夹具。钻孔时采用专用夹具装夹。

夹持Ф60mm棒料外圆左侧，保证尺寸厚度15mm切断后以Ф27mm外圆作为基准夹持。

2.5确定工艺路线

制定工艺路线的目的是为了使被加工零件能达到图纸要求的尺寸精度和位置精度以及所要求的表面粗糙度。根据先外后。先孔后面原则。精加工阶段不再加工表面。

2.5.1选择表面的加工方法

该零件的加工要求中有通孔，沉孔，外圆，端面。材料为1Cr18Ni9Ti

Ф27. Ф23.8的表面粗糙度为Ra0.8。加工方法为粗车，精车。外圆磨的加工方法。Ф52表面粗糙度Ra1.6。加工方法为粗车，精车两步。

Ф10通孔采用钻孔方法加工。Ф20沉孔采用扩孔，精镗的加工方法。

2.5.2 工序划分的确定

在车床上加工零件，应按工序集中原则划分工序。在一次装夹下尽可能多的完成大部分甚至全部表面的加工。

工艺路线方案一：

工序一：下料：Φ60mm*20mm

工序二：棒料夹持、找正

工序三：车端面

工序四：粗车外圆Φ27.2mm*10.5m

Φ52.2mm*13mm

工序五：倒锐角

工序六：精车外圆Φ27mm*10.5mm

Φ52mm*13mm

工序七：调头夹持。车断端面。达总长15mm

工序八：粗车台阶外圆Φ24mm*2mm到尺寸2.5mm处

工序九：精车台阶外圆Φ23.8mm*2mm

工序十：尾座钻孔Φ10mm

工序十一：扩孔。粗镗孔Φ19.8mm*12mm

工序十二：精镗孔达尺寸Φ20mm*12mm

工序十三：倒所有锐角

工序十四:钻床钻孔4-Φ3.2mm

工序十五:丝锥攻螺纹4-M4

工序十六:外圆磨达0.8粗糙度