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 .13六操作要點及分析.16（一） 操作要點.16（二） 要點分析.17總結(jié).17參考文獻.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，畢業(yè)設(shè)計是完成教學(xué)計劃、實現(xiàn)培養(yǎng)目標要求的重要培養(yǎng)階段，是學(xué)生運用在校學(xué)

2、習(xí)的知識，去分析，解決實際問題的實踐鍛煉過程，是一個綜合性的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計是大學(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)研究與實踐成果的全面總結(jié)；是學(xué)生綜合素質(zhì)與動手實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗，培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)機械設(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，對機械產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機械加工過程的自動化是實現(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強度。 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，縮短生產(chǎn)周期，以滿足市場上不斷變化的需要。計算機控制的數(shù)控機床的高精度、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，計算機數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用是機械制造行業(yè)先進生產(chǎn)技術(shù)的標志，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行頻頻改進。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。這樣就是組合機床、自動化機床及自動化生產(chǎn)線在大批量生產(chǎn)中也日漸暴露其缺點或不足。為了解決上述這些問題，一種新型的數(shù)字程序控制機床應(yīng)

4、運而生，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)雜零件提供了自動化加工手段。近幾年，在我國機械制造業(yè)發(fā)展的速度已是日新月異，特別是高新技術(shù)的引進和數(shù)控機床的應(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械加工技術(shù)人員，必須掌握機械制造工藝，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，畢業(yè)設(shè)計是用數(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，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)控機床加工，簡單的表面由普通機床來完成。（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、定位基準及毛坯材料等方面進行。該零件的加工表面由凸臺平面、中心孔40及2-22的沉孔、2-13的通孔組成：尺寸標注完整，幾何條件充分。各尺寸均未標注公差，40內(nèi)孔表面粗糙度要求較高，為ra1.6um。2個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給；每當(dāng)坐標移動換向時（由正負、負正），

6、都有可能帶入因機床磨損而產(chǎn)生的機械間隙，加工中要注意反向間隙補償。在數(shù)控銑床上加工時是手動換刀，不僅會降低生產(chǎn)效率，而且還會給編程增加許多麻煩，同時，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。但是數(shù)控銑床價格較高，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。對于普通機床能加工但加工效率

7、低，而且又可以在數(shù)控機床加工其它表面時順帶加工出的內(nèi)容也可用數(shù)控加工。例如該零件上2個22沉孔及2個除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。除底面在普通機床上銑削外，其余各加工部位均需采用數(shù)控機床銑削加工。（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、精加工兩個階段完成，40孔采用三個工步：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到標準公差it8級的精度，考慮到要進行高效率加工，盡量采用減少加工時間方法，故在進行粗加工時選用較大直徑的面銑刀（宜選用直徑大于80mm的面銑刀）進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行粗加工和精加工。粗加工時盡量要選用較大的進給量，較大的背吃刀量，和較高的切削速度。精加工時為了保證表面粗糙度和尺寸精度故要選用較小的進給量，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，

9、所以在加工時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。鉆孔時進給量要小，待鉆頭切削部分全部進入工件后才能正常鉆削。鉆小孔或較深孔時，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，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，并注意所選的定位基

10、準應(yīng)有利于提高工件的剛性。該零件選下表面b面為定位基準面。（二） 夾具的選擇選擇夾具的基本原則數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下幾點：1）當(dāng)零件加工批量不大時，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)準備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用。2）在成批生產(chǎn)時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，以縮短機床的停頓時間。4）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機構(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卡盤傳動旋轉(zhuǎn)。數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺上，其形式根據(jù)被加工工件的特點可多種多樣。如：通用臺鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺等。據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)特點選擇臺鉗夾具。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，粗加工一般選用高速鋼，精加工選用合金鋼。一般銑平面時，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，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。因為是單件小批量生產(chǎn)，所以選用單刃鏜刀。鉆孔的表面粗糙度ra12.5mm，公差等級為it12級左右，正好符合2-13和2-22的粗糙度要求，所以加工這幾個孔選用鉆頭。具體所選刀具見表3。表3 數(shù)控加工刀具卡工步號刀具號刀具名稱刀柄型號直徑/mm刀具半徑補償號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的外部輪廓尺寸，用作定位基準的下底面和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。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)品名稱或代號零件名稱材料零件

14、圖號法蘭ht200工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設(shè)備車間臺鉗工步號工步內(nèi)容加工面刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/（r/mm）進給速度/（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銑凸臺凸臺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 法蘭零件機械加工工藝過程序號工序名稱工序內(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（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度、剛度以及加工效率等因素。切削用量是表示機床主運動和進給運動大小的重要參數(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，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，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 /進入加工坐標系m03 s800 t1 /主軸啟動，選擇20mm立銑刀g90 g17 x-90 y20 /由起刀點到加工起始點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 /取消刀具補償g00 z50 /z向抬刀x50 y50 m02 /返回加工坐標系原點，結(jié)束粗精銑60mm外圓及凸臺：g54 x0 y0 z50 /進入加工坐標系t2 /選擇50mm平底刀m03 s800 /啟動主軸， 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g00 z50 /抬刀g01 z-18 f200 /下刀2mm，開始進行精加工 g03 x-80 y-10 /精銑60mm外圓及凸臺g00 z50 /z向抬刀x0 y0 m02 /返回加工坐標系原點，結(jié)束進行孔加工：g54 g90 x0 y0 z0 f200 /進入加工坐標系t3 m08 /切屑液開 m03 s800 /主軸啟動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 to4 /選擇38的鉆頭m

20、03 s800 /主軸啟動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 t5 /換用t5號刀（13的鉆頭）m03 s800 /主軸啟動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 m09 / 切屑液關(guān) x100 y100 /退到到換刀點t6 /換用t6號刀（39.5的鏜刀）m03 s800

21、/主軸啟動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t7 /換用t7號刀（40的鏜刀）m03 s800 /主軸啟動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t8 /換用t8號刀（22的平鉆頭）m03 s800 /主軸啟動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 m05 m30 /主軸停止,程序結(jié)束六 操作要點及分析（一）操作要點1 該零件的加工裝夾采用普通精密平口鉗進行裝夾。2 零件在加工之前必須用百分表對平口鉗進行找正。3 工件裝卡在平口鉗時必須露出平口鉗25mm 以上。4 在裝夾時要在平口鉗的下平面上墊上兩塊等高墊鐵，防止打孔時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 加工各個孔時，應(yīng)先選用中心鉆進行定位，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格的還要進行擴孔和鉸孔，對位置度要求高的還要進行鏜孔加工。7 能運用三角函數(shù)或平面幾何進行節(jié)點的計算。8 換刀時要擦干凈刀柄表面不能沾屑（二） 要點分析1 本零件的加工只需要進行單面加工。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 粗加工時盡量采用逆銑的方式加工，精加工時盡量采用順銑的方式加工。5 選用正確的對刀點和正確的對到方式，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)該準確。結(jié) 論這次設(shè)計以盡可能多地應(yīng)用所學(xué)知識并應(yīng)用先進的自動生產(chǎn)技術(shù)為目的，因此我們從最開始就嚴格要求自己，投入大量的精力，以認真嚴謹?shù)膽B(tài)度去對待.由于設(shè)計中的任何一點疏忽和失誤都將影響實際零件的加工，所以我們堅持對每個結(jié)構(gòu)尺寸的確定，數(shù)據(jù)的計算與參數(shù)的選擇等都盡量做到準確合理，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)計方案與同學(xué)討論，使之更合理，更可靠。我深刻地意識到這次設(shè)計對我們走上社會工作崗位具有極其重要的作用：1. 培養(yǎng)了我們綜合運用所學(xué)知識，解決