法兰盘的加工工艺分析与数控仿真(附件)【字数：5608】
日期 2020年 4 月 1 日 薄壁法兰盘类零件在工业生产中有极广泛的应用。在保证零件功能和结构要求的前提下，为了控制重量同时保证精度和质量，大多设计的壁厚偏薄，工艺强度不足，切削加工时易发生变形。在使用车铣复合大批量加工生产时，往往因装夹变形和定位困难导致成品率低，生产成本高。本文针对一种车床尾座法兰盘进行分析，从设计专用的毛坯件入手；利用三维建模和编程仿真方法，配合编制CAM程序数控机床仿真，最大限度的优化生产工艺路线，实现零件的整体加工和规范化生产。
目 录
引言 1
一、工艺分析 2
（一）零件分析 2
（二）产品三维建模 3
（三）工艺流程 4
二、生产准备 5
（一）机床的选用 5
（二）毛坯的选择 6
（三）刀具选择 6
（四）加工工艺卡 8
三、加工程序的编写 10
四、仿真加工 11
（一）仿真加工 11
（二）程序验证 13
（三）工具的测量 13
五、加工中出现的问题以及解决方法 13
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
附录 18
引言
薄壁法兰盘类零件在工业生产中有极广泛的应用。在保证零件功能和结构要求的前提下，为了控制重量同时保证精度和质量，大多设计的壁厚偏薄，工艺强度不足，切削加工时易发生变形。在使用车铣复合大批量加工生产时，往往因装夹变形和定位困难导致成品率低，生产成本高。本文针对一种车床尾座法兰盘进行分析，从设计专用的毛坯件入手；利用三维建模和编程仿真方法，配合编制CAM程序数控机床仿真，最大限度的优化生产工艺路线，实现零件的整体加工和规范化生产。
一、工艺分析
（一）零件分析
零件为车床尾座法兰盘零件，主要用于通用部件连接。
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图11 车床尾座法兰盘零件图
分析图纸和毛坯件图纸可以初步看出，零件单位为毫米，材 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
料为HT200,零件为车床尾座法兰盘，主要用于连接主轴和卡盘，属于回转体盘类，呈阶梯型递增排列。零件采用半剖视图，零件最大回转直径320mm,零件总厚130mm，盘端分布三个对称3×φ20mm通孔，中间有φ90中心孔，外分布三个互成120°的3×φ12mm通孔；零件内部分布阶梯孔，孔最大直径为φ100，高度为50mm，对左端面孔开口处有一C1倒角；零件在高度30mm处与第二阶层处存在C5倒斜角，零件技术要求分析：该零件技术要求较高的部位是φ130 、φ320的圆柱面和φ20mm、φ12mm的台阶面，表面结构要素要求最高的为Ra1.6，几何公差共有两处，在M处存在零件对左端面φ320对右端面中心φ90孔轴线的圆跳动的公差值为0.03mm,其他未注明表面粗糙度均为Ra3.2。
根据产品的尺寸分析，初步得到以下需要加工的内容：
表11 零件基本参数表
内容
要求
备注
外形
产品外形尺寸为320*130
所有尺寸单位为mm
底部高度
底板高度为φ30±0.01
底部孔
底部两个孔径为φ20
台阶高度
侧壁高度为φ70
顶部台阶高度
顶部台阶高度为φ30
侧壁孔
侧壁三个孔直径为φ12
倒斜角
倒斜角为C5
Φ100处为C2
其余尺寸
见产品图纸
（二）产品三维建模
分析零件图的特征，使用UG三维建模和进行后期CAM编程加工。
首先建立XY坐标系，构建零件主体草图和进行模型拉伸。草图外形如图12所示。零件分三次拉伸，第一次拉伸厚度为30mm，确定盘件底部区域；确定零件中部区域70mm,完成拉伸共130mm,构建主体模型，满足产品高度要求。拉伸后的外形如图13所示。
/ /
图13 主体草图 图14 拉伸模型
然后加工盘体中心孔和盘侧孔。零件内部为阶梯孔，盘体分布着直径不同的通孔，通过草图确定好孔位，然后用插入孔命令插入孔特征。草图外形如图14所示。零件的盘柱部分有一个对称的斜角，通过倒斜角命令方式完成，草图外形如图15所示。
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图15加工孔 图16 倒斜角
（三）工艺流程
根据产品的三维模型和图纸进行分析。该零件外形呈回转体盘体零件，如果使用方料或者圆柱形毛坯件来加工，会增加余料的产生，并且会提高生产难度和加工工艺。另一方面，由于车床尾座需求量较大，应用面广泛，故选用台阶回转体金属铸造毛坯件，然后再进行工艺流程分析。工艺分析如下：
1、毛坯件的要求
通过读零件可知，选择直径320mm高度135mm的台阶回转体金属铸造半制品件，材质用HT200，选取公差等第用CT，根据毛坯件的需求选择相应的公差等级要求如下表，此处选择11级，为提高生产效率，毛坯中心应留φ65mm的通孔。对铸造毛坯的选择，应保证力学性能和使用要求，粗糙度Ra不超过3.2，拉伸出的壁厚公差±0.01mm。
表12 公差等级表
方法
公差等级CT
铸件材料
钢
灰铸铁
球墨铸铁
目 录
引言 1
一、工艺分析 2
（一）零件分析 2
（二）产品三维建模 3
（三）工艺流程 4
二、生产准备 5
（一）机床的选用 5
（二）毛坯的选择 6
（三）刀具选择 6
（四）加工工艺卡 8
三、加工程序的编写 10
四、仿真加工 11
（一）仿真加工 11
（二）程序验证 13
（三）工具的测量 13
五、加工中出现的问题以及解决方法 13
总结 15
参考文献 16
谢辞 17
附录 18
引言
薄壁法兰盘类零件在工业生产中有极广泛的应用。在保证零件功能和结构要求的前提下，为了控制重量同时保证精度和质量，大多设计的壁厚偏薄，工艺强度不足，切削加工时易发生变形。在使用车铣复合大批量加工生产时，往往因装夹变形和定位困难导致成品率低，生产成本高。本文针对一种车床尾座法兰盘进行分析，从设计专用的毛坯件入手；利用三维建模和编程仿真方法，配合编制CAM程序数控机床仿真，最大限度的优化生产工艺路线，实现零件的整体加工和规范化生产。
一、工艺分析
（一）零件分析
零件为车床尾座法兰盘零件，主要用于通用部件连接。
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图11 车床尾座法兰盘零件图
分析图纸和毛坯件图纸可以初步看出，零件单位为毫米，材 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
料为HT200,零件为车床尾座法兰盘，主要用于连接主轴和卡盘，属于回转体盘类，呈阶梯型递增排列。零件采用半剖视图，零件最大回转直径320mm,零件总厚130mm，盘端分布三个对称3×φ20mm通孔，中间有φ90中心孔，外分布三个互成120°的3×φ12mm通孔；零件内部分布阶梯孔，孔最大直径为φ100，高度为50mm，对左端面孔开口处有一C1倒角；零件在高度30mm处与第二阶层处存在C5倒斜角，零件技术要求分析：该零件技术要求较高的部位是φ130 、φ320的圆柱面和φ20mm、φ12mm的台阶面，表面结构要素要求最高的为Ra1.6，几何公差共有两处，在M处存在零件对左端面φ320对右端面中心φ90孔轴线的圆跳动的公差值为0.03mm,其他未注明表面粗糙度均为Ra3.2。
根据产品的尺寸分析，初步得到以下需要加工的内容：
表11 零件基本参数表
内容
要求
备注
外形
产品外形尺寸为320*130
所有尺寸单位为mm
底部高度
底板高度为φ30±0.01
底部孔
底部两个孔径为φ20
台阶高度
侧壁高度为φ70
顶部台阶高度
顶部台阶高度为φ30
侧壁孔
侧壁三个孔直径为φ12
倒斜角
倒斜角为C5
Φ100处为C2
其余尺寸
见产品图纸
（二）产品三维建模
分析零件图的特征，使用UG三维建模和进行后期CAM编程加工。
首先建立XY坐标系，构建零件主体草图和进行模型拉伸。草图外形如图12所示。零件分三次拉伸，第一次拉伸厚度为30mm，确定盘件底部区域；确定零件中部区域70mm,完成拉伸共130mm,构建主体模型，满足产品高度要求。拉伸后的外形如图13所示。
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图13 主体草图 图14 拉伸模型
然后加工盘体中心孔和盘侧孔。零件内部为阶梯孔，盘体分布着直径不同的通孔，通过草图确定好孔位，然后用插入孔命令插入孔特征。草图外形如图14所示。零件的盘柱部分有一个对称的斜角，通过倒斜角命令方式完成，草图外形如图15所示。
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图15加工孔 图16 倒斜角
（三）工艺流程
根据产品的三维模型和图纸进行分析。该零件外形呈回转体盘体零件，如果使用方料或者圆柱形毛坯件来加工，会增加余料的产生，并且会提高生产难度和加工工艺。另一方面，由于车床尾座需求量较大，应用面广泛，故选用台阶回转体金属铸造毛坯件，然后再进行工艺流程分析。工艺分析如下：
1、毛坯件的要求
通过读零件可知，选择直径320mm高度135mm的台阶回转体金属铸造半制品件，材质用HT200，选取公差等第用CT，根据毛坯件的需求选择相应的公差等级要求如下表，此处选择11级，为提高生产效率，毛坯中心应留φ65mm的通孔。对铸造毛坯的选择，应保证力学性能和使用要求，粗糙度Ra不超过3.2，拉伸出的壁厚公差±0.01mm。
表12 公差等级表
方法
公差等级CT
铸件材料
钢
灰铸铁
球墨铸铁
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