aisi316l锻件法兰的数控加工工艺分析
【摘要】数控加工技术在机械行业中越来越广泛，对于精密的零件加工精度高并且且生产效率显著提升，本文以法兰零件进行调试，工艺分析，加工零件，对在加工中出现的问题以及解决方法进行了研究。法兰第一道工序是将毛胚料进行加工大外圆，端面槽，内孔留量。第二道工序是装夹第二面，加工大外圆厚度，锥孔，锥管外螺纹R3/8,总长到位，以及各个倒角。第三道工序是用CNC机床将端面槽部位打通槽，外面扁位，打通孔。第四道工序是将CNC打的通槽的底部痕迹车掉，并加工端面槽，使通槽相应端面槽的尺寸到位。本文着重介绍了第一道和第二道工序的调试与加工，以及在加工中所出现的问题和问题解决方法。
目录
引言 1
一、零件的工艺分析 2
（一）零件图 2
（二）检验单 3
（三）加工工序 4
二、第一道工序的调试与加工 5
（一）夹具与刀具的选择 5
（二）工序程序 7
（三）加工顺序 13
（四）调试零件 13
三、第二道工序的调试与加工 14
（一）夹具与刀具的选择 14
（二）工序程序 15
（三）加工顺序 20
（四）调试零件 20
四、加工零件出现的问题和解决方案 20
五、作品展示 22
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
数控加工是用计算机实现数字程序来对零件进行自动化的加工，是一种具有高效率，高精度的加工技术，对于复杂并精度要求高的零件，数控加工能较好的达到精度要求，并很稳定的控制尺寸要求，减少不必要的误差。
法兰，又叫凸缘，它是一种使管子与管子相互连接的零件，一般连接在管部的端部。法兰连接上管道施工的重要连接线。本零件是不锈钢材质，螺纹连接的法兰，利用mastercam软件根据图纸和工艺要求进行画图，编程，然后将程序编入机床中，通过工艺要求和零件来选择夹具，刀具进行调试和加工零件。该法兰的加工开始利用数控车床是从毛坯加工成半成型，先是加工端面槽，然后掉面做锥管螺纹，在利用ＣＮＣ铣床进行铣边
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
，通槽和打孔，然后在做一些辅助工作的零件，第一道工序主加工端面槽 ，第二道工序主加工锥管螺纹。本次是以数控车床加工第一和第二道工序进行讨论和研究。
.
一、零件的工艺分析
（一）零件图
零件图见图11。
图11 法兰零件图与毛坯图
检验单
工序检验单见图12，图13。
图12 第一道工序检验单
图13 第二道工序检验单
注意事项：
1.零件按照检验单频次检验相应尺寸。
2.阴影部分为重点控制尺寸 。
3.所有尺寸尽量做中差，以为后序更好加工。
4.未注的Ra值是指未重点标注的其他所有的粗糙度。
（三）加工工序
夹台阶圆，光端面1mm，加工通孔Φ9（0/0.1）*20深，大外圆，端面槽9#，10#及倒角到尺寸，Φ34.25（0.08/0.1），保证光洁度。
夹大外圆，加工总长，台阶圆，螺纹，深孔，锥孔，及倒角到尺寸保证大外圆厚度10（+0.1/0.1）。
加工端面通孔，通槽，扁位（每刀切削0.5mm）小缺口到尺寸，1.5深度按5（0/0.05）控制。
夹Φ16.5，加工Φ34.25（0.01/+0.01）*Φ21（0.01/0.09）深五到尺寸，注意槽底不能CNC加工过的刀痕。
去毛刺
二、第一道工序的调试与加工
（一）夹具与刀具的选择
零件的装夹见图21。
图21 零件数一装夹图
选择夹具：
1）在数车机床上，三爪的使用是必不可少的，对于不同的零件，不同的加工工序，三爪的选择也是不同的，首先三爪是与机床卡盘通过螺丝连接到一起，利用机床卡盘压力将零件未加工工区域夹住。
在数控加工中，三爪一般有铝爪,钢爪还有铁爪。本法兰零件采用钢爪，因为钢爪夹比较实的工件刚性好，像铝爪适合夹比较薄的工件，所以我们要根据加工零件的类型来选择合适的三爪。安装时要考虑到夹零件部位的直径，使三爪装到相应的地方。 一般装到比家零件部位的直径要小，但不要多太多，这样会对三爪的浪费。
2）镗削：将选择的夹具安装到卡盘上加下来就是根据夹零件的部位进行镗三爪，首先我们需要用一把镗孔刀进行镗削，镗孔刀的刀片材料用碳钢R角为0.4的刀尖，保证使镗后的爪子表面光滑不粗糙，使三爪更好的夹住工件，减少一些不必要的误差。如果镗三爪的量比较多可以考虑用0.8的刀尖进行深镗然后用0.4 刀尖进行精镗，这样保证了爪子的表面质量，也对减轻了对刀片的磨损。在进行镗削的时候要考虑到夹的部位的圆弧，尽量使爪子的圆弧匹配，在加工零件毛坯，粗加工时没有太大要求，但是对于加工公差小，夹的是到位尺寸，要求跳动的情况下要对三爪的要求很高，本道工序对跳动的要求不高，镗削是将圆弧与夹住的开零件部位圆弧大致一直就好。在镗最后一刀时尽量使车直径和底面时一刀过，这样会更好的保证爪子的跳动。
3）卡盘的压力：在镗过三爪的时，我们需要夹零件，用跳动表检查工件的跳动，这是需要给卡盘一个压力值，对于不同的零件，给出适当的压力，像薄壁类的零件压力应该给小于1PA,本工序的压力应该给到2.0PA左右，如果零件加工切削量多，工件的尺寸相应的大，压力值应该给更大，如果压力给小加工时工件因没有夹稳而导致工件车动，车动的例子很常见，危险系数很高，对于经验比较低的生产员，如果压力给小而车动，轻则工件报废，重则工件打飞，危害不堪设想。压力给大会导致工件被夹变形，导致工件直接报废。
刀具选择：
表21 刀具
刀具编号
刀具名称
刀片品牌
刀片材质
刀具R角/螺距
刀杆尺寸
T0101
外圆粗车刀80°
E
目录
引言 1
一、零件的工艺分析 2
（一）零件图 2
（二）检验单 3
（三）加工工序 4
二、第一道工序的调试与加工 5
（一）夹具与刀具的选择 5
（二）工序程序 7
（三）加工顺序 13
（四）调试零件 13
三、第二道工序的调试与加工 14
（一）夹具与刀具的选择 14
（二）工序程序 15
（三）加工顺序 20
（四）调试零件 20
四、加工零件出现的问题和解决方案 20
五、作品展示 22
总结 23
参考文献 24
谢辞 25
引言
数控加工是用计算机实现数字程序来对零件进行自动化的加工，是一种具有高效率，高精度的加工技术，对于复杂并精度要求高的零件，数控加工能较好的达到精度要求，并很稳定的控制尺寸要求，减少不必要的误差。
法兰，又叫凸缘，它是一种使管子与管子相互连接的零件，一般连接在管部的端部。法兰连接上管道施工的重要连接线。本零件是不锈钢材质，螺纹连接的法兰，利用mastercam软件根据图纸和工艺要求进行画图，编程，然后将程序编入机床中，通过工艺要求和零件来选择夹具，刀具进行调试和加工零件。该法兰的加工开始利用数控车床是从毛坯加工成半成型，先是加工端面槽，然后掉面做锥管螺纹，在利用ＣＮＣ铣床进行铣边
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
，通槽和打孔，然后在做一些辅助工作的零件，第一道工序主加工端面槽 ，第二道工序主加工锥管螺纹。本次是以数控车床加工第一和第二道工序进行讨论和研究。
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一、零件的工艺分析
（一）零件图
零件图见图11。
图11 法兰零件图与毛坯图
检验单
工序检验单见图12，图13。
图12 第一道工序检验单
图13 第二道工序检验单
注意事项：
1.零件按照检验单频次检验相应尺寸。
2.阴影部分为重点控制尺寸 。
3.所有尺寸尽量做中差，以为后序更好加工。
4.未注的Ra值是指未重点标注的其他所有的粗糙度。
（三）加工工序
夹台阶圆，光端面1mm，加工通孔Φ9（0/0.1）*20深，大外圆，端面槽9#，10#及倒角到尺寸，Φ34.25（0.08/0.1），保证光洁度。
夹大外圆，加工总长，台阶圆，螺纹，深孔，锥孔，及倒角到尺寸保证大外圆厚度10（+0.1/0.1）。
加工端面通孔，通槽，扁位（每刀切削0.5mm）小缺口到尺寸，1.5深度按5（0/0.05）控制。
夹Φ16.5，加工Φ34.25（0.01/+0.01）*Φ21（0.01/0.09）深五到尺寸，注意槽底不能CNC加工过的刀痕。
去毛刺
二、第一道工序的调试与加工
（一）夹具与刀具的选择
零件的装夹见图21。
图21 零件数一装夹图
选择夹具：
1）在数车机床上，三爪的使用是必不可少的，对于不同的零件，不同的加工工序，三爪的选择也是不同的，首先三爪是与机床卡盘通过螺丝连接到一起，利用机床卡盘压力将零件未加工工区域夹住。
在数控加工中，三爪一般有铝爪,钢爪还有铁爪。本法兰零件采用钢爪，因为钢爪夹比较实的工件刚性好，像铝爪适合夹比较薄的工件，所以我们要根据加工零件的类型来选择合适的三爪。安装时要考虑到夹零件部位的直径，使三爪装到相应的地方。 一般装到比家零件部位的直径要小，但不要多太多，这样会对三爪的浪费。
2）镗削：将选择的夹具安装到卡盘上加下来就是根据夹零件的部位进行镗三爪，首先我们需要用一把镗孔刀进行镗削，镗孔刀的刀片材料用碳钢R角为0.4的刀尖，保证使镗后的爪子表面光滑不粗糙，使三爪更好的夹住工件，减少一些不必要的误差。如果镗三爪的量比较多可以考虑用0.8的刀尖进行深镗然后用0.4 刀尖进行精镗，这样保证了爪子的表面质量，也对减轻了对刀片的磨损。在进行镗削的时候要考虑到夹的部位的圆弧，尽量使爪子的圆弧匹配，在加工零件毛坯，粗加工时没有太大要求，但是对于加工公差小，夹的是到位尺寸，要求跳动的情况下要对三爪的要求很高，本道工序对跳动的要求不高，镗削是将圆弧与夹住的开零件部位圆弧大致一直就好。在镗最后一刀时尽量使车直径和底面时一刀过，这样会更好的保证爪子的跳动。
3）卡盘的压力：在镗过三爪的时，我们需要夹零件，用跳动表检查工件的跳动，这是需要给卡盘一个压力值，对于不同的零件，给出适当的压力，像薄壁类的零件压力应该给小于1PA,本工序的压力应该给到2.0PA左右，如果零件加工切削量多，工件的尺寸相应的大，压力值应该给更大，如果压力给小加工时工件因没有夹稳而导致工件车动，车动的例子很常见，危险系数很高，对于经验比较低的生产员，如果压力给小而车动，轻则工件报废，重则工件打飞，危害不堪设想。压力给大会导致工件被夹变形，导致工件直接报废。
刀具选择：
表21 刀具
刀具编号
刀具名称
刀片品牌
刀片材质
刀具R角/螺距
刀杆尺寸
T0101
外圆粗车刀80°
E
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