法兰盘成型加工设计课程设计论文.doc
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1、学号: 课程设计说明书设计题目:法兰盘成型加工专 业: 设 计 者: 班 级: 指导教师: 评定成绩: 设计日期:/ 年 / 月 /日 目录前 言 3设计任务书 4正 文 4一 建模 51.零件的建模过程 52.毛坯的建模过程 8二 零件工艺分析 11三 创建加工操作 111.第一次装夹 112.第二次装夹 32四 车间文档 39五 法兰盘部分加工程序 40六 设计心得与体会 41七 参考资料 41前言 法兰盘应用广泛,是非常重要的机械零件之一。法兰又叫法兰盘或突缘。使管子与管子相互连接的零件。连接于管端。法兰上有孔眼,可穿螺栓,使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。法兰管件(flanged pip
2、e fittings)指带有法兰(突缘或接盘)的管件。它可由浇铸而成,也可由螺纹连接或焊接构成。法兰联接(flange,joint)由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。垫片放在两法兰密封面之间,拧紧螺母后,垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形,并填满密封面上凹凸不平处,使联接严密不漏。有的管件和器材已经自带法兰盘,也是属于法兰连接。法兰连接是管道施工的重要连接方式。 法兰连接使用方便,能够承受较大的压力。在工业管道中,法兰连接的使用十分广泛。在家庭内,管道直径小,而且是低压,看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或者生产现场,到处都是法兰连接的管道和器材。通俗的讲,法兰盘的作用就是使得管件连
3、接处固定并密封 因此,该零件应具有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性,以适应端盖的工作条件。该零件的主要工作表面为左右端面及右端面的外圆表面,在设计工艺规程时必须重点考虑。端盖的加工工艺的可行性与合理性直接影响零件的质量、生产成本、使用性能和寿命等。设计任务书1、总体介绍:设计包括CAD与CAM两大模块,重点在于CAM。2、具体要求:根据平面图建模,并对该零件上所有能够铣、钻的表面进行加工。完成指定题目的设计后,要求每人编写说明书一份(包括封面、目录、设计任务书、正文、设计心得与体会、参考资料等七部分,可以打印,请上交前自己检查是否缺项)。同时上交电子稿与相应prt文件。正文应包括:零件的建模过程
4、、毛坯的建模过程、零件工艺分析与编制的工艺过程、具体加工过程(每个操作的创建详细过程,要求说明各个参数是如何配置的、每个操作生成的刀轨)、车间工艺文档特别提醒:不接收未经同意擅自更改题目的设计,不接收完全相同的设计。3、联系方式:手机:15188374238 4、设计要求:设计包括CAD与CAM两大模块,根据平面图建模,并对该零件上所有能够铣,钻的表面进行加工5、 零件图零件的外形草图如图0-1所示:0-1正文 一、建模1.零件的建模过程 1)零件分析图0-1所示零件为法兰盘,根据零件图分析可知,该法兰盘零件为一般的盘盖类零件,其主要特点:直径30内孔加工精度高,基准面A端面加工精度高。 2)
5、建模分析 图形内孔不一致,需经过多次拉伸完成,另外三个沉头孔可实例阵列完成,最后完成零件的倒角,倒圆,完成零件模型创建。 3)端盖零件建模设计 1、新建部件文件 新建一个名称为【falanpan】的部件文件。1)启动UG6.0,选择【文件、新建】命令,弹出【新建】对话框。2)如图1-1所示,在【新建】对话框选择存放新建文件路径,输入文件名为:【falanpan】;选择单位为:【毫米】。 2、 进入建模模块 单击【开始】按钮,选择【建模】命令,进入建模模块。1-13、单击【草图】按钮,弹出【创建草图】对话框,选择【YC-XC】为基准平面,绘制草图,完成草图如图1-2所示。1-24、选择【回转】按
6、钮,弹出【回转】对话框,选择全部线段,点中反向图标;单击【确定】按钮,完成回转如图1-3所示。1-3 5、创建基准平面,如图1-4所示。1-46、创建草图,如图1-5所示。1-57选择【拉伸】按钮,弹出【拉伸参数设置】对话框,选择3个直径为11的孔,点中反向,单击【确定】按钮,完成拉伸,面如图1-10所示。 1-68 选择【拉伸】按钮,弹出【拉伸参数设置】对话框,选择3个直径为18的孔,点中反向,【距离】设为28mm,单击【确定】按钮,完成拉伸,如图 1-79选择【拉伸】按钮,弹出【拉伸参数设置】对话框,选择直径为60mm的孔,点中反向,【距离】设为28mm,单击【确定】按钮,完成拉伸,如图1
7、-8 1-8 10零件建模完成,单击【保存】按钮,将文件【falanpan.prt】单独保存一份以备后续使用。如图1-17。1-172. 毛坯的建模过程1新建部件文件 新建一个名称为【falanpanmaopi】的部件文件。1)选择【文件新建】命令,弹出“新建”对话框。2)在【新建】对话框选择存放新建部件文件的路径,输入文件名为:【falanpanmaopi】;选择单位为:【毫米】。2进入建模模块单击【开始】图标,选择【建模】命令,进入建模模块,如2-1图。2-13单击【草图】按钮,弹出【创建草图】对话框,选择【YC-XC】为基准平面,绘制草图,完成草图如图2-2所示。2-24、选择【回转】按
8、钮,弹出【回转】对话框,选择全部线段,点中反向图标;单击【确定】按钮,完成回转。如图2-32-35、创建基准平面,如图2-4所示。2-46、创建草图,如图2-5所示。 2-57 选择【拉伸】按钮,弹出【拉伸参数设置】对话框,选择直径为60mm的孔,点中反向,【距离】设为28mm,单击【确定】按钮,完成拉伸,如图2-6所示2-68 毛坯建模完成,单击【保存】按钮,将文件【falanpanmaopi.prt】单独保存一份以备后续使用。如下图2-72-7二、零件工艺分析确定装夹方式 由于毛坯的上表面和底面均不符合零件的要求需要加工,根据零件形状可确定需分两次装夹。第一次装夹加工70端面,60深21的
9、孔,18的沉头孔,11的通孔;第一次装夹采用三爪卡盘装夹方式。第二次装夹加工120的下表面,70k6的端面,30的通孔及C2倒角;第二次装夹采用三爪卡盘装夹方式。确定加工坐标系原点 为了便于加工时对刀,第一次装夹,加工坐标系原点设置在零件顶面的中心;第二次装夹,加工坐标系原点设置在零件底面的中心。确定工步 第一次装夹:分析图可得,可用16的平底铣刀对70的端面进行粗加工和精加工。对60深21的孔,用59.5和60镗刀镗孔至要求尺寸。对9的通孔,为了保证加工精度,先用3的中心钻打定位孔,然后用10.8的麻花钻预钻孔,最后用11的机用铰刀铰孔至要求尺寸。18的沉头孔,用18的平底锪钻加工。具体工步
10、安排见表3-1。表3序号加工工步加工方式刀具加工余量主轴速度进给速度170的端面粗加工FACE_MILLING16平底刀0.2mm1000rpm350mmpm270的端面精加工FACE_MILLING16平底刀01000rpm150mmpm360孔镗孔粗加工DRILLING59.5粗镗刀300rpm40mmpm460孔镗孔精加工DRILLING60精镗刀400rpm40mmpm511的定位孔加工DRILLING3中心钻1200rpm60mmpm611的预钻孔加工DRILLING10.8麻花钻550rpm40mmpm711的铰孔加工DRILLING11铰刀500rpm200mmpm818沉头孔扩
11、孔加工DRILLING18平底锪钻300rpm30mmpm第二次装夹:分析图可得,可用16的平底铣刀对70k6端面和120的下表面进行加工。对C2的倒角用40的90锪刀加工至要求尺寸。具体工步安排见表3-2。 表3-2序号加工工步加工方式刀具加工余量主轴速度进给速度170k6端面粗加工FACE_MILLING16平底刀0.2mm1000rpm350mmpm270k6端面精加工FACE_MILLING16平底刀01000rpm150mmpm330孔镗孔粗加工DRILLING29.5粗镗刀300rpm40mmpm430孔镗孔精加工DRILLING30精镗刀400rpm40mmpm5倒角245的加工
12、DRILLING40锪刀200rpm18mmpm三、创建操作1、第一次装夹打开零件建模过程中创建的部件【falanpan】。3.1.1、进入加工模组设置初始化1.进入加工模块 单击【开始】按钮,选择【加工】命令,进入自动加工模块,弹出【加工环境】对话框,在【加工环境】对话框的【要创建的设置】列表框中选择模板文件【mill_planar】(平面铣)。如图3所示。单击【确定】按钮,进入加工环境。 33-42创建程序顺序视图参数单击【操作导航器】工具栏中的【程序顺序视图】按钮,切换操作导航器至程序视图,单击【加工创建】工具栏中的【创建程序】按钮,弹出【创建程序】对话框,在【创建程序】对话框中,选择类
13、型为:【mill_planar】;父级组为:【NC_PROGRAM】;输入名称为:【falanpan-1】;如图3-2所示,单击【确定】按钮,完成第一次装夹程序的创建,然后用同样的方法完成第二次装夹程序的创建,名称为:【falanpan-2】;如图3-3所示,单击【确定】按钮,完成程序顺序视图的创建,创建的程序顺序视图见图3-4。 3-2 3-3 3、创建刀具 1)创建第一把刀具:平底刀。单击【加工创建】工具栏中的【创建刀具】按钮,弹出【创建刀具】对话框,在【创建刀具】对话框中,选择类型为:【mill_planar】;选择子类型为:铣刀;输入名称为:【T1D16】;如图3-5所示,单击【确定】
14、按钮,弹出【铣刀-5参数】对话框,在【铣刀-5参数】对话框中设置刀具直径为:【16】;刀具补偿:【0】;长度补偿:【0】刀具号:【1】;如图3-6所示。设置完参数后,单击【确定】按钮,完成第一把刀具的创建。3-5 3-62)创建第二把刀具:粗镗刀。单击【加工创建】工具栏中的【创建刀具】按钮,弹出【创建刀具】对话框。在【创建刀具】对话框中,选择类型为:【drill】;选择子类型为:镗刀;输入名称为:【T2D59.5】。单击【确定】按钮,弹出【钻刀】对话框。在【钻刀】对话框中设置刀具直径为:【59.5】;刀具号:【】;长度补偿:【0】;如图3-7所示。单击【确定】按钮,完成第二把刀具的创建。 3-
15、73) 按照同样方法,分别创建好3、4、5、6、7、8、9、10把钻销刀具,名称和参数见下表3-1所示。表3-1 创建刀具参数表刀号子类型图标名称类型刀具直径/mm有效长度/mm1T1D16平刀16752T2D59.5镗刀59.5503T3D60镗刀60504T4D18平底锪钻14755T5D3中心钻3506T6D10.8麻花钻10.8507T7D11铰刀111008T8D29.5镗刀29.5509T9D30镗刀305010T8D40锪刀40304)刀具创建如图3-8所示。 3-84、设置几何视图参数1) 单击【操作导航器】工具栏中的【几何视图】图标,切换操作导航器至几何视图。2) 定义加工坐
16、标系:双击几何视图中的【_】节点,弹出【ill rient】对话框,如图3-9所示。在该对话框中选择的【构造器】按钮,弹出【】对话框,如图3-10所示。在绘图区选择零件的上表面作为自动推断对象,单击【确定】按钮即可在70圆台上表面的中心位置创建加工坐标系,并返回到【ill rient】对话框。 3-9 3-10 3) 设置安全平面:在【ill rient】对话框中的【间隙】复按选框中设置安全设置选项为:【平面】,单击按钮,进入【平面构造器】对话框,在绘图区选择70圆台上表面作为参考对象,然后在【偏置】文本框中输入偏置值为:【20】,如图3-11所示。单击【确定】按钮,即在相对于毛坯的上表面上部
17、距离为20的高度创建一个安全平面,安全平面以高亮小三角显示在绘图区中。3-114)选择零件几何:在几何视图中,单击【_】节点前的【】号,再双击【WORKPIECE】节点,弹出【铣削几何体】对话框,如图3-12所示。在该对话框中选择【指定部件】图标,单击弹出【部件几何体】对话框,如图3-13所示。再绘图区选择端盖模型作为零件几何,单击【确定】按钮,完成零件几何的选择,并返回到【铣削几何体】对话框,单击【确定】按钮。 3-123-135)导入毛坯:选择【文件导入部件】命令,弹出【导入部件】对话框,如图【3-14】所示,单击【确定】按钮,弹出【导入部件】对话框,选择第一章中创建的【falanpanm
18、aopi.prt】文件,如图3-15所示。单击【】按钮,弹出【点】对话框,设置坐标相对为XC:【0】;YC:【3】;ZC:【0】;单击【确定】按钮。完成毛坯的导入。如图3-16所示。 3-14 3-15 3-166) 双击【WORKPIECE】节点,弹出【铣削几何体】对话框,如图3-12所示。在该对话框中选择图标,单击该按钮,弹出【毛坯几何体】对话框,如图3-17所示。在绘图区选中毛坯,单击【确定】按钮,回到【铣削几何体】对话框,完成毛坯几何的定义。单击【确定】按钮。3-175、 设置加工方法参数1) 单击【操作导航器】工具栏中的【加工方法视图】图标,切换操作导航器至加工方法视图,如图3-18
19、所示。3-18 3-192)设置粗加工方法参数:如图3-19所示,双击加工方法视图中的【MILL_ROUGH】节点,弹出【铣削方法】对话框,在该对话框中设置部件余量为:【0.2】;内公差为:【0.03】;外公差为:【0.03】。单击【确定】按钮,完成粗加工方法的设置。3) 设置精加工方法参数:如图3-20所示,双击加工方法视图中的【MILL_FINISH】节点,弹出【铣削方法】对话框,在该对话框中设置部件余量为:【0】;内公差为:【0.01】;外公差为:【0.01】。单击【确定】按钮,完成精加工方法的设置。 3-203-214) 双击加工方法视图中的【DRILL_METHOD】(钻孔加工方法)
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