法兰专业课程设计项目说明指导书.doc

班级:___________学号:____________姓名:______________
指引教师:_________
锻造课程设计法兰设计阐明书
目录
前言
1 零件分析 3
1.1零件作用 3
1.2零件材料……………………………………………………….3
1.3零件构造分析……………………………………………........4
1.4对毛坯阐明 4
1.5零件工艺分析 5
2 工艺规程设计 5
2.1 制定工艺路线 6
3 收获与体会 9
4 参照文献 9

前言
锻造课程设计是在咱们学完了大学所有基本课、技术基本课以及大某些专业课之后进行。这是咱们进行毕业设计之前对所学各课程一次进一步综合性链接，也是一次理论联系实际训练。因而，它在咱们大学学习生活中占有十分重要地位。
就我个人而言，我但愿能通过这次课程设计对自己将来将从事工作进行一次适应性训练，从而锻炼自己分析问题、解决问题能力，为此后走向工作岗位适应工作条件打下一种良好基本。
相信通过课程设计能将零散知识点都联系起来，系统而全面做好设计。通过本次课程设计，但愿能得到下述方面锻炼：①培养制定零件锻造等机械加工工艺规程和分析工艺问题能力，设计机床夹具能力。②熟悉关于原则和设计资料，学会使用关于手册和数据库。
由于能力所限，设计尚有许多局限性之处，恳请杨教师予以指教。
摘要
自由锻基本工序：自由锻造时，锻件形状是通过某些基本变形工序将坯料逐渐锻成。自由锻造基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲和切断等。
1.镦粗 镦粗是对原坯料沿轴向锻打，使其高度减低、横截面增大操作过程。这种工序惯用于锻造齿轮坯和其她圆盘形类锻件。镦粗分为所有镦粗和局部锻粗两种。
2.拔长 拔长是使坯料长度增长，截面减小锻造工序，通惯用来生产轴类件毛坯，如车床主轴、连杆等。
3.冲孔 用冲子在坯料上冲出通孔或不通孔锻造工序。
4.弯曲 使坯料弯曲成一定角度或形状锻造工序。
5.扭转 使坯料一某些相对另一某些旋转一定角度锻造工序。
6.切割 分割坯料或切除料头锻造工序。

1. 零件分析
1.1零件作用
该零件称作法兰是管子与管子之间互相连接零件，用于管端之间连接；也有用在设备进出口上法兰，用于两个设备之间连接，如减速机法兰。法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者互相连接作为一组组合密封构造可拆连接。管道法兰系指管道装置中配管用法兰，用在设备上系指设备进出口法兰。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封.依照零件图来看该零件是用来连接两个直管道，对管道进行固定和导向，变化流体方向，对连接处进行固定和密封。
1.2零件材料
1.2.1材料特性：
材质为Q345A,是一种低合金钢,化学成分如下:C 0.20%,Si≤0.55%,Mn≤1.70%,P≤0.045%,S≤0.045%,V 0.02%～0.15%,Nb 0.015%～0.060%,Ti 0.02%～0.20%.与Q345B，C，D，E钢相比而言，低温冲冲击实验温度高，性能差.屈服强度在345MP左右.
1.2.2材料用途:
广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等.
1.3零件构造分析
从零件图来看,该法兰构造较为简朴表面规定精度不高. 此法兰整体呈长方体,在四角对称有4个螺栓通孔,有直径不同两个盲孔垂直相交连通,此外,一面有4个大小相似凹槽. 对法兰基本规定是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排法兰加工过程应考虑到这些特点
1.4对毛坯阐明
1.4.1毛坯类型
由于材质Q345A强度较高,该零件采用自由锻锻造工艺,自由锻生产率低，加工余量大，但工具简朴，通用性大，故被广泛用于锻造形状较简朴单件、小批生产锻件。因此不必要机加工获得,直接采用金属型锻造方式获得外形与零件相似毛坯.更为省力.注意留有较大加工余量,废料相应增多不可避免.
1.4.2毛坯余量拟定
由于零件形状并不复杂并且零件加工尺寸不大，因而毛坯形状可以与零件形状接近。由于规定设计零件长宽高分别为A=110mm，B=107mm，H=140mm。满足表中规定A/B≤2.5。由锻造实用速查手册，满足A﹤H﹤2.5A，因此由表格得加工余量a=8±3，b=8±3（锻件精度级别为F级），我选取a=10mm，b=10mm。因此锻件高H1=H+b=140+b=150mm，B1=B+b=116mm ,A1=A+a=120mm
1.4.3毛坯定位基准选取
1.4.3.1粗基准
选取不加工面或加工表面精度不高面为基准，依照基准选取原则，以底面为基准面，以它中心线为粗基准。
1.4.3.2精基准
由于背面表面粗糙度为3.2，是该法兰零件精度最高面，因此选它为精基准加工面。
1.5零件工艺分析
生产工艺重要分为锻造、锻造这两种。
锻造法兰和锻造法兰
锻造出来法兰，毛坯形状尺寸精确，加工量小，成本低，但有锻造缺陷（气孔.裂纹.夹杂）；铸件内部组织流线型较差（如果是切削件，流线型更差）；
锻造法兰普通比锻造法兰含碳低不易生锈，锻件流线型好，组织比较致密，机械性能优于锻造法兰；
锻造工艺不当也会浮现晶粒大或不均，硬化裂纹现象，锻导致本高于锻造法兰。
锻件比铸件能承受更高剪切力和拉伸力。
铸件长处在于可以搞出比较复杂外形，成本比较低；
锻件长处在于内部组织均匀，不存在铸件中气孔，夹杂等有害缺陷；
1.5.1坯料和零件有关计算
坯料尺寸:长A1=120mm,宽B1=116mm,H1=150mm.密度ρ=7.85g/cm³
坯料体积V=150×120×116=2088cm³
坯料质量m=7.85×2088=16390.8g
零件尺寸：H=140mm，A=110mm，B=106mm.
除去通孔和凹槽体积V=140×110×106=1632.4cm³
4螺栓通孔体积V=（π×1.7²÷4×（10.6-4.2）+π×2.6²÷4×4.2）×4=147.3cm³
凹槽体积V=（9.46×8-8.46×7）×0.175=2.88cm³
冲孔废料体积V=（π×4.5²÷4×（8.55-6.5）=32.6cm³
零件体积V=14×11×10.6-（147.3+2.88+32.6）=1449.62cm³
零件质量m=7.85×1449.62=11379.5g
废料质量m=16390.8-11379.5=5011.3g
1.6零件定位基准选取
1.6.1粗基准选取
选取不加工面或加工表面精度不高面为基准，依照基准选取原则，以底面为基准面，以它中心线为粗基准。
1.6.2精基准选取
由于背面表面粗糙度为3.2，是该法兰零件精度最高面，因此选它为精基准加工面。精加工这个表面和其上面四个凹槽。
1.6.3加工顺序选取
先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔原则安排加工顺序，逐渐提高加工精度
2.工艺规程设计
2.1制定工艺路线
工艺方案㈠
　　　(1)下料：取锻造好柱状坯料Q345A，粗加工成长宽高分别为120mm，116mm，150mm柱状坯件。
(2)加热:炉型:半持续炉,加热时间:2至3小时,锻造温度:始锻温度1200℃终锻温度750℃.
(3)镦粗： 镦粗用钢筋头镦粗机 锻锤吨位:0.75吨.　　 　　
　　　(4)冲孔：先在右面冲φ65盲孔，深度为75mm，孔中心距地面高度为70mm，距背面为85.5-（65÷2）=53mm。然后在背面冲φ45盲孔，深度为20.5mm，孔中心距地面高度为70mm，距零件右面为22.5+30=52.5mm。
　　　(5)扩孔：扩右表面盲孔，使直径φ74mm，深度10mm。
　　　 扩右表面盲孔，使直径φ77mm，深度7mm。
　　　(6)钻孔：在车床上钻四个φ17通孔，从前面到背面。该通孔中心距左面20.5mm，距上面17mm。在四个φ17通孔基本上，从前面扩深度为42mm，φ26mm孔,别的三个通孔同理。
　　 (7)中间热解决：退火,退火温度为850℃.
(8)精加工：在刨床上精加工成长宽高分别为110mm，106mm，140mm柱状零件。
　　　(9)铣沟槽：在背面铣一种深度为1.75mm，宽度为5mm矩形沟槽。其中内边长84.6,宽70,外边长94.6,宽84.6.矩形中心线与零件中心线重叠.须精加工保证粗糙度.
　　　(10)最后热解决:正火,正火温度900℃.
工艺方案㈡
　 (1)下料：取锻造好柱状坯料Q345A，粗加工成长宽高分别为120mm，116mm，150mm柱状坯件。
(2)加热:炉型:半持续炉,加热时间:2至3小时,锻造温度:始锻温度1200℃终锻温度750℃.
　　 (3)钻孔：在车床上钻四个φ17通孔，从前面到背面。该通孔中心距左面20.5mm，距上面17mm。在四个φ17通孔基本上，从前面扩深度为42mm，φ26mm孔,别的三个通孔同理。
(4)镦粗： 镦粗用钢筋头镦粗机 锻锤吨位:0.75吨.　　 　　
　　 (5)冲孔:先在背面冲φ45盲孔，深度为20.5mm，孔中心距地面高度为70mm，距零件右面为22.5+30=52.5mm。然后在右面冲φ65盲孔，深度为75mm，孔中心距地面高度为70mm，距背面为85.5-（65÷2）=53mm。
　　 (6)扩孔：扩右表面盲孔，使直径φ74mm，深度10mm。
　　　 扩右表面盲孔，使直径φ77mm，深度7mm。
　　 (7)中间热解决：退火,退火温度为850℃.
(8)精加工：在刨床上精加工成长宽高分别为110mm，106mm，140mm柱状零件。
　　 (9)铣沟槽：在背面铣一种深度为1.75mm，宽度为5mm矩形沟槽。其中内边长84.6,宽70,外边长94.6,宽84.6.矩形中心线与零件中心线重叠.须精加工保证粗糙度.
　　 (10)最后热解决:正火,正火温度900℃.
方案一和方案二比较,方案二工艺对保正零件基本形状更加困难,并且方案二工艺相比喻案一更加挥霍材料,因此选取方案一更为合理.

3. 收获和体会
通过一周课程设计，我对本专业知识有了更深理解，如锻造基本工序,加工基准如何选取，加工工步顺序，各种材料特性和加工性能等。同步也把一某些此前所学知识（涉及机械制图，互换性与技术测量，工程材料及成型技术基本等）复习了一遍，对绘图软件CAD和CAXA操作也更加纯熟,提高了自己绘图能力。课程设计是一门实践课，通过课程设计把自己理论水平和实践相结合，又提高了自己分析问题解决问题能力。
此外，在课程设计过程中，通过和其她同窗互相合伙以及教师指引和协助，我学到了诸多东西，我团队合伙能力也得到了一定提高，为后来走上社会和工作岗位做好准备。

4. 参照文献
《锻造实用数据速查手册》机械工业出版社
《实用机械加工工艺手册》机械工业出版社
《金属学与热解决》机械工业出版社
《金属材料成型工艺及控制》北京大学出版社