1、班级:_ 学号:_姓名:_指导教师:_锻造课程设计法兰设计说明书目录序言1 零件的分析 31.1 零件的作用 31.2 零件的材料.31.3 零件的结构分析41.4 对毛坯的说明 41.5 零件的工艺分析 52 工艺规程设计 52.1 制定工艺路线 .63 收获与体会 94 参考文 献 9序言锻造课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从而锻
2、炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后走向工作岗位适应工作条件打下一个良好的基础。相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。通过本次课程设计，希望能得到下述方面的锻炼：培养制定零件锻造等机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，设计机床夹具的能力。熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请杨老师给予指教。摘要自由锻的基本工序：自由锻造时，锻件的形状是通过一些基本变形工序将坯料逐步锻成的。自由锻造的基本工序有镦粗、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、横截面增大的操作过程。这种工序常用于锻造
3、齿轮坯和其他圆盘形类锻件。镦粗分为全部镦粗和局部锻粗两种。2.拔长 拔长是使坯料的长度增加，截面减小的锻造工序，通常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的锻造工序。4.弯曲 使坯料弯曲成一定角度或形状的锻造工序。5.扭转 使坯料的一部分相对另一部分旋转一定角度的锻造工序。6.切割 分割坯料或切除料头的锻造工序。1.零件的分析1.1 零件的作用该零件称作法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆
4、连接。管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封.根据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，改变流体的方向，对连接处进行固定和密封。1.2 零件的材料1.2.1 材料的特性: 材质为 Q345A,是一种低合金钢 ,化学成分如下:C 0.20%,Si 0.55%,Mn1.70%,P0.045%,S0.045%,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，低温冲冲击的试验温度高，性能差.屈服强度在 345MP 左右 .1
5、.2.2 材料的用途:广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等.1.3 零件的结构分析从零件图来看,该法兰结构较为简单表面的要求精度不高. 此法兰整体呈长方体,在四角对称有 4 个螺栓通孔,有直径不同的两个盲孔垂直相交连通,另外,一面有 4 个大小相同的凹槽. 对法兰的基本要求是高强度、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 对毛坯的说明1.4.1 毛坯类型由于材质 Q345A 的强度较高 ,该零件采用自由锻的锻造工艺,自由锻生产率低，加工余量大，但工具简单，通用性大，故被广泛用于锻造形状较简单的单件、小批生产的锻件。所以不必要机加工获得,直接采用金属型铸
6、造的方式获得外形与零件相同的毛坯.更为省力.注意留有较大的加工余量,废料相应增多不可避免.1.4.2 毛坯余量的确定因为零件形状并不复杂而且零件加工的尺寸不大，因此毛坯形状可以与零件形状接近。由于要求设计零件的长宽高分别为A=110mm， B=107mm，H=140mm 。满足表中规定的 A/B2.5。由锻造实用速查手册，满足 AH2.5A，所以由表格得加工余量a=83，b=8 3（锻件精度等级为 F 级的） ，我选择a=10mm，b=10mm 。所以锻件高H1=H+b=140+b=150mm，B1=B+b=116mm ,A1=A+a=120mm1.4.3 毛坯定位基准的选择1.4.3.1 粗
7、基准选择不加工面或加工表面精度不高的面为基准，根据基准选择原则，以底面为基准面，以它的中心线为粗基准。1.4.3.2 精基准因为后面表面的粗糙度为 3.2，是该法兰零件精度最高的面，所以选它为精基准加工面。1.5 零件的工艺分析生产工艺主要分为锻造、铸造这两种。铸造法兰和锻造法兰铸造出来的法兰，毛坯形状尺寸准确，加工量小，成本低，但有铸造缺陷（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） ；锻造法兰一般比铸造法兰含碳低不易生锈，锻件流线型好，组织比较致密，机械性能优于铸造法兰；锻造工艺不当也会出现晶粒大或不均，硬化裂纹现象，锻造成本高于铸造法兰。锻件比铸件能承受更高
8、的剪切力和拉伸力。铸件的优点在于可以搞出比较复杂的外形，成本比较低；锻件优点在于内部组织均匀，不存在铸件中的气孔，夹杂等有害缺陷；1.5.1 坯料和零件的相关计算坯料尺寸:长 A1=120mm,宽 B1=116mm,H1=150mm.密度=7.85g/cm坯料体积 V=150120116=2088cm坯料质量 m=7.852088=16390.8g零件尺寸：H=140mm, A=110mm, B=106mm.除去通孔和凹槽体积 V=140110106=1632.4cm4 螺栓通孔体积 V=（1.74 （10.6-4.2）+2.6 44.2）4=147.3cm凹槽体积 V=（9.468-8.46
9、7）0.175=2.88cm冲孔废料体积 V=（4.54（8.55-6.5）=32.6cm零件体积 V=141110.6-（147.3+2.88+32.6 ）=1449.62cm零件质量 m=7.851449.62=11379.5g废料质量 m=16390.8-11379.5=5011.3g1.6 零件定位基准的选择1.6.1 粗基准的选择选择不加工面或加工表面精度不高的面为基准，根据基准选择原则，以底面为基准面，以它的中心线为粗基准。1.6.2 精基准的选择因为后面表面的粗糙度为 3.2，是该法兰零件精度最高的面，所以选它为精基准加工面。精加工这个表面和其上面的四个凹槽。 1.6.3 加工顺
10、序的选择先粗后精、先主后次、基准先行、先面后孔的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度2.工艺规程的设计2.1 制定工艺路线工艺方案(1) 下料：取铸造好的柱状坯料 Q345A，粗加工成长宽高分别为 120mm，116mm，150mm 的柱状坯件。(2)加热 :炉型:半连续炉,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 65 的盲孔，深度为 75mm，孔的中心距地面高度为 70mm，距后面为 85.5-（65 2）=53mm。然后在背面冲 45 的盲孔，深度为 20.5mm，孔的中
11、心距地面高度为70mm，距零件的右面为 22.5+30=52.5mm。(5) 扩孔：扩右表面的盲孔，使直径 74mm，深度 10mm。扩右表面的盲孔，使直径 77mm，深度 7mm。(6) 钻孔：在车床上钻四个 17 的通孔，从前面到后面。该通孔中心距左面 20.5mm，距上面 17mm。在四个 17 的通孔的基础上，从前面扩深度为 42mm，26mm 的孔 ,其余三个通孔同理。(7)中间热处理：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 的柱状零件。(9) 铣沟槽：在背面铣一个深度为 1.75mm，宽度为 5mm 的矩形沟槽。其中内
12、边长 84.6,宽 70,外边长 94.6,宽 84.6.矩形的中心线与零件中心线重合.须精加工保证粗糙度.(10)最终热处理:正火,正火温度 900.工艺方案(1)下料：取铸造好的柱状坯料 Q345A，粗加工成长宽高分别为 120mm，116mm，150mm 的柱状坯件。(2)加热 :炉型:半连续炉,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 17 的通孔，从前面到后面。该通孔中心距左面 20.5mm，距上面 17mm。在四个 17 的通孔的基础上，从前面扩深度为 42mm，26mm 的孔 ,其余三个通孔同理。(4)镦粗 : 镦粗用
13、钢筋头镦粗机 锻锤吨位:0.75 吨. (5) 冲孔 :先在背面冲 45 的盲孔，深度为 20.5mm，孔的中心距地面高度为 70mm，距零件的右面为 22.5+30=52.5mm。然后在右面冲 65 的盲孔，深度为 75mm，孔的中心距地面高度为 70mm，距后面为 85.5-（652）=53mm。(6) 扩孔：扩右表面的盲孔，使直径 74mm，深度 10mm。扩右表面的盲孔，使直径 77mm，深度 7mm。(7) 中间热处理：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 的柱状零件。(9) 铣沟槽：在背面铣一个深度为 1.75mm，
14、宽度为 5mm 的矩形沟槽。其中内边长 84.6,宽 70,外边长 94.6,宽 84.6.矩形的中心线与零件中心线重合.须精加工保证粗糙度.(10) 最终热处理 :正火,正火温度 900.方案一和方案二比较,方案二的工艺对保正零件的基本形状更加困难,而且方案二的工艺相比方案一更加浪费材料,所以选择方案一更为合理.3.收获和体会通过一周的课程设计，我对本专业的知识有了更深的了解，如锻造的基本工序,加工基准如何选择，加工工步的顺序，各种材料的特性和加工性能等。同时也把一部分以前所学的知识（包括机械制图，互换性与技术测量，工程材料及成型技术基础等）复习了一遍，对绘图软件 CAD 和 CAXA 的操作也更加熟练,提高了自己的绘图能力。课程设计是一门实践课，通过课程设计把自己的理论水平和实践相结合，又提高了自己分析问题解决问题的能力。另外，在课程设计过程中，通过和其他同学的互相合作以及老师的指导和帮助，我学到了很多东西，我的团队合作能力也得到了一定的提高，为以后走上社会和工作岗位做好准备。4.参考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处理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
