法蘭加工工藝改進及其車床或鉆床夾具設計

劉軍瑩

摘 要：法蘭，是生產(chǎn)中的重要零件，它是將兩個設備進行連接的一種盤狀零件，法蘭的使用都是成雙成對的，常見的法蘭運用于管道之間的連接。如今，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，法蘭設備取得了很大的進步，但是加工制作工藝還是選擇較為傳統(tǒng)的車外圓后鉆孔技術(shù)，最終造成了定位精度低的狀況。為解決這一狀況，本文對法蘭加工工藝及其車床或鉆床夾具進行深入的研究，最終得出法蘭加工工藝的改進措施以及其車床或鉆床夾具設計方案以供參考。

關(guān)鍵詞：法蘭 加工工藝 改進方式 車床或鉆床夾具 設計方案

引言：

隨著法蘭這一連接裝置的普遍使用，對于它的改造和優(yōu)化方案一直沒有停歇過。與多于多的人對法蘭進行研究，力求更一步的提升其的品質(zhì)。目前，如何經(jīng)濟有效的、并且具有專業(yè)化的水準的對法蘭的制作工藝進行改善，已經(jīng)成為目前需要解決的問題。隨著時代的變革，人們對法蘭的要求也愈來愈日新月異，設計創(chuàng)新對法蘭的發(fā)展尤為重要。為了更好的提高企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益，就要與時俱進不斷地提升法蘭加工水平以及對其的夾具進行更優(yōu)化的設計改進。

一、對法蘭加工工藝的簡單概述

法蘭，是一種常見的盤狀的零件，由于兩個器械設備之間的連接，是加工生存不可缺少的零件。以較為常用的U型管狀熱交換器固定管板法蘭作為研究對象進行詳細說明，這一類型的法蘭被廣泛應用于有關(guān)熱交換的設備連接之中，主要的結(jié)構(gòu)材質(zhì)為碳鋼，這一材質(zhì)有較為好的連接和密封的效果，經(jīng)常被批量生產(chǎn)并運用于設備之中。U型管狀熱交換器固定管板法蘭中不僅要將進行熱交換的管孔和換熱管進行焊接，得到零件所需的緊密效果與質(zhì)量，并且還要最大限度的保證與折流板的孔狀圓心相統(tǒng)一，在孔內(nèi)還需形成1.5的倒角結(jié)構(gòu)。對U型管狀熱交換器固定管板法蘭較為傳統(tǒng)的加工方式則是先粗加工車床的外圓，然后在細致的對車窗的外圓按照科學的設計尺寸進行加工，外圓還需用V型的塊狀結(jié)構(gòu)進行支撐，然后再經(jīng)過壓板進行碾壓使其十分的緊實使用設備進行鉆孔最終達到設計的標準。這一傳統(tǒng)工藝雖然能夠制作出符合要求的法蘭，但是在環(huán)節(jié)中容易造成誤差，使得法蘭孔位的位置不精確，從而違背了設計的要求。

二、對法蘭零件進行工藝改進后的分析說明

首先要對圖紙進行嚴密的分析，并對法蘭加工工藝的各個環(huán)節(jié)進行觀察，經(jīng)過反復的研究揣摩之后，最終得出的改進方案是：注意材料部分的加工，首先先對碳鋼管板進行加工。碳鋼管板加工時，先要確保具有密封性部分的制作，將需要密封的部分的襯環(huán)表面、分程隔板需要密封的矩形槽表面進行嚴密的加工，再按照圖紙設計標準對矩形截面進行碳鋼嵌條的焊接，最終使用V型的型塊作為孔洞的支撐，以孔洞為標準在進行車外圓的制作，不斷的調(diào)整最終達到設計效果。

具體的工序如下：

（一）首先選材要根據(jù)工藝制作的需要，選擇低碳鋼Q235B材質(zhì)，這一碳鋼的厚度能達到27.5mm，在市場上可以直接購買到Ral2.5的鋼材，還可以根據(jù)實際的情況對材料進行選擇。

（二）在制作出碳鋼管板的雛形之后，再進行尺寸的調(diào)整和氣割氣體流量的勘測，最終選擇出最適宜的切割速度進行零件加工，根據(jù)實際的需求制造者目測或者測量出合格的零件，注意外圓的直徑尺寸要達到3400mm。

（三）使用手動操作打磨機使毛胚外圓表面拋光，使其外表較為光整，以便能夠在鉆床上固定。

（四）使用夾緊零件的夾具輔助法蘭的加工，夾緊零件之后然后選擇適合鉆孔鉆頭進行鉆孔的工序。

（五）打好空洞后以此為標準進行其他孔洞的打磨。

（六）最終比較選擇出最符合設計需要的孔洞進行外圓車削直到與圖紙相符。

三、鉆床或者車床夾具的設計要素

夾具是機械加工不可缺少的輔助加工工具，它的使用使所創(chuàng)造的器具愈發(fā)的標準。為了確保零件符合圖紙的需求就必須在環(huán)節(jié)處給予嚴格的管理，其中加工鉆床或是車床夾具的選擇更是嚴格。鉆床或者車床所使用的夾具是一種裝夾工具，也是用于引導的刀具。它的作用就是固定加工的零件，夾緊零件讓零件能夠處于一個正確的位置接受刀具和鉆具的加工打磨。機床的夾具有許多種類，按照使用范圍可以分為專用的夾具、通常用的夾具、組合性的夾具、可以進行調(diào)節(jié)的夾具。下面是對鉆床或者車床夾具的設計要點進行說明：

（一）鉆床或車床夾具的設計要點

機床夾具的存在便是為了加工法蘭最終的質(zhì)量，質(zhì)量成為衡量夾具好壞的重要標準，所以在設計夾具時首要考慮的便是最大限度確保加工事物的質(zhì)量。所以對夾具的定位要準確，夾力也要符合圖紙所需加工質(zhì)量的規(guī)定，選擇最適宜加工狀況的夾力。

其次操作性強也是十分重要的設計點，方便、可操作性強的設備才能最大限度的節(jié)省人力，從而減少人力所形成的影響加工品質(zhì)量的人為問題出現(xiàn)。工具的出現(xiàn)便是為了體現(xiàn)自身操作方便、勞動強度強度低、安全性強的特點，所以在設計機床夾具時一定要嚴謹?shù)淖袷剡@一要求。

最后設計還要給企業(yè)能夠帶來利益，這些利益體現(xiàn)在加工的效率、時長以及生產(chǎn)成本低這些方面。夾具的存在便是為了加工大批量的零件，所以為了增加企業(yè)的效率不僅要提高夾具生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量與操作性，還要在生產(chǎn)效率上有所體現(xiàn)。夾具的結(jié)構(gòu)還需簡約化，這樣便于修理和保養(yǎng)。

（二）夾具在結(jié)構(gòu)方面設計所要遵循的設計要素

機床夾具在工作時一般都會一直處于懸臂的狀態(tài)，將夾具的結(jié)構(gòu)設計的更加的簡約緊密、安全可操作便是為了夾具在工作時一直處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)，避免造成產(chǎn)品質(zhì)量不一樣的情況出現(xiàn)。為了更好的保障夾具在工作時的穩(wěn)定性，在夾具的結(jié)構(gòu)設計上盡量縮短懸臂的長度，主軸前支也要更靠近夾具的中心部位。將不同長度的懸臂應用到夾具中進行實驗，經(jīng)過一系列的研究，最終發(fā)現(xiàn)懸臂長度短的夾具所制作的零件更加的良好。還要注意加工零件在初加工時一定要注意尺寸一定要符合夾具的尺寸，還要注意冷卻液的飛濺以及切削纏繞所造成的安全隱患。

（三）定位裝置的設計要點

夾具的定位裝置一定要有一定的靈活性，但是還要對設施的靈活性進行限制，以便于加工零件的固定，此外還要注意機床主軸回轉(zhuǎn)軸線與工件加工表面的軸線重合。在夾具的外表部分還要對定位元件的公差以及位置的尺寸有精確的標注。

（四）對法蘭專用夾具的設計

在定位裝置設計中，要以法蘭的外徑作為設計的基準，在分度盤上使用V型結(jié)構(gòu)對稱的設計手法，并在分度盤上設置T型槽，讓一個V型結(jié)構(gòu)通過與槽下的滑塊相連接，當滑塊移動時就可以進行位置的調(diào)節(jié)，這樣就會使不同的法蘭都能得到有效的加工。另一塊V型塊通過調(diào)節(jié)夾具中夾緊絲桿的緊度而夾緊法蘭，避免可能出現(xiàn)的分度盤轉(zhuǎn)動時工件隨意移動的情況出現(xiàn)。

在鉆模板的設計上，要根據(jù)現(xiàn)實常用的法蘭制作出相應的模具，這樣可以有效的節(jié)約成本。鉆模板要采用翻板的形式，并且要確保鉆套可以進行更換。

在夾緊裝置的設計上，根據(jù)相關(guān)法蘭的設計標準，該夾具要為螺旋夾緊機構(gòu)。

在車削的裝置上要將多個固定管板法蘭夾緊后然后車削外圓直到滿足圖紙的設計標準。

總結(jié)：在加工法蘭時，選擇的方案要先遵行先鉆孔后車外圓的流程，這樣會提高定位的精度。當然夾具的設計也是十分重要的，夾板的使用可以使加工工件被迅速的夾緊，這樣就會有效的提升效率，減少使用的時間，進一步增加企業(yè)的收益。

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