湛江德利车辆部件有限公司
摘要：法兰，是生产中的重要零件，它是将两个设备进行连接的一种盘状零件，法兰的使用都是成双成对的，常见的法兰运用于管道之间的连接。如今，随着科学技术的发展，法兰设备取得了很大的进步，但是加工制作工艺还是选择较为传统的车外圆后钻孔技术，最终造成了定位精度低的状况。为解决这一状况，本文对法兰加工工艺及其车床或钻床夹具进行深入的研究，最终得出法兰加工工艺的改进措施以及其车床或钻床夹具设计方案以供参考。
关键词：法兰；加工工艺；改进方式；车床或钻床夹具；设计方案
引言：
随着法兰这一连接装置的普遍使用，对于它的改造和优化方案一直没有停歇过。与多于多的人对法兰进行研究，力求更一步的提升其的品质。目前，如何经济有效的、并且具有专业化的水准的对法兰的制作工艺进行改善，已经成为目前需要解决的问题。随着时代的变革，人们对法兰的要求也愈来愈日新月异，设计创新对法兰的发展尤为重要。良好的提高企业的经济效益与社会效益，就要与时俱进不断地提升法兰加工水平以及对其的夹具进行更优化的设计改进。
一、对法兰加工工艺的简单概述
法兰，是一种常见的盘状的零件，由于两个器械设备之间的连接，是加工生存不可缺少的零件。以较为常用的U型管状热交换器固定管板法兰作为研究对象进行详细说明，这一类型的法兰被广泛应用于有关热交换的设备连接之中，主要的结构材质为碳钢，这一材质有较为好的连接和密封的效果，经常被批量生产并运用于设备之中。U型管状热交换器固定管板法兰中不仅要将进行热交换的管孔和换热管进行焊接，得到零件所需的紧密效果与质量，并且还要最大限度的保证与折流板的孔状圆心相统一，在孔内还需形成1.5的倒角结构。对U型管状热交换器固定管板法兰较为传统的加工方式则是先粗加工车床的外圆，然后在细致的对车窗的外圆按照科学的设计尺寸进行加工，外圆还需用V型的块状结构进行支撑，然后再经过压板进行碾压使其十分的紧实使用设备进行钻孔最终达到设计的标准。这一传统工艺虽然能够制作出符合要求的法兰，但是在环节中容易造成误差，使得法兰孔位的位置不精确，从而违背了设计的要求。
二、对法兰零件进行工艺改进后的分析说明
首先要对图纸进行严密的分析，并对法兰加工工艺的各个环节进行观察，经过反复的研究揣摩之后，最终得出的改进方案是：注意材料部分的加工，首先先对碳钢管板进行加工。碳钢管板加工时，先要确保具有密封性部分的制作，将需要密封的部分的衬环表面、分程隔板需要密封的矩形槽表面进行严密的加工，再按照图纸设计标准对矩形截面进行碳钢嵌条的焊接，最终使用V型的型块作为孔洞的支撑，以孔洞为标准在进行车外圆的制作，不断的调整最终达到设计效果。
具体的工序如下：
（一）首先选材要根据工艺制作的需要，选择低碳钢Q235B材质，这一碳钢的厚度能达到27.5mm，在市场上可以直接购买到Ral2.5的钢材，还可以根据实际的情况对材料进行选择。
（二）在制作出碳钢管板的雏形之后，再进行尺寸的调整和气割气体流量的勘测，最终选择出最适宜的切割速度进行零件加工，根据实际的需求制造者目测或者测量出合格的零件，注意外圆的直径尺寸要达到3400mm。
（三）使用手动操作打磨机使毛胚外圆表面抛光，使其外表较为光整，以便能够在钻床上固定。
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（四）使用夹紧零件的夹具辅助法兰的加工，夹紧零件之后然后选择适合钻孔钻头进行钻孔的工序。
（五）打好空洞后以此为标准进行其他孔洞的打磨。
（六）最终比较选择出最符合设计需要的孔洞进行外圆车削直到与图纸相符。
三、钻床或者车床夹具的设计要素
夹具是机械加工不可缺少的辅助加工工具，它的使用使所创造的器具愈发的标准。为了确保零件符合图纸的需求就必须在环节处给予严格的管理，其中加工钻床或是车床夹具的选择更是严格。钻床或者车床所使用的夹具是一种装夹工具，也是用于引导的刀具。它的作用就是固定加工的零件，夹紧零件让零件能够处于一个正确的位置接受刀具和钻具的加工打磨。机床的夹具有许多种类，按照使用范围可以分为专用的夹具、通常用的夹具、组合性的夹具、可以进行调节的夹具。下面是对钻床或者车床夹具的设计要点进行说明：
（一）钻床或车床夹具的设计要点
机床夹具的存在便是为了加工法兰最终的质量，质量成为衡量夹具好坏的重要标准，所以在设计夹具时首要考虑的便是最大限度确保加工事物的质量。所以对夹具的定位要准确，夹力也要符合图纸所需加工质量的规定，选择最适宜加工状况的夹力。
其次操作性强也是十分重要的设计点，方便、可操作性强的设备才能最大限度的节省人力，从而减少人力所形成的影响加工品质量的人为问题出现。工具的出现便是为了体现自身操作方便、劳动强度强度低、安全性强的特点，所以在设计机床夹具时一定要严谨的遵守这一要求。
最后设计还要给企业能够带来利益，这些利益体现在加工的效率、时长以及生产成本低这些方面。夹具的存在便是为了加工大批量的零件，所以为了增加企业的效率不仅要提高夹具生产产品的质量与操作性，还要在生产效率上有所体现。夹具的结构还需简约化，这样便于修理和保养。
（二）夹具在结构方面设计所要遵循的设计要素
机床夹具在工作时一般都会一直处于悬臂的状态，将夹具的结构设计的更加的简约紧密、安全可操作便是为了夹具在工作时一直处于一个稳定的状态，避免造成产品质量不一样的情况出现。为了更好的保障夹具在工作时的稳定性，在夹具的结构设计上尽量缩短悬臂的长度，主轴前支也要更靠近夹具的中心部位。将不同长度的悬臂应用到夹具中进行实验，经过一系列的研究，最终发现悬臂长度短的夹具所制作的零件更加的良好。还要注意加工零件在初加工时一定要注意尺寸一定要符合夹具的尺寸，还要注意冷却液的飞溅以及切削缠绕所造成的安全隐患。
（三）定位装置的设计要点
夹具的定位装置一定要有一定的灵活性，但是还要对设施的灵活性进行限制，以便于加工零件的固定，此外还要注意机床主轴回转轴线与工件加工表面的轴线重合。在夹具的外表部分还要对定位元件的公差以及位置的尺寸有精确的标注。
（四）对法兰专用夹具的设计
在定位装置设计中，要以法兰的外径作为设计的基准，在分度盘上使用V型结构对称的设计手法，并在分度盘上设置T型槽，让一个V型结构通过与槽下的滑块相连接，当滑块移动时就可以进行位置的调节，这样就会使不同的法兰都能得到有效的加工。另一块V型块通过调节夹具中夹紧丝杆的紧度而夹紧法兰，避免可能出现的分度盘转动时工件随意移动的情况出现。
在钻模板的设计上，要根据现实常用的法兰制作出相应的模具，这样可以有效的节约成本。钻模板要采用翻板的形式，并且要确保钻套可以进行更换。
在夹紧装置的设计上，根据相关法兰的设计标准，该夹具要为螺旋夹紧机构。
在车削的装置上要将多个固定管板法兰夹紧后然后车削外圆直到满足图纸的设计标准。
结束语
在加工法兰时，选择的方案要先遵行先钻孔后车外圆的流程，这样会提高定位的精度。当然夹具的设计也是十分重要的，夹板的使用可以使加工工件被迅速的夹紧，这样就会有效的提升效率，减少使用的时间，进一步增加企业的收益。
参考文献：
[1] 王先逵编著.机械制造工艺学（上下册）[M].北京：清华大学出版社，2012.
[2] 李德庆，吴锡英编著.计算机辅助制造[M].北京：清华大学出版社，2012 .
[3] 赵志修主著.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2015.
论文作者:郑丽萍
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/29
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