法兰盘的课程设计范文

法兰盘的课程设计范文第1篇

一 序言1 二 零件的分析1 2.1 零件的作用1 2.2 零件的工艺分析1 三 工艺设计规程2 3.1 确定毛坯的制造形式2 3.2 基面的选择2 3.3 制定工艺路线2 四 夹具设计5 4.1 问题的提出5 4.2 夹具设计5 五 参考文献6

夹具设计课程设计说明书

一、序言

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大学的大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学个课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的练习，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

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，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。

由于能力有限，设计尚有不足之处，恳请各位老师给予指教。

二、 零件的分析

(一) 零件的作用

题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘(见附图1)， 法兰盘是车床上起联 接作用的重要零件。

(二) 零件的工艺分析

法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Ø20 0-0.12

0

+0.045

为中心，包括

两个Ø100 0.34mm的端面，尺寸为Ø45-0.017mm的圆柱面，两个Ø90mm的端面及上面的4个Ø9mm的透孔，Ø45-0.6mm的外圆柱面及上面的Ø6mm的销孔，Ø90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。

这组加工表面是以Ø20 0

+0.045 0

为中心,其余加工面都与它有位置关系,所以应该先加工Ø20mm的孔，再加工Ø100 0.34mm的端面，然后再加工其他的端面和孔。

-0.12

1

郝志军：法兰盘夹具设计

三、工艺设计规程

(一) 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，年产量为1000件，为中批量生产，而且零件轮廓尺寸不大，故 采用金属模铸造，法兰盘因毛坯比较简单，采用铸造毛坯时一般是成队铸造，再进行机械加工。

(二) 基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1)粗基准的选择

选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取Ø45mm外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。 2)精基准的选择

主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。

(三) 制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 一.工艺路线方案一

2

夹具设计课程设计说明书

工序 1 粗车、半精车、精车Ø100 0.34mm的端面;粗车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面;钻、扩、粗铰Ø20mm的孔;车Ø20mm内孔的倒角

工序 2 粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的端面;粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的外圆柱面;粗车、半精车、精车Ø90mm的端面;粗车Ø90mm的外圆柱面;车Ø20mm内孔的倒角;对Ø45mm的圆柱面倒角;车32的退刀槽

工序 3 半精车、精车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面，倒Ø45mm两端的过度圆弧;车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角

工序 4 粗铣、半精铣、精铣Ø90mm外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 5 钻Ø4mm孔，钻铰Ø6mm的销孔 工序 6 钻4-Ø9mm透孔

工序 7 磨Ø100mm、Ø45mm的外圆柱面

工序 8 磨Ø90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 9 抛光B面

工序 10 划线刻字

工序 11 Ø100mm外圆无光镀铬 工序 12 检查入库 二 .工艺方案二

工序 1 粗车Ø100mm端面及外圆柱面，粗车B面，粗车Ø 90mm的外圆柱面 工序 2 粗车Ø 45mm端面及外圆柱面，粗车Ø 90mm的端面 工序 3 钻、扩、粗绞Ø 20mm的孔

工序 4 粗铣Ø 90mm圆柱面上的两个平面

工序 5 半精车Ø 100mm的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车Ø 90mm的外圆柱面，车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角，车Ø45两端过渡圆弧，车Ø 20mm孔的左端倒角

工序 6 半精车Ø 45mm的端面及外圆柱面，半精车Ø 90mm的端面，车32退刀槽，车Ø 45mm圆柱面两端的倒角，车Ø 20mm 内孔的右端倒角

工序 7 精车Ø 100mm的端面及外圆，精车B面

3

-0.12

0

0

-0.12

-0.12

郝志军：法兰盘夹具设计

工序 8 精车Ø 45mm的外圆，精车Ø 90mm的端面 工序 9 精绞Ø 20mm的孔

工序 10 精铣Ø 90mm圆柱面上的两个平面 工序 11 钻Ø 4mm孔，钻、绞Ø 6mm孔 工序 12 钻、绞 4- Ø 9mm的孔

工序 13 磨Ø 100mm、Ø 45mm的外圆柱面 工序 14 磨B面

工序 15 磨Ø 90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 16 刻线刻字 工序 17 镀铬 工序 18 检测入库 三.工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：方案一 采用先车削端面并且钻孔，保证了孔和端面的精度，并且可以提高效率，而方案二采用两次车削端面，粗基准外圆柱面重复使用，不能保证精度，而且过程繁琐。因此选用方案一作为加工工艺方案。由于各端面及外圆柱面都与Ø20mm轴线有公差保证，所以加工各端面及外圆柱面时应尽量选用Ø20mm孔为定位基准。经过比较修改后的具体工艺过程如下: 工序 1 粗车、半精车、精车Ø100 0.34mm的端面;粗车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面;钻、扩、粗铰Ø20mm的孔;车Ø20mm内孔的倒角

工序 2 粗车、半精车、精车Ø45-0.017mm的端面和外圆柱面;粗车、半精车、精车Ø90mm的端面;粗车Ø90mm的外圆柱面;车Ø20mm内孔的倒角;对Ø45mm的圆柱面倒角;车32的退刀槽

工序 3 半精车、精车Ø100 0.34mm的外圆柱面和B面，倒Ø45mm两端的过度圆弧;车Ø 100mm、Ø 90mm外圆柱面上的倒角

工序 4 粗铣、半精铣、精铣Ø90mm外圆柱面上平行于轴线的两个平面 工序 5 钻Ø4mm孔，钻铰Ø6mm的销孔 工序 6 钻4-Ø9mm透孔

工序 7 磨Ø100mm、Ø45mm的外圆柱面

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0 -0.12

-0.12

夹具设计课程设计说明书

工序 8 磨Ø90mm外圆柱面上距离轴线24mm的平面 工序 9 抛光B面

工序 10 划线刻字

工序 11 Ø100mm外圆无光镀铬 工序 12 检查入库

以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

四、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与老师协商，决定设计第4道工序铣削Ø90mm上的两个平面的卧式铣床夹 具。本夹具将用于X63卧式铣床。

(一)问题的提出

本夹具主要是来铣削Ø90mm法兰上的两个平面。在铣这两个平面时，只需考虑其与Ø20孔和Ø100端面的垂直。因为在加工完这两个平面后还要对其抛光。所以在本道工序中不仅要考虑提高劳动生产率，而且要考虑加工精度。

(二)夹具设计

1.定位基准的选择

工件以Ø100端面和Ø20 0

2.工件的夹紧

由于设计的是手动夹紧，一方面要考虑工件的安装与拆卸，另一方面还要实现夹紧力基本相同，所以考虑使用双压板夹紧。

铣床夹具装配图见附图附图2。

+0.045

孔为定位基准，在支承板和定位销上实现五点定位。

5

郝志军：法兰盘夹具设计

参考文献

[1] 黄健求.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，2005. [2] 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，2006. [3] 周静卿，张淑娟，赵凤芹.机械制图与计算机绘图.北京：中国农业大学出版社，2005. [4] 侯书林，朱海.机械制造基础.北京：北京大学出版社，2006. [5] 李旦，邵向东，王杰.机床专用夹具图册.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.

法兰盘的课程设计范文第2篇

制定输出连接法兰数控加工工艺

摘

要

本课题完成法兰盘工艺设计与数控加工。法兰盘是使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。法兰上有孔眼，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。

本次设计主要完成以下设计内容：法兰盘的零件图纸与技术要求分析、零件二维图绘制及三维建模;制定数控加工工艺卡片文件;零件的夹具设计并进行夹具图二维图绘制;对零件进行加工仿真。根据锻件的形状特点、零件尺寸及精度，选定合适的机床设备以及夹具设计，通过准确的计算并查阅设计手册，确定了法兰盘的尺寸及精度，在材料的选取及技术要求上也作出了详细说明，并在结合理论知识的基础上，借助于计算机辅助软件绘制了各部分零件及装配体的工程图,以保障法兰盘的加工制造。

在夹具的设计过程中，主要以可换圆柱销、可换菱形销、定位心轴和支承钉来定位，靠六角厚螺母来夹紧。首先在数控车床上，完成零件的外圆及端面加工;再在数控铣床上，完成零件端面上侧槽及顶部6-M12螺纹孔的加工;最后采用专用夹具以侧槽、底部圆环以及6-M12螺纹孔其中两孔定位进行外圆上Φ22孔的加工。

关键字：法兰盘，数控加工工艺，数控编程，夹具设计， 仿真加工

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制定输出连接法兰数控加工工艺

法兰盘工艺设计与数控加工

0 引言

0.1 概述

本课题起源于装配制造业法兰盘工艺设计与数控技术，通过此次毕业设计，可以初步掌握对中等复杂零件进行数控加工工艺规程的编制，学会查阅有关资料，能合理编制数控加工过程卡片、数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、数控编程等工艺文件，能合理的确定加工工序的定位与夹紧方案。

能使用AutoCAD正确绘制机械零件的二维图形，能通过使用UGNX7.0软件对零件进行三维图的绘制，可以提高结构设计能力及建模能力。

编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。在毕业设计工作中，学会综合运用多学科的理论知识与实际操作技能，分析与解决设计任务书中的相关问题。在毕业设计中，综合运用数控加工刀具和数控工艺、工装夹具的设计等专业知识来分析与解决毕业设计中的相关问题。

依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书;掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范;掌握实验、测试等科学研究的基本方法;以及与解决工程实际问题的能力。 0.2 本设计的主要工作内容

本次对于法兰盘工艺设计及数控加工的主要任务是： (1)分析零件图纸与技术要求;

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制定输出连接法兰数控加工工艺

(2)三维建模。根据零件二维视图建立三维视图;

(3)制定机械加工工艺文件。根据产品技术资料、 生产条件与生产纲领，制定零件机械加工工艺规程，编写工艺规程卡片;

(4)夹具设计。绘制工件夹具图;

(5)编制数控加工程序、仿真加工与课题制作

(6)工件检验。选用合理的测量工具与设备检验工件的加工质量。 在这整个过程中，综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决实际相关问题。

1 零件分析

1.1 零件图分析

图1.1所示为法兰盘零件二维图，其结构形状较复杂，中批量生产1000件。图1.2为零件的三维图。

图1.1 法兰盘零件二维图

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制定输出连接法兰数控加工工艺

图1.2 法兰盘三维图

该零件材料为45钢，毛坯为锻件，主要应用于装配管子，起管子的连接及固定作用，为中批量生产类型产品。该零件为由外圆、内圆、沉孔、内孔、倒斜角等表面组成，加工表面较多且都为平面及各种孔，因此适合采用加工中心加工。 1.2 技术要求分析 (1)结构分析

零件由外圆、内圆、沉孔、内孔、倒斜角等构成。 (2)尺寸精度分析

加工精度是指零件在加工后的几何参数的实际值和理论值符合的程度。尺寸精度是指实际尺寸变化所达到的标准公差的等级范围。

如图1.1所示，加工要求较高的尺寸列出如下表格，如表1.1所示。

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(3)形位公差分析

加工后的零件不仅有尺寸误差，构成零件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。 (4)毛坯加工余量分析

工件粗加工的余量为0.8，半精加工为0.5，精加工为0.2。 (5)粗糙度分析

表面粗糙度，是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征，一般是由所采取的加工方法和(或)其他因素形成的。表面粗糙度高度参数有3种：轮廓算术平均偏差Ra，微观不平度十点高度Rz以及轮廓最大高度Ry。

该零件主要由外圆、内圆、沉孔及内孔组成，具体表示为φ55外圆、φ52外圆、φ90外圆、6-φ11沉孔、3-φ5内孔、φ10内孔、φ32内圆、φ16内圆。粗糙度皆为Ra3.2。

表1.1尺寸精度

结构 Φ10mm的孔 Φ11mm的沉孔 C1.5mm倒角 Φ5mm内孔

尺寸 Φ10mm Φ11mm 1.5mm45° Φ5mm

形状 孔 沉孔 倒角 内孔

位置 Φ90mm圆柱面 Φ90mm圆柱面 Φ32mm圆柱面内侧 Φ10mm圆柱面 湖南科技大学潇湘学院专业模块课程设计

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2 零件的数控加工工艺设计

2.1 选定毛坯

根据零件的加工前尺寸及考虑夹具方案的设计，选择的毛坯材料牌号为45钢，毛坯种类为锻件，毛坯外形尺寸为Φ95mm45mm。如图1.3所示。

图1.3 法兰盘加工前三维图

2.2 选择定位基准

选择定位基准时，首先是从保证工件加工精度要求出发的，因此，选择定位基准时先选择粗基准，再选择精基准。 2.2.1 粗基准的选择：

按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，

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应选择不加工表面为粗基准，故在加工Φ16mm内圆、Φ90外圆及Φ55外圆时，选择Φ95mm毛坯外圆作为粗基准。 2.2.2 精基准的选择：

按照精基准的选择原则，为符合基准重合原则以及基准统一原则，故在加工Φ700外圆、Φ440外圆、Φ340外圆、Φ224内孔、12-Φ22孔及6-M12内孔时，选择Φ700外圆及Φ224内圆作为精基准。 2.3 工艺路线的设计

(1)工艺路线的设计

为保证几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须判定合理的工艺路线。

由于生产纲领为成批生产，所以XH714立式加工中心配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。

针对零件图样确定零件的加工工序为： 工序一：(Φ700毛坯外圆定位) 1)粗车外圆及端面。

2)精车外圆至尺寸要求，留总厚余量2mm。 3)钻Φ140孔中心孔。 4)粗钻扩Φ140孔。

5)精钻扩Φ140孔至尺寸要求。 6)倒圆角R2。

工序二：(Φ224圆柱面定位) 1)粗车外圆及端面。

2)精车外圆及端面至尺寸要求。

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3)钻Φ224孔中心孔。 4)粗钻铰锪Φ224孔。

5)精钻铰锪Φ224孔至尺寸要求。 6)倒角C1.5。

工序三：(Φ22孔及工件下平面定位) 1)钻12-Φ22孔。 2)粗钻铰12-Φ22孔。

3)精钻铰12-Φ22孔至尺寸要求。 工序四：(Φ22孔及工件上平面定位) 1)钻6-M12螺纹孔。 2)粗铰6-M12螺纹孔。

3)精铰6-M12螺纹孔至尺寸要求。 4)所有面去锐边毛刺。 2.4 确定切削用量和工时定额

切削用量包括背吃刀量、进给速度或进给量、主轴转速或切削速度(用于恒线速切削)。其具体步骤是：先选取背吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。(参考资料《数控加工工艺及设备》)

工时定额包括基本时间、辅助时间、地点工作服务时间、休息和自然需要时间以及准备终结时间。 2.4.1 背吃刀量ap的确定

根据零件图样知工件表面粗糙度要求为全部3.2，故分为粗车、半精车、精车三步进行。

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因此选择粗车的背吃刀量为3.5mm，半精车的背吃刀量取1.5mm，精车时背吃刀量取0.35mm。 2.4.2 进给量f的确定

由文献[10]表2.4-73，选择粗车时：fz=0.20mm/z;精车时：fz=0.5mm/z

2.4.3 切削速度vc的确定

由文献[10]表3.1-74，选择粗车时：主轴转速n=900r/min;精车时：主轴转速n=1000r/min。

因此，相应的切削速度分别为： 粗铣时：vc精铣时：vcdn10001690010001000m/min45.2m/min m/min62.8m/min

dn10002010002.4.4 工时定额的确定

根据夹具的设计，下面计算工序四中Φ10mm孔的时间定额。 (1)基本时间 由文献[8]得，钻孔的计算公式为： T基本式中：L1DcotKy(1~2); 2LL1L2 nf L21~4，钻盲孔时，L2=0; L=17，L2=0，f=0.3，n=1000;

101181.57.

5因此 L1cot22 所以 T基本177.500.082min

0.31000(2)辅助时间 文献[8]确定

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开停车 0.015min 升降钻杆 0.015min 主轴运转 0.02min 清除铁屑 0.04min 卡尺测量 0.10min 装卸工件时间由文献[8]取1min

所以辅助时间

T辅助=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.10+1)min=1.19min (3)地点工作服务时间 由文献[8]确定

取3%，

(0.0821.19)3%min0.03815min

则T服务(T基本T辅助)(4)休息和自然需要时间 由文献[8]确定

取3%，

(0.0821.19)3%min0.03815min

则T休息(T基本T辅助)(5)准备终结时间 由文献[8]，部分时间确定

简单件 26min 深度定位 0.3min 升降钻杆 6min 由设计给定1000件，则

min

T准终/n(260.36)/1000min0.0323(6)单件时间

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T总T基本T辅助T休息T服务T准终0.038150.0323)min

(0.0821.190.038151.381min(7)单件计算时间

)min1.4129min

T单件T总T准终/n(1.3810.0323

2.5 各工序的设备、刀具、量具的设计

(1) 选择NC加工机床

根据2.3 工艺路线的设计的工序安排，由于零件的复杂性及加工部位多，故选择立式加工中心。加工内容有：车外圆、钻孔、铰孔及倒角等，所需刀具不超过20把。选用立式加工中心即可满足上述要求。

本设计选用FANUC 18i-MateMC系统XH714立式数控加工中心，如图1所示。

图1 XH714立式数控加工中心

(2) 机床主要技术参数

工作台面积(长宽) 900400 mm

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工作台左右行程(X向) 630 mm 工作台前后行程(Y向) 400 mm 主轴上、下行程(Z向) 500 mm 工作台最大承重 600 kg 主轴端面至工作台面距离 250760 mm 主轴锥孔 MAS403 BT40 刀库容量 ≥12 把 刀具最大尺寸 φ100250 mm 主轴最高转速 8000 rpm 进给速度 5-8000 mm/min 快速移动速度 20000 mm/min 主电机功率 7.5/11KW 定位精度 X:0.016 mm，Y、Z：0.014 mm全程 重复定位精度 X:0.010 mm，Y、Z:0.008mm全程 进给电机扭矩 FANUC 8 N.m 数控系统 FANUC 0i-MateMC 插补方式 直线插补、圆弧插补 (3)机床性能

XH714为纵床身，横工作台，单立柱立式加工中心机床;可以实现X、Y、Z任意坐标移动以及三坐标联动控制;X、Y、Z三坐标轴伺服进给采用交流伺服电机，运动平稳;X、Y、Z三轴采用进口精密滚珠丝杠副，及进口滚珠丝杠专用轴承支承;主轴采用交流伺服调速电机，其额定功率

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11KW;主轴最高转速为8000rpm。主轴轴承采用高速、高精度主轴轴承，油循环冷却;采用蝶形弹簧夹紧刀具，气压松刀;刀库为20把刀的斗笠式刀库，无机械手换刀。 2.6 工艺文件的设计

根据2.3 工艺路线的设计的工序安排，编出机械加工工艺过程卡片及工序卡片。见附表1~3：机械加工工艺过程卡片;附表4~7：数控加工工序卡;附表11~16：数控加工进给路线图。 2.7 数控加工刀具卡片的设计

根据2.3 工艺路线的设计的工序安排，编出机械加工刀具卡片。见附表8~10：机械加工刀具卡片。 2.8 数控编程

根据2.3 工艺路线的设计的工序安排，编出数控加工程序。见附表17：数控加工程序。

3 法兰盘钻Φ10孔夹具工序工艺装备的设计

3.1 夹具设计方案的设计

根据法兰盘的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定。二是要能协调法兰盘零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点：

1、在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。

2、夹具上个零件部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位。夹紧原件不能影响加工中的走刀。

根据课题要求，批量生产1000件法兰盘零件，故需要设计专用夹具

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进行装夹。

3.1.1 夹具的定位方案的设计

工件定位方案的确定，首先应考虑满足加工要求。按基准重合原则，选用Φ18孔以及工件底平面作为定位基准，定位方案如图3-1所示。

平面机构自由度计算公式为：F3n2PLPH， 其中：n 为活动构件，n=N-1，N为构件; PL 低副;

PH 高副;

所以：F3n2PLPH322300

即2个支承钉及定位心轴限制工件的x、y方向的转动度以及z方向的移动度，可换圆柱销及可换菱形销限制工件的x、y方向的的移动度以及z方向的转动度。

图3-1 法兰盘的定位方案

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3.1.2 夹具的夹紧方案的确定

工件夹紧方案的确定，取工件的Φ55圆柱端面进行夹紧，采用六角厚螺母夹紧机构，如图3-2所示。采用六角厚螺母夹紧机构，在夹具设计过程中，以考虑工件的受力情况，故在Φ55圆柱端面与六角厚螺母之间增加平垫圈，平垫圈在此处起到缓冲、平衡受力及保护端面不受伤害的作用。采用六角厚螺母通过平垫圈将工件在侧面夹紧，其结构紧凑、操作方便。

图3-2 法兰盘的夹紧方案

3.1.3 夹具对刀装置方案的确定

因考虑零件的复杂性，故将夹具本次零件加工选择机床对刀点在工件

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坐标系的Φ95外圆上，这有利于保证精度，减少误差。

采用试切的对刀方法：具体步骤为该零件选择Φ95外圆为编程零点，本次试切首先选择零件的右侧面为试切点，左右拨动主轴，手轮移动X轴，使刀具微碰零件，此时记下X的机械坐标输入到G54或G55的X中，本次试切再选择零件的外圆顶点为试切点，上下拨动主轴，手轮移动Y轴，使刀具微碰零件，此时记下Y的机械坐标输入到G54或G55的Y中，至此，X，Y轴对刀完成;Z轴的对刀，如以工件外圆顶点为0点，将铣刀擦到工件表面，记下此时Z轴的机械坐标，输入到G54或G55中。 3.1.4 夹具与机床连接方案的设计

因考虑零件的加工复杂性，本套夹具选择孔系夹具，它的元件以孔定位，螺纹连接，元件定位精度高，夹具的组装简便，刚性好，又便于数控机床编制加工程序。

3.2 夹具的结构设计

在选择夹具体的毛坯的结构时，从结构合理性、工艺性、经济性、标准化的可能性以及工厂的具体条件为依据综合考虑。在《机床夹具设计手册》表1-9-1为各种夹具体毛坯结构的特点和应用场合。则选铸造结构，因为其可铸造出复杂的结构形状。抗压强度大，抗振性好。易于加工，但制造周期长，易产生内应力，故应进行时效处理。材料多采用HT15-30或HT20-40。在夹具体上还进行倒角，以便增加夹具的强度及刚度。

3.3 夹具的理论计算

3.3.1 定位误差的分析与计算

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本套夹具是定位误差主要是一面两孔定位所产生的，因此只需计算两定位销的定位误差即可。

1)确定定位销中心距及尺寸公差 取LdLD0.12mm0.04mm1313

故两定位销中心距为71±0.02mm 2)确定圆柱销尺寸及公差

取Φ11H8=Φ1

10.0060.017mm 3)参考文献[8]中表4-3选取菱形销的b1及B值

取b1=4mm，B=d-2=(11-2)mm=9mm 4)确定菱形销的直径尺寸及公差

取补偿值：a=Ld+LD=(0.06+0.02)mm=0.08mm，则

X2min2ab120.084mm0.053mmD2min12

所以d2maxD2minX2min(110.053)mm10.947mm

菱形销与孔的配合取h6，其下偏差为-0.011mm，故菱形销直径为

0.053 Φ10.94700.011mm=Φ110.064mm 0.053 所以d2maxΦ110.064mm 5) 计算定位误差

基准位移误差为：

YD1d1X1min[0.027(0.0060.017)(00.006)]mm0.044mm

转角误差为： arctanX1maxX2max(0.0270.017)(0.0270.064)0.135arctanarctan

2L271142 则314，双向转角误差为628。

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3.3.2 夹紧力的分析与计算

本套夹具靠六角厚螺母实现夹紧。因此，夹紧力的计算则在于六角厚螺母所需的力。

六角厚螺母夹紧力P按3.2公式计算：

TQrtanf (3.2)

Q 夹紧力，;

 螺纹升角，M16选229;

 螺纹摩擦角，=10;

 支撑表面摩擦力矩的计算力臂，选择d0155; f 螺母支撑面的摩擦因素，选择f=0.178;

1313通过计算，M16孔定位的螺钉所需夹紧力为：T=180N 因为六角厚螺母需在两端进行夹紧，故夹紧力为双倍。 因此总共所需夹紧力为：T总=2T=180N2=360N

3.4 夹具的使用操作说明

本夹具用于加工法兰盘的∅11孔(工件材料45钢)。工件以∅32和∅16孔、∅11孔分别在定位心轴

8、可换定位销7及可换定位销9上定位，通过在定位心轴8上旋动六角厚螺母4使平垫圈3接触工作，从而达到夹紧工件的效果。

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4 数控加工零件的三维仿真图

图4-1 钻6-M12螺纹孔

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4 数控加工零件的三维仿真图

图4-4 铰12-Φ22孔

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4 数控加工零件的三维仿真图

图4-6铣侧槽

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5 结论

(1)通过对零件和夹具的三维造型，实战练习了UG三维造型软件的造型模块和AtuoCAD工程图模块，加深了AutoCAD二维软件的操作和理解。

(2)通过对夹具的理论计算，证明本套夹具具有可行性。 (3)通过对零件的加工仿真，证明数控加工程序具有可行性。 (4)通过对夹具的三维建模，证明夹具的设计具有可行性。 (5)对使用Office办公软件时，还需要多加熟练。

(6)在进行UG三维建模时，了解了计算机辅助制图编程软件的功能及使用方法。

(7)在用Auto CAD、UGNX7.0等软件时，还需要多熟练快捷键的使用，从而提高效率。

(8)设计过程中应用到的材料力学、机械原理、机械设计、数控编程等方面的知识。通过设计，加深了对所学知识在脑海中的印象，并提高了在实际中应用所学知识的能力。

同时，也认识到数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，是制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国际民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

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制定输出连接法兰数控加工工艺

参考文献

[1] 洪如瑾.UG NX4 CAD快速入门指导.清华大学出版社，2006. [2] 毕承恩等.现代数控机床(上、下册).北京：机械工业出版社，1993. [3] 数字化手册编委会.机床夹具设计手册.机械工业出版社，2004. [4] 李福生等.实用数控机床技术手册.北京：北京出版社，1993. [5] 于华等.数控机床的编程及实例.北京：机械工业出版社，1996. [6] 朱耀祥等.现代夹具设计手册.北京：机械工业出版社，2009. [7] 夏伯雄.数控机床的产生发展及其趋势[J].精密制造与自动化.2008. [8] 赵长明等.数控加工工艺及设备.北京：高等教育出版社，2008. [9] AMT Statistical Department.1998-1999 Economic Handbook of the Machine Tool Industry.1998. [10] 李洪等.机械加工工艺手册.北京.北京出版社，1990.

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附录

附录1.机械加工工艺过程卡片 附录2.机械加工工艺过程卡片 附录3.机械加工工艺过程卡片 附录4.数控加工工序卡 附录5.数控加工工序卡 附录6.数控加工工序卡 附录7.数控加工工序卡 附录8.数控加工刀具卡片 附录9.数控加工刀具卡片 附录10.数控加工刀具卡片 附录11.数控加工进给路线图 附录12.数控加工进给路线图 附录13.数控加工进给路线图 附录14.数控加工进给路线图 附录15.数控加工进给路线图 附录16.数控加工进给路线图 附录17.数控加工程序 附录18.法兰盘二维图及三维图

附录19.法兰盘钻Φ10孔专用夹具装配图 附录20.专用夹具中夹具体二维图 附录21.专用夹具中可换圆柱销二维图 附录22.专用夹具中可换菱形销销二维图 附录23.专用夹具中定位心轴二维图

法兰盘的课程设计范文第3篇

1 问题呈现

在化工设备设计中, 管法兰的连接结构大多采用如图1所示的连接方法, 但是, 实践经验表明, 在高温容器管法兰设计里面, 如果简单选用HG/T20592-20635《钢制管法兰、垫片、紧固件》, 部分是不安全的。

高温时法兰与螺栓相比, 法兰的工作温度要比螺栓高。前者的轴向伸长要比后者大, 导致螺栓的温差应力生成并与压力引起的拉伸应力相互叠加, 容易引起螺栓的屈服或蠕变。加上, 设备在高温流体的作用下, 设备壁有很高的温度导致因物理热胀而发生变形, 导致法兰偏转, 导致了螺栓负荷的增加。法兰的变形和螺栓的拉长, 直接引起垫片无法很好地压紧, 泄漏事故发生。

通过实验发现, 法兰的内压力如果从高到低, 那么垫片的负荷将会减小, 如果法兰比螺栓的温度高, 垫片的载荷明显将会增大, 当设备的筒体温度比法兰的温度高时, 垫片的载荷也会减小, 但是, 一旦垫片的载荷比密封所需载荷小时, 泄漏现象就会发生了。上述原理表明在实际的应用时, 壳体和法兰如果存在较大的温差, 就越需要加大预紧载荷, 设备在运转的过程中必须再紧一紧螺栓, 但是, 如果停止操作, 温差降了, 垫片很容易出现疲劳, 螺栓也会松弛。同时, 预紧螺栓时, 也无法做到载荷的均匀, 不均匀的热变形也是发生泄漏的原因之一。

从当前的设计实践来看, 在高温高压设备中的法兰连接通常采用的是透镜式金属垫, 该结构设计, 升温时因为法兰大, 其温度升高比较慢, 而透镜垫相比而言升温快, 后者的热膨胀受到前者的约束, 热应力比较大与预紧应力相叠加, 合力超过屈服限的可能性很大, 应力松弛和垫片残余变形的现象时有发生;与升温相比, 降温过程中, 恰好相反, 垫片的冷却速度要快于法兰, 容易导致压紧力偏小而引发泄漏现象。在升温、降温的多次循环作用下, 残余变形越积越严重, 压紧力也越来越不足, 泄漏问题越来越严重。

2 防止高温泄漏的措施分析

如何有效防止高温泄漏呢?笔者结合多年的设计经验, 从法兰密封在高温下容易失效的原因出发, 提出如下几项措施, 望能有助于设计实践。

2.1为了有效改善法兰、螺栓与垫片的受热情况, 笔者认为可以在垫片与法兰的内侧设置一个隔热衬环, 切实地降低几者之间的温差, 严防螺栓达到屈服和蠕变以及法兰变形的温度差, 该做法对防烧、防漏在实践中收到了较为显著的效果。2.2

采用活套法兰设计, 这种做法可以有效地抵抗热冲击和热循环载荷。同时有较大的刚性, 有效地减少了法兰因受到螺栓的拉力而出现的偏转;设计上, 法兰与管壁采用的是刚性连接, 管壁的热应力传不到法兰;作用力的力臂短, 螺栓的受力不大, 不容易出现螺栓的拉长现象;加上法兰厚、螺栓长, 法兰相当大的一部分热膨胀被螺栓所吸收, 螺栓应力不容易超过屈服限。考虑到造价的原因, 可建议在管道上用螺纹法兰, 对直径较大的设备可选用其他形式的活套法兰, 这样可以有效控制设备的造价。

2.3设计上采用套筒, 这样可以有效加长螺栓的长度。物理学理论显示, 螺栓和套筒的总长能够有效补偿热应力。法兰轴向热膨胀允许位移有所有增大, 这样保证了螺栓应力不容易达到屈服限, 从而有效保护密封垫片不处于超负荷作用的状态。

2.4螺栓加弹性垫圈。这种结构和套筒的作用类似, 有很好的吸收热膨胀的作用, 但是在高压下该设计不适用。实践经验表明, 弹性垫圈的使用温度太高时会因为回火而失去弹性, 效果并不是很好。

2.5垫片的材质选择应根据温度、压力的高低确定。

2.6在有纵向隔板的情况下, 特别要注意避免在法兰周向上产生温差, 因为在高温侧要衬隔热衬里或装置水夹套, 使其周向温度趋于接近。2.7

尽量减小筒体与法兰之间的温差, 避免增加垫片预紧力而引起垫片疲劳和螺栓松弛, 从而导致泄漏问题。

2.8在特别高的温度 (比如大于500℃) 时, 不仅需要很厚的法兰、大螺柱, 在一些高温高压容器中, 对于大口径的接管, 应避免用法兰连接, 而采用对焊连接。

3 结语

高温法兰连接结构是否可靠, 势必影响产品质量, 甚至带来安全上的隐患。为了保证高温法兰密封能够达到预期效果, 要根据压力容器具体操作环境, 切实给出可行的高温法兰密封结构, 设计人员在设计中对可能出现的各种问题给予高度重视, 这样才能保证压力容器的产品质量, 确保压力容器在装置中安全、可靠运行。

摘要：化工设备的设计高温设备越来越多, 如果这些高温设备的法兰密封仍然采用常规的方法实施设计, 会带来一系列问题, 实践经验表明, 对高温结构的实际设计应予以重视, 本文就高温设备结构设计中应注意地方进行探讨, 望能有助于设计实践。

关键词：压力容器,法兰密封

参考文献

[1] 古大田等.废热锅炉.北京:化学工业出版社, 2002.

法兰盘的课程设计范文第4篇

《我的法兰西岁月》

只有经历地狱般的磨练，才有创造天堂的力量;只有流血的手指，才能弹出世间的绝唱。

泰戈尔 的确，那些处在19世纪20年代的，在混沌中华之中的有志之士，都在用他门平凡的身躯创造出一个不平凡的中国，一个属于中国的不平凡的未来，特别是邓小平。

19世纪20年代的中国，列强入侵，军阀混战，名不聊生。年仅的16岁的邓希贤(邓小平)抱着求学和工业救过的热枕与其叔叔一起越过大洋，踏上赴法勤工俭学之旅。但是在那里呆了一段时间之后，才发现原来法国并不是他们想象中的天堂，很快的他们就因为拨款无法如期而知而无法继续学习。仅仅只有五个月的学习之后，迎接他们就是法国经济萧条小的岗位紧缺，食物紧缺以及巨大的生活压力。当他身边的人因为不堪生活的困苦而选择了轻生的时候;当他们迫于生活的压力而放弃尊严甘愿成为一名小丑时。他依旧保持了一颗清醒的头脑，依旧挺直了自己的脊梁，年仅16岁的他学会了坚强，始终以一颗爱国的赤子之心和强烈的名族自尊心去挑战最不公平的命运。

“天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤。”那个年代的人是苦的，16岁的贤娃子更是苦的。迫于生活的压力，贤娃子不得不出去打工，但是因其身材矮小和非本地的人而受到法国人的排挤。但是那一句在和米歇尔掰手腕输了之后的那句“我会长大的”给了我很大的震撼。是的，他会长大的，我们也会长大的。但是，我们能保证能像他那样，在一路的成长过程中始终可以心里装着祖国，一直挺着脊梁走到最后呢?是的，我们不能保证，但是，他做到了，年仅16岁的贤娃子做到了!

在别人为留学热冲昏头脑时，他能清楚的记得我国以及法兰西的国土面积;在别人承受不了失去国家拨款资助的打击时，他挺起了自己的脊梁迎接接下来的挑战;在别人纷纷忘记自己出国的目的之时，他却时刻铭记自己的所肩负的历史任务。在历史的大潮中，高喊“我是一个盗火者”。身边恶劣的环境给了他很大的压力，但是他却将其转化为动力。一直坚持自己的责任，坚守自己的信仰，在风雨之中毅然接过盗火者的棒子以挽救处于水深火热中的中国。

当然，成为一个盗火者的路途是艰辛的，是孤独的，是痛并快乐的!当其盗火者身份被发现的时候，他被迫离开了法国。坐在开往莫斯科的列车之上，他说：“这个美丽的国家，总有一天，我会踏着红色的地毯再回来的。”他长大了，同时带着我们的国家一起长大!他担负起了振兴中华的使命，做到了当初的承诺，再一次以改革开放总设计师的荣耀身份，踏着法兰西的红地毯，与法国总统亲切握手。我们看到了，看到了他的长大，看到了他的承诺，更看到了我们中华人名共和国的一步一步的强大。

法兰盘的课程设计范文第5篇

中原油田各采油厂, 计量站和集输站流程上, 安装的阀门和流流量量计计, , 连连接接方方式式基基本本上上为为法法兰兰连连接接..连连接接部部位位长长期期承承受受油油气气水水流流动动时时产产生生的的交交变变载载荷荷和和油油气气水水的的腐腐蚀蚀作作用用, , 使使用用一一段段时时间间后后, , 法法兰兰连连接接部部位位会会发发生生渗渗漏漏现现象象, , 此此时时就就需需要要更更换换法法兰兰垫垫片片。。在在维修拆装法兰时需要把法兰盘撬开, 开口后的法兰盘极易发生错位变形, 我们平常对法兰盘复位时使用的工具是用铁丝盘, 钢丝绳吊, 榔头砸, 撬杠撬, 千斤顶顶的不安全操作方法, 有时得动用电气焊, 严重影响了工作效率, 同时, 采取大力砸、别、 顶、撬、割、焊等操作不同程度地增加了施工风险, 降低安全系数, 现场很难调整, 既浪费时间又增加了劳动强度。

2技术现状及主要技术难点

2.1现场问题

中原油田各采油厂计量站和集输站流程上, 安装的阀门和流量计, 法兰片上的孔眼直径为10㎜、12㎜、14㎜、17㎜、19㎜、22㎜、24㎜、27㎜八个不同直径的孔眼, 油气管线法兰盘的大小取决于阀门型号与通经的大小, 根据作用的不同, 安装在不同的位置, 在维修更换法兰垫片时直径小, 管线长, 操作空间大的维修时间短。管线短, 直径大, 操作空间小时维修时间长。维修更换法兰垫片在中原油田属于中级工操作的项目规定的操作时间为15分钟, 主要目的是检验操作人员的技能水平。技能操作步骤:1.倒流程放压、2.卸固定螺丝、3、清理法兰片、4.制作法兰片、5安装法兰片、6.紧固固定螺丝、7.恢复流程。这些操作工序是在一个理想的环境中完成的, 在实际维修操作中因为各种复杂的工作环境导致操作时间的长短是完全不一样的, 15分钟的操作时间根本达不到技术操作要求, 经过对2014年对中原油田采油六厂采油六厂桥口采油管理区2014年11口抽油井校正法兰盘造成停井进行了维修时间统计, 校正法兰盘平均时间为16.5分钟, 是造成维修更换法兰垫片停井时间长的主要原因。

2.2技术难点

研制一套油气管线法兰校正装置要解决三个方面的问题: 一是要便于携带, 降低工人的劳动强度;二是要增加操作过程中的安全性;三是要提高油井的开井时率, 增加效益;四是要加工一套适用于多种型号的校正装置。.

3创新成果推广内容、技术经济指标和目标

3.1推广内容

油气管线法兰校正装置, 主要是降低操作人员的劳动强度, 增加了安全操作系数, 提高了油井的开井时率, 彻底改变了传统方法, 达到HSE安全要求。

3.2技术经济指标和目标

(1) 降低劳动强度, 由过去2~3名操作人员降到一名操作人员, 提高工作效率;

(2) 杜绝进行维修紧固时人员发生挤伤和物体打击事故的发生, 保证操作安全;

(3) 操作方式合理, 适用于多种型号法兰盘的校正, 降低停产时间增加经济效益。

4创新成果的用途及其原理

4.1用途

用于操作人员在维修更换法兰垫片过程中, 能够更好更加快速地进行维修, 降低停井时间, 达到安全要求。

4.2原理

通过对油气管线法兰校正装置的研制的设计难度、制作安装、预算成本、携带难易程度、操作性能、安全、设计制作能力等方面进行分析评价对油气管线法兰校正装置提出以下技术要求:

按照技术要求, 由中原油田机械加工车间进行加工、利用杠杆原理制作校正装置, 法兰校正装置由顶杆、扶正块、调节螺母、调节杆、辅助钢板、辅助拉杆、拉紧螺母组成。使用时先把辅助拉杆头安装在法兰盘的孔眼处, 用调节杆进行固定, 调整扶正块对法兰进行扶正, 最后使用扳手制动对法兰盘校正.

5创新成果的推广使用

2015年6月研制成功后, 经过对11座计量站工艺流程现场实施, 根据统计表制出活动目标对比图, 根据2014年11次维修更换校正法兰盘和2015年11次维修更换校正法兰盘时间上分析后得出结论:2015年计算平均每次维修更换法兰垫片停井时间为5分钟。油气管线法兰校正装置的灵活性, 装置材料的强度合格、整体性能好、携带方便, 安全可靠。, 得到各计量站工人的一致好评。使用油气管线法兰校正装置实现了缩短操作时间, 提高油井时率、降低工具维修成本、减少了操作人员, 安全系数高。2015年12月在中原油田采油六厂全厂推广使用, 取得了很好的效果, 大大的减少了维修造成的停井时间.2015年8月该项成果获得中原油田挖潜类技术创新成果一等奖。

6效益评价

油气管线法兰校正装置的研制成功, 降低了抽油井的停井时间, 提高了抽油机的运转时率。加工成本400元, 共加工5套, 5x400=2000元, 价格低廉, 现场实用性很强。尤其是在采油六厂数字化改造后人员分流, 操作人员缺少的情况下, 由原来两到三名操作人员减少到一名操作人员就能进行维修操作, 同时极大的降低了工人的劳动强度, 减少了人工成本.

7标准化

7.1将完成的油气管线法兰校正装置绘制成图, 上报厂技术科备案。

7.2完善油气管线法兰校正装置的使用方法, 制定操作规程, 在全厂范围内推广。

7.3将该装置向国家专利局申请专利。

摘要：本文针对中原油田各采油厂, 计量站和集输站流程维修更换法兰垫片时, 法兰错位变形造成的操作人员劳动强度大, 安全性差、维修时间长的问题提出研制油气管线法兰校正装置, 该技术主要解决以往的操作方法, 降低了操作人员劳动强度及不安全性, 达到了操作简单、节约采油成本的目的。

法兰盘的课程设计范文第6篇

一、课程设计程题目

二、摘要

三、设计内容及要求

四、设计的系统方案，画出系统框图。

五、详细介绍、说明各部分电路设计、参数计算和器件选择。

六、至少用一页纸画出完整的电路原理图，并说明电路的工作原理。

七、组装调试的内容。包括：

a) 使用的主要仪器和仪表。

b) 调试电路的方法和技巧。

c) 测试的数据和波形并与计算结果比较分析。

d) 调试中出现的故障、原因及排除方法。

八、总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，提出改进意见和展望。

九、列出系统需要的元器件清单。

十、列出参考文献。

十一、 收获、体会。

备注：为了公平、公正的体现同学们的成绩和真实学习情况，本着不放过一个学习好的同学，不放过一个学习不好的同学的原则。课程设计考察同学们综合的理论和实践能力。总结以往课程设计验收过程中存在的弊端和问题，本学期课程设计做一些必要的改动。希望得到好成绩、评奖学金、考研的同学，请随课程设计报告附一份复印件：大学至今为止的所有理工科的学习成绩单。(注意：系辅导员老师、班长或者学委同学的签字有效。)

现在发给学委同学到班级讨论，学委同学可以听取所有同学的合理建议并上报给老师，对于好的建议将进行改进和修改。)

验收要求：

1、验收电路是否能实现课程设计要求的所有功能，不能完成所有功能则电路部分考核不及格;电路外观是否美观、实用。(40分)

2、课程设计报告书写规范、整洁情况。(40分)

3、模电实验总体表现。(20分)

4、大学期间所有理工类课程的成绩，学习情况。(±10分)