三通管机械制造课程设计毕业论文.docx
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三通管机械制造课程设计毕业论文
三通管机械制造课程设计毕业论文
第一章零件的分析
1零件的分析
1.1认识零件
三通管,是一个结构比较简单的非轴对称回转体,由两个圆柱形直管相贯形成。
三通管广泛用于输送液体、气体的管网中。
因输送介质不同,三通管的材质分为:
铸铁、铸钢、铸铜、铸铝、塑料、玻璃等。
三通管尺寸精度要求不高,此处取IT7。
其余公差,粗糙度与部分加工精度见零件图(图1-1)。
1.2零件的作用
用于改变流体方向,可用于输水管路、输油管路及各种液体化工材料输送管路。
主要用于医学、水利(节水灌溉、给水排水)、能源(石油、天然气、核工业)、建筑等工程领域。
1.3零件的工艺分析
零件的材料为HT150,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,切削性能好,但塑性较差,脆性高。
以下是三通管需要加工的表面及加工表面之间的位置要求:
1)此三通管总长为140mm,高度为102.5mm。
2)三通管的大管道直径为40mm,壁厚5mm。
小管道直径为20mm,壁厚5mm。
3)大管道两端接头部位各有4个直径为7mm的孔。
小管道接头也含有4个直径为7mm的孔。
由以上分析可知:
此三通管壁厚不大,加工难度大,可用铸件实现。
粗加工三通管的下端面,然后以此作为基准采用专用夹具进行加工,保证位置精度要求,而且三通管没有复杂的加工曲面,采用常规的加工工艺可以保证此三通管的加工要求。
1.4零件图
见图1-1
图1-1三通管零件图
2确定毛坯
2.1确定毛坯种类
零件材料为HT150。
零件在作用过程中不受其他外力冲击,零件结构比较简单,生产类型为小批量生产,故选择手工砂型铸件毛坯。
查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P23表2-2,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。
查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用加工余量为H级,并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量,铸件的分型面(图1-3)的选用及加工余量.(见表1-1)
2.2确定毛坯尺寸与形状
见图1-2
图1-2三通管毛坯图
图1-3分型面示意图
表1-1
加工面代号
基本尺寸
加工余量等级
加工余量
说明
T1
35
H
12.5*2
回转面加工
D1
25
H
2.5*2
回转面加工
D2
7
F
7
钻孔
D3
5
E
5
车槽
D4
7
F
7
钻孔
第二章工艺规程设计
1选择定位基准
1.1粗定位基准的选择
以零件的顶端为主要的定位粗基准,以两端面为辅助粗基准。
1.2精基准的选择
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以轴心线为主要的定位基准,以两端面为辅助定位精基准。
2机械加工设备的选择
2.1机床的选择
加工该零件需要使用车床,铣床以及钻床,考虑到工件的大小以及各项参数,选用CA6140卧式车床,X51立式铣床和Z525立式钻床。
2.2刀具的选择
由于工件材料为HT150。
查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P63表3-16顶端面车刀选用YG8硬质合金车刀(前角γ0=0°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=90°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°);端面车刀选用YG8硬质合金车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=0°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°);左端面槽车刀选用YG8硬质合金车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=45°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°);查《机械制造工程训练教程》P64,车
孔时选用T型,主偏角为90度的硬质合金内孔车刀;查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P51钻孔时选用直径为7mm的直柄麻花钻(顶角2
=120°,前角γ0=10°,后角αf=7°,横刃斜角¢=52°,螺旋角£=30°),查《机械设计简明手册》表2-4可得尖高h=0.4mm,圆弧半径r=1.75mm,横刃长b=0.4mm,总外刃长l=4mm。
2.3夹具的选择
选择车床四爪卡盘、铣床压板螺栓、钻床压板螺栓、
铜套(图2-1)、铜环(图2-2)、钻孔模具(图2-3、图2-4)。
图2-1铜套
图2-2铜环
图2-3顶端面孔钻孔模具
图2-4两端面孔钻孔模具
2.4量具的选择
测量孔、长度时选用游标卡尺Ⅰ型。
3制定工艺路线
根据零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已经确定的情况下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使用工序集中来提高生产率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
查《机械制造工艺简明手册》P20表4-7,4-8,4-11,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:
工序一:
锻造车间制三通管毛坯、铜套、铜环和钻孔模具;
工序二:
以顶端为粗基准定位,选用CA6140卧式车床,将铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧后,粗车、半精车、精车左端面与左端面密封槽;
工序三:
以φ40轴心线为定位基准,选用CA6140卧式车床,将铜环锯开套在φ50左方外圆面,用四爪卡盘夹紧后粗车、半精车、精车右端面;
工序四:
以φ20轴心线为定位基准,选用CA6140卧式车床与四爪卡盘,平顶端面到10mm,再粗车、半精车、精车顶端;
工序五:
以φ20轴心线为定位基准,选用CA6140卧式车床与四爪卡盘,钳工划线后粗车、半精车、精车顶端φ25孔;
倒角R2;
工序六:
轴心线为定位基准,选用Z525立式钻床与四爪卡盘,使用钻孔模具钻两端面和顶端φ7孔;
工序七:
去毛刺;
工序八:
终检。
第三章机械加工余量,工序尺寸及公差的确定
1确定加工余量和工序尺寸(单位:
mm)
1.1车两端面
工步名称
工步间余量
工步公差等级
基本尺寸
公差范围
毛坯
-
-
150
-
粗车
3.5
IT12
146.5
0
-0.4
半精车
1.0
IT10
145.5
0
-0.16
精车
0.5
IT7
145
0
-0.04
1.2平顶端到10mm
工步名称
工步间余量
工步公差等级
基本尺寸
公差范围
毛坯
-
-
12
-
粗车顶端到10mm
2
IT12
10
0
0.18
1.3车顶端
工步名称
工步间余量
工步公差等级
基本尺寸
公差范围
毛坯
-
-
60
-
粗车
18
IT12
42
0
-0.25
半精车
6
IT10
36
0
-0.1
精车
1
设计定
35
0
-0.062
1.4顶端φ25孔
工步名称
工步间余量
工步公差等级
基本尺寸
公差范围
毛坯
-
-
20
粗车
3.5
IT12
23.5
0
-0.21
半精车
1.0
IT10
24.5
0
-0.084
精车
0.5
设计定
25
+0.052
0
1.5左端面槽
工步名称
工步间余量
工步公差等级
基本尺寸
公差范围
毛坯
-
-
0
-
车槽
5
IT12
5
0
-0.12
1.6顶端面孔
工步名称
工步间余量
工步公差等级
基本尺寸
公差范围
毛坯
-
-
0
-
钻孔
7
-
7
-
1.7两端面孔
工步名称
工步间余量
工步公差等级
基本尺寸
公差范围
毛坯
-
-
0
-
钻孔
8
-
8
-
2确定切削用量及时间定额
2.1工序二
以顶端为粗基准定位,选用CA6140卧式车床,将铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧后,粗车、半精车、精车左端面与左端面密封槽;
2.1.1粗车左端面
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
将铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧后粗车左端面,加工余量3.5mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金端面车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=0°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°);
2.切削用量
1)背吃刀量
=3.50mm,因为余量较小,一次走刀即可完成;
2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2取f=0.48mm/r;
3)确定刀具寿命及磨钝标准,确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.2mm,刀具使用寿命T=60min;
4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P94表4-15及《机械制造技术基础课程设计指导教程》P104表5-13取:
v=55m/min,主轴转速n=v1000/πd=206r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=1.6min
辅助时间Tf=1.6*20%=0.32min;
其它时间Tq=(1.6+0.32)*15%=0.2min
2.1.2半精车左端面
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
将铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧后半精车左端面,加工余量1.0mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金端面车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=0°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°).
2.切削用量:
1)背吃刀量
=1.0mm,因为余量较小,一次走刀即可完成;2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2取f=0.4mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P94表4-15及《机械制造技术基础课程设计指导教程》P104表5-13取:
v=80m/min,主轴转速n=v1000/πd=300r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=4.3min
辅助时间Tf=4.3*20%=0.86min;
其它时间Tq=(4.3+0.86)*15%=0.8min
2.1.3精车左端面
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
将铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧后精车左端面,加工余量0.5mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金端面车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=0°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°).
2.切削用量
1)背吃刀量
=0.5mm,因为余量较小,一次走刀即可完成;2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2取f=0.2mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P94表4-15及《机械制造技术基础课程设计指导教程》P104表5-13取:
v=100m/min,主轴转速n=v1000/πd=375r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=13.8min
辅助时间Tf=13.8*20%=2.76min;
其它时间Tq=(13.8+2.76)*15%=2.5min
2.1.4车左端面槽
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
将铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧后车左端面密封槽,加工余量5mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,铜套锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金端面车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=45°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°)
2.切削用量
1)背吃刀量
=2.2mm,因为余量较小,一次走刀即可完成;2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2取f=0.48mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.2mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P94表4-15及《机械制造技术基础课程设计指导教程》P104表5-13取:
v=55m/min,主轴转速n=v1000/πd=318r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=0.3min
辅助时间Tf=0.3*20%=0.06min;
其它时间Tq=(0.3+0.06)*15%=0.06min
2.2工序三
以φ40轴心线为定位基准,选用CA6140卧式车床,将铜环锯开套在φ50左方外圆面,用四爪卡盘夹紧后粗车、半精车、精车右端面。
2.2.1粗车右端面
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
将铜环锯开套在φ50左方外圆面,用四爪卡盘夹紧后粗车左端面,加工余量3.5mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,铜环锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金端面车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=0°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°).
2.切削用量
1)背吃刀量
=3.50mm,因为余量较小,一次走刀即可完成;2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2取f=0.48mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.2mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P94表4-15及《机械制造技术基础课程设计指导教程》P104表5-13取:
v=55m/min,主轴转速n=v1000/πd=206r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=1.6min
辅助时间Tf=1.6*20%=0.32min;
其它时间Tq=(1.6+0.32)*15%=0.3min
2.1.2半精车右端面
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
将铜环锯开套在φ50左方外圆面,用四爪卡盘夹紧后半精车左端面,加工余量1.0mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,铜环锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金端面车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=0°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°)
2.切削用量:
1)背吃刀量
=1.0mm,因为余量较小,一次走刀即可完成;2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2取f=0.4mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm;刀具使用寿命T=60min4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P94表4-15及《机械制造技术基础课程设计指导教程》P104表5-13取:
v=80m/min,主轴转速n=v1000/πd=300r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=4.3min
辅助时间Tf=4.3*20%=0.86min;
其它时间Tq=(4.3+0.86)*15%=0.8min
2.1.3精车右端面
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
将铜环锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧后精车左端面,加工余量0.5mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,铜环锯开套在φ50右方外圆面,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金端面车刀(前角γ0=30°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=0°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°).
2.切削用量
1)背吃刀量
=0.5mm,因为余量较小,一次走刀即可完成;2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2取f=0.2mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P94表4-15及《机械制造技术基础课程设计指导教程》P104表5-13取:
v=100m/min,主轴转速n=v1000/πd=375r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=13.8min
辅助时间Tf=13.8*20%=2.76min;
其它时间Tq=(13.8+2.76)*15%=2.5min
2.3工序四
以φ20轴心线为定位基准,选用CA6140卧式车床与四爪卡盘,
平顶端面到10mm,再粗车、半精车、精车顶端.
2.3.1平顶端面到10mm
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
粗车顶端面到10mm,以φ20轴心线为定位基准,加工余量2mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金车刀(前角γ0=0°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=90°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°).
2.切削用量
1)背吃刀量
=2mm,因为余量较小,一次走刀即可完成;2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2取f=0.48mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.6mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P94表4-15及《机械制造技术基础课程设计指导教程》P104表5-13取:
v=55m/min,主轴转速n=v1000/πd=292r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=0.43min
辅助时间Tf=0.43*20%=0.09min;
其它时间Tq=(0.43+0.09)*15%=0.08min
2.3.2粗车顶端
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
粗车顶端面到φ42mm,以φ20轴心线为定位基准,加工余量18mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金车刀(前角γ0=0°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=90°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°).
2.切削用量
1)切削深度为18mm,其余量较大不能一次切除,共切6次,每次切3mm,背吃刀量
=3mm。
2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2,按CA6140的参数取:
f=0.48mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.2mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P99表5-2,同时按CA6140的参数取:
v=55m/min,主轴转速n=v1000/πd=292r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=2min
辅助时间Tf=2*20%=0.4min;
其它时间Tq=(2+0.4)*15%=0.36min
2.3.3半精车顶端
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
半精车顶端面到φ36mm,以φ20轴心线为定位基准,加工余量6mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金车刀(前角γ0=0°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=90°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°).
2.切削用量:
1)切削深度为6mm,其余量较大不能一次切除,共切2次,每次切3mm,背吃刀量
=3mm;2)查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2,按CA6140的参数取:
f=0.40mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P99表5-2,同时按CA6140的参数取:
v=80m/min,主轴转速n=v1000/πd=425r/min。
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)
基本时间Tj=0.46min
辅助时间Tf=0.46*20%=0.1min;
其它时间Tq=(0.46+0.1)*15%=0.08min
2.3.4精车顶端
1.加工条件
工件材料:
HT150,σb=170~240MPa,铸造;
加工要求:
半精车顶端面到φ35mm,以φ20轴心线为定位基准,加工余量1mm;
机床:
选用CA6140卧式车床,用四爪卡盘夹紧;
刀具:
选用YG8硬质合金车刀(前角γ0=0°后角α0=7°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=90°,过渡刃Krε=40°,副偏角Kr’=10°).
2.切削用量
1)背吃刀量
=1mm,其余量较小,一次走刀即可完成;2)进给量f,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P86表4-2,按CA6140的参数取:
f=0.20mm/r;3)确定刀具寿命及磨钝标准,根据《切削用量简明手册》表1-9,车刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm,刀具使用寿命T=60min;4)切削速度v,查《机械制造技术基础课程设计指导教程》P99表5-2,同时按CA6140的参数取v=100m/min,主轴转n=v1000/πd=530r/min.
3.时间定额(计算公式:
Lj*Z/n/f/ap)