三通管工艺设计.docx

1、三通管工艺设计三通管工艺设计成绩西南科技大学城市学院2011-2012学年第一学期机械制造技术基础课程设计说书题目： 三通管机械制造课程设计 系 别： 机电工程系 专 业： 过程装备与控制工程 班 级： 0901班 学 号： 200940258 学生姓名： 秦勇 指导老师： 刘锦雄、武燕 西南科技大学城市学院课程设计任务书 题目名称学生姓名专业班级学号设计目的机械制造技术基础课程设计的目的是让学生在学习了机械制造技术基础和进行了校内外的生产实习之后让学生获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。同时，课程设计也是为了毕业设计进行一次综合训练和准备。机械制造技术基础的课程设计

2、可以使学生在下述三方面得到锻炼：（1）能把机械制造技术基础课程中的基本理论和在校内外生产实习中学到的实践知识有机的相结合，从而解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，从而确保零件的加工质量。（2）提高学生的机械结构设计能力。通过针对某一典型零件的夹具（或量具）的设计，从而使学生能够通过所给出的被加工零件的加工要求，设计出高效率、低成本、装夹简单、省力、省时而能保证加工质量的夹具的能力。（3）锻炼学生使用手册及图表资料的能力。能够熟练地依据给定的任务而查找相关的资料、手册及图表并掌握其中的设计信息用于设计参数的确定。设计要求1、生产要求：生产纲领为小批量生产。2、设计的

3、要求：（1）零件图 1张 （2）毛坯图 1张 （3）机械加工工艺过程综合卡片 1张（4）工艺装备设计 12套（5）工艺装备主要零件图 1张（6）课程设计说明书 1份计划进度按教学计划规定，机械制造技术基础课程设计总学时数为2周，其进度及时间大致分配入下：第1阶段：熟悉零件，画零件图 约占一天（10%）第2阶段：选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺过程卡片 约占三天（40%）第3阶段：工艺装备设计（画总装图及主要零件图）约占四天（40%）第4阶段：编写设计说明书 约占二天（10%）设计内容1、从工艺方法上分析零件，画零件图2、对进行工艺分析零件包括以下几个主要内容：（1）分析零件的作用

4、、设计基准及技术要求；（2）分析零件的形状位置精度、表面粗糙度以及主要加工表面的尺寸等；（3）分析零件的机械加工的工艺性、材质、及完成后热处理的要求。3、零件图按机械制图国家标准绘制，按：比例画出。主要参考文献1于骏一,邹青.机械制造技术基础M.2版.机械工业出版社，20112邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程M.机械工业出版社，20113田凌，冯涓，刘朝儒.机械制图M.清华大学出版社，20074陈天民，吴建平.热处理设计简明手册M.机械工业出版社，1993学生接受签字接受任务时间： 年 月 日 学生签名： 摘要我此次进行的是关于三通管的机械制造工艺的课程设计。三通管，也叫T形管，是一个结

5、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。三通管作为一种连接件在日常生活中应用广泛，用途在于改变流体流动方向。 三通管在工业，农业等很多方面都使用非常广泛。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程. 课程设计让我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。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、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行

6、毕业设计之前对所学各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训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。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

7、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，

8、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

9、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T135H12.5*2回转面加工D1 25H2.5*2回转面加工D2 7F7钻孔D3 5E5车槽D4 7F7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

10、.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00后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=90,过渡刃Kr=40,副偏角Kr=10）；端面车刀选用YG8硬质合金车刀（前角030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=0,过渡刃Kr=40,副偏角Kr=10）；左端面槽车刀选用YG8硬质合金车刀（前角030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=45,过渡刃Kr=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

11、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010，后角f7，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

12、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50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40轴心线为定位基准，选用CA6140卧式车床，将铜环锯开套在50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20轴

13、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20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25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7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3.5IT12146.50-0.4半精车1.0IT10145.50-0.16精车0.5IT71450-

14、0.041.2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10mm2IT1210 00.181.3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18IT1242 0-0.25 半精车 6IT10360-0.1精车 1设计定350-0.062 1.4顶端25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3.5IT1223.5 0-0.21半精车1.0IT1024.5 0-0.084精车0.5设计定25+0.05201.5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5IT125 0-0

15、.121.6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50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, b =170240MPa，铸造;加工要求：将铜套锯开套在50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50右方外圆面，用四爪卡盘夹

16、紧；刀具：选用YG8硬质合金端面车刀（前角030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=0,过渡刃Kr=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=0.48 mm/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

17、轴转速n= v1000/d=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%=0.2min2.1.2半精车左端面1.加工条件工件材料: HT150,b =170240MPa，铸造;加工要求：将铜套锯开套在50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50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030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=0,过渡刃Kr=40

18、,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=0.4 mm/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/d=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

19、时间Tf=4.3*20%=0.86min；其它时间Tq=（4.3+0.86）*15%=0.8min2.1.3 精车左端面1.加工条件工件材料: HT150, b =170240MPa，铸造；加工要求：将铜套锯开套在50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50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030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=0,过渡刃Kr=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

20、计指导教程P86表4-2取f=0.2 mm/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/d=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%=2.5min2.1.4车左端面槽

21、1.加工条件工件材料:HT150, b =170240MPa，铸造;加工要求：将铜套锯开套在50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50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030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=45,过渡刃Kr=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=0.48 mm/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

22、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/d=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%=0.06min2.2工序三以40轴心线为定位基准，选用CA6140卧式车床，将铜环锯开套在50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

23、右端面 1.加工条件工件材料:HT150, b =170240MPa，铸造;加工要求：将铜环锯开套在50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50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030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=0,过渡刃Kr=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=0.48 mm/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

24、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/d=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%=0.3min2.1.2半精车右端面1.加工条件工件材料: HT150, b =170240MPa，铸造；加工要求：将铜环锯开套在50左方外圆面，用四爪

25、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50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030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=0,过渡刃Kr=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=0.4 mm/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

26、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/d=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%=0.8min2.1.3 精车右端面1.加工条件工件材料: HT150, b =170240MPa，铸造;加工要求：将铜环锯开套在50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50右方外圆面，用四爪卡盘夹紧；刀具：选

27、用YG8硬质合金端面车刀（前角030后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=0,过渡刃Kr=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=0.2 mm/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= v1

28、000/d=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%=2.5min2.3工序四以20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10mm1.加工条件工件材料: HT150, b =170240MPa，铸造;加工要求：粗车顶端面到10mm，以20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00后角07，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=90,过渡刃Kr=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=0.48 mm/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