机械制造综合课程设计
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目
录
设计任务书 ·······························1 一、零件的分析 ·····························2 1、零件的作用 ····························2 2、零件的工艺分析 ··························2 二、确定生产类型 ····························2 三、确定毛坯 ······························2 四、工艺规程设计 ····························2 1、选择定位基准 ···························2 2、制定工艺路线 ···························3 3、选择加工设备和工艺设备 ······················3 4、机械加工余量、工序尺寸及工时的确定 ················4 五、夹具设计 ······························9 1、问题的提出 ····························9 2、夹具设计 ·····························9 3、定位误差分析 ·························· 10 4、夹具的装配图见附图 ······················· 10 参考文献 ······························· 10 心得体会 ······························· 10 附录 ································· 10
Ⅰ：车端面 1、选择切削用量： （1） 确定切削深度：
p
=30-29=1mm；
（2） 确定进给量 f：当 p =1 时，工件直径为 40～60 ㎜时，f=0.5 mm r ； （3） 确定切削速度： v
dn
1000 查表知，当用 YT15 车刀加工 b =0.618～0.686GPa 钢料时，
tv
=1.0,
xrv
sv
=0.8,
Tv
=1.0,
kv
=1.0,故 v vt × k v =1.82×1.0×0.81×
0.8=1.18 m s ， n=
1000 v 1000 1.18 5.01 r s ， = 又根据机床说明书选择： D 75
nc 8.33r s 500r min ， 这 时 实 际 切 削 速 度 为
34 .3 4s 。 18 .67 0.5
Ⅱ：铣外部轮廓 1、 选择切削用量： （1） 确定切削深度：
75 50 12.5mm p 12.5 5 2.1mm 2 ， ；
（2） 确定进给量：由于 p =2.1 ㎜,当工件直径为 60～80 ㎜时，f=0.5 mm r ; ds （3） 确定切削速度： v 1000 查表，知 vt 1.82m s ，切削速度的修正系数为： =0.81,
2、制定工艺路线
Ⅰ：下棒料 30×75； Ⅱ：车端面保证总长 29； Ⅲ：车外部轮廓 50×50； Ⅳ：钻，扩，铰 30 孔； Ⅴ：检查； Ⅵ: 车外表面 42×42×27； Ⅶ：倒角 1×45°； Ⅷ: 拉键槽； Ⅸ：铣 6mm 凸台； Ⅹ：去毛刺； Ⅺ：检查。
3、选择加工设备和工艺设备
Ⅰ:车端面，机床选用 CA6140 卧式车床。 1、选择刀具： （1）由于是车端面，所以选用端面车刀（YT15） ； （2）刀具几何形状：
tv
=0.65,
xrv
=0.92,
sv
=0.8,
Tv
=1.0,
kv
=1.0,故
v vt × k v =1.82×0.65×0.92×0.8=0.87 m s
n=
1000 v 1000 0.87 5.54 r s = D 50
根据机床说明书选择： nc 5.33r s 320r min 实际切削速度为： vc = 2、 计算基本工时：
6
按机床取
nw 1.13r / s
v
所以实际切削速度 工时： 切入 所以
36.5 1.13
1000
0.13m / s
L l y l 22 mm y 7mm
tm
L nw f
22 7 24s 1.13 1.1
铰孔： 37 f 1.3mm/ r T 4800 s
v cr d 0
zv xv yv
601 m T m a p f
15.6 37 0.2 k v 10.3 0.093 m / s 60 4800 0.3 22 0.11.30.5
ns
1000 v 1000 0.03 0.258r / s d w 3.14 37
取机床标准
《机械制造综合课程设计》 设计任务书
设计题目：密封装置密封套铣 6mm 凸台夹具 设计要求：设计 6mm 凸台的铣床夹具 生产类型：中批量生产 毛坯类型：棒料 设计内容：1、绘制产品零件图 2、确定定位及夹紧方案 3、绘制夹具总装图 4、绘制夹具零件图 5、编写设计说明书
工序加工要求： 1、铣 6mm 凸台，满足零件图要求。
D nc 3.14 30 18.67
1000
4
=
1000
1.76 m s 。
2、计算基本工时：
i
m
L ， 式 中 L l y ， l=30, 查 表 知 ， 车 削 时 的 入 切 量 和 超 切 量 nf
y 4.3mm 则 L=30+4.3=34.3 ㎜,故 t m
30.6 5 8.75 s 。 8.33 2.1
Ⅲ： 钻，扩，铰 30 孔 1、 选择切削用量 （1）确定进给量：由表 5 当加工要求为 6 级精度，材料铸铁时
d 0 20mm时
f 0.35 ~ 0.43mm/ r
L / d 22 / 20 1.1
由 时
f (0.35 ~ 0.43) 1.0 0.35 ~ 0.43mm/ r
由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取
f 0.78m m/ r
由 表 16 可 以 查 出 钻 孔 时 的 轴 向 力 在 f 0.78m m/ r
d 0 23.5mm时为： Ft 12360 N
轴向力修正系数为 1.0 故 故 2、 确定钻头磨钝标准及耐用度， 由表 9
Fc 12360 N 15690 N
f 0.78mm/ r
可用
d 0 20mm时，钻头后刀面最大磨损量取为 0.8mm
耐用度
T 4500 s
3、 确定切削速度 由表 10 加工性为第三类
f 0.78m m/ r
双横刃磨的钻头
d 0 20mm时
vt 0.40m / s
故
n
切削修正系数
ktv 1.0 k cv 1.0 klv 0.85 ktv 1.0
按钻头强度确定进给量 由表 7 当钢
5
b
0.559 ~ 0.669GPa，
d 0 20mm时： f 1.11mm/ r
按机来自百度文库进给机构强度确定进给量 由表 8 钢
b
0.628时
d 0 20mm时：机床机构允许的轴向力为 9800N。Z535 允许最大为 15690N。
进给量
f 0.41mm/ r
2
粗基准。根据这个基准选择原则，现选取外部轮廓相邻两个面作为粗基准，利用一组 共两块压板压住这两侧的凸台作主要定位面，限制 6 个自由度，达到完全定位,然后进 行铣削。 （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，此处不再重复。
1
一、零件的分析
1、零件的作用
题目所给的零件是机械密封装备传动套，主要作用是用于密封。
2、零件的工艺分析
此零件共有五处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 1. 以端面为中心的加工表面这一组加工表面包括： 42×42 的外部轮廓， 以及其上 下端面； 2. 先加工相邻两个表面，以其为基准加工另外两个表面； 3. 孔的加工； 4. 键槽的加工。 由上面分析可知， 加工时应先加工一组表面， 再以这组加工后表面为基准加工另外 一组。
3
1、选择钻头： 选择高速钢麻花钻头，直径 d 0 20mm钻头几何形状为（表 1 及表 2） ：双 锥修磨横刃， 300 2 1200 21 700 be 3.5mm a0 500
500 b 2mm l 4mm
Ⅳ: 车外表面，选用铣床。 1、 选择刀具： （1）面铣刀； （2） 刀具几何形状：
=60°，
′ =10° ,
0
=5°，
0
=5°，
s
=0°, =1.0mm。
Ⅱ：车外部轮廓，机床选用铣床。 1、选择刀具： （1）面铣刀； （2）刀具几何形状：
＝60°，
′=10°，
＝10 °，
0
0
＝5 °，
s
=0°，
=1.0; Ⅲ： 钻，扩，铰 30 孔。
75 8.33
1000 1.96 m s 。
v
c
=
D nc
1000
=
2、 计算基本工时：
i
m
L ， 式 中 L l y ， l=29, 查 表 知 ， 铣 削 时 的 入 切 量 和 超 切 量 nf
y 1.6mm ，则 L=1.6+29=30.6 ㎜,故 t m
所以 扩孔： 36.5
v cv d 0
zv xv yv
22 7 7s 0.78 5.4
f 1.1mm/ r T 2400 s
0.125 m / s
60 1 m T m a p f
ns
1000 v 1000 0.125 1.09r / s d n 3.14 36.5
v vt kv 0.401.0 1.0 0.851.0 0.34m / s
1000 v 1000 0.34 5.4r / s d 0 3.14 20
tm L nf
4、 加工工时
L l y l 22 mm
其中
由表 22
tm
y 7mm
二、确定生产类型
由于任务书已经给出生产类型为中批量生产，所以采用的生产类型为中批量生产。
三、确定毛坯
该零件为机械密封装备传动套，材料为 45 钢，棒料，所以毛坯采用直接下料的方 式制造。
四、工艺规程设计
1、定位基准
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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还 会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （1） 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有 若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作
v
1.13r/s
所以实际切削速度：
37 1.13
1000
0.131m / s
所以工时： Ⅳ: 车外表面 1、
tm
22 7 20 s 1.13 1.3
选择切削用量：
50 42 4mm 2
（1） 确定切削速度： p
（2） 确定进给量： p 3～5 ㎜，工件直径为 40～60 ㎜时， f 0.5 mm r ds （3） 确定切削速度: v ，查表可知， vt 1.82m s 切削速度的修正系 1000 数为：
＝60°，
′=10°，
＝10 °，
0
0
＝5 °，
s
=0，
=1.0; 铣 6 ㎜凸台，机床选用 X61 立式铣床。
Ⅴ:
1、刀具的选择： 选用镶齿盘铣刀，齿数 Z=8，YT15。 铣刀的几何形状： =15°，
n
0
=16°，铣刀直径 d 0 80mm
4、机械加工余量、工序尺寸及工时的确定
vt =2.31 m s ,
tv
=1.0,
xrv
=0.92,
sv
=0.8,
Tv
=1.0,
kv
=1.0,故
v vt × k v =2 .31×1.0×0.92×0.8=1.7 m s ;
n=
1000 v 1000 1.7 = =18.05 r s ; D 30
又由于 nc =18.67 r s =1120 r min ; 因此实际切削速度 vc =
录
设计任务书 ·······························1 一、零件的分析 ·····························2 1、零件的作用 ····························2 2、零件的工艺分析 ··························2 二、确定生产类型 ····························2 三、确定毛坯 ······························2 四、工艺规程设计 ····························2 1、选择定位基准 ···························2 2、制定工艺路线 ···························3 3、选择加工设备和工艺设备 ······················3 4、机械加工余量、工序尺寸及工时的确定 ················4 五、夹具设计 ······························9 1、问题的提出 ····························9 2、夹具设计 ·····························9 3、定位误差分析 ·························· 10 4、夹具的装配图见附图 ······················· 10 参考文献 ······························· 10 心得体会 ······························· 10 附录 ································· 10
Ⅰ：车端面 1、选择切削用量： （1） 确定切削深度：
p
=30-29=1mm；
（2） 确定进给量 f：当 p =1 时，工件直径为 40～60 ㎜时，f=0.5 mm r ； （3） 确定切削速度： v
dn
1000 查表知，当用 YT15 车刀加工 b =0.618～0.686GPa 钢料时，
tv
=1.0,
xrv
sv
=0.8,
Tv
=1.0,
kv
=1.0,故 v vt × k v =1.82×1.0×0.81×
0.8=1.18 m s ， n=
1000 v 1000 1.18 5.01 r s ， = 又根据机床说明书选择： D 75
nc 8.33r s 500r min ， 这 时 实 际 切 削 速 度 为
34 .3 4s 。 18 .67 0.5
Ⅱ：铣外部轮廓 1、 选择切削用量： （1） 确定切削深度：
75 50 12.5mm p 12.5 5 2.1mm 2 ， ；
（2） 确定进给量：由于 p =2.1 ㎜,当工件直径为 60～80 ㎜时，f=0.5 mm r ; ds （3） 确定切削速度： v 1000 查表，知 vt 1.82m s ，切削速度的修正系数为： =0.81,
2、制定工艺路线
Ⅰ：下棒料 30×75； Ⅱ：车端面保证总长 29； Ⅲ：车外部轮廓 50×50； Ⅳ：钻，扩，铰 30 孔； Ⅴ：检查； Ⅵ: 车外表面 42×42×27； Ⅶ：倒角 1×45°； Ⅷ: 拉键槽； Ⅸ：铣 6mm 凸台； Ⅹ：去毛刺； Ⅺ：检查。
3、选择加工设备和工艺设备
Ⅰ:车端面，机床选用 CA6140 卧式车床。 1、选择刀具： （1）由于是车端面，所以选用端面车刀（YT15） ； （2）刀具几何形状：
tv
=0.65,
xrv
=0.92,
sv
=0.8,
Tv
=1.0,
kv
=1.0,故
v vt × k v =1.82×0.65×0.92×0.8=0.87 m s
n=
1000 v 1000 0.87 5.54 r s = D 50
根据机床说明书选择： nc 5.33r s 320r min 实际切削速度为： vc = 2、 计算基本工时：
6
按机床取
nw 1.13r / s
v
所以实际切削速度 工时： 切入 所以
36.5 1.13
1000
0.13m / s
L l y l 22 mm y 7mm
tm
L nw f
22 7 24s 1.13 1.1
铰孔： 37 f 1.3mm/ r T 4800 s
v cr d 0
zv xv yv
601 m T m a p f
15.6 37 0.2 k v 10.3 0.093 m / s 60 4800 0.3 22 0.11.30.5
ns
1000 v 1000 0.03 0.258r / s d w 3.14 37
取机床标准
《机械制造综合课程设计》 设计任务书
设计题目：密封装置密封套铣 6mm 凸台夹具 设计要求：设计 6mm 凸台的铣床夹具 生产类型：中批量生产 毛坯类型：棒料 设计内容：1、绘制产品零件图 2、确定定位及夹紧方案 3、绘制夹具总装图 4、绘制夹具零件图 5、编写设计说明书
工序加工要求： 1、铣 6mm 凸台，满足零件图要求。
D nc 3.14 30 18.67
1000
4
=
1000
1.76 m s 。
2、计算基本工时：
i
m
L ， 式 中 L l y ， l=30, 查 表 知 ， 车 削 时 的 入 切 量 和 超 切 量 nf
y 4.3mm 则 L=30+4.3=34.3 ㎜,故 t m
30.6 5 8.75 s 。 8.33 2.1
Ⅲ： 钻，扩，铰 30 孔 1、 选择切削用量 （1）确定进给量：由表 5 当加工要求为 6 级精度，材料铸铁时
d 0 20mm时
f 0.35 ~ 0.43mm/ r
L / d 22 / 20 1.1
由 时
f (0.35 ~ 0.43) 1.0 0.35 ~ 0.43mm/ r
由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取
f 0.78m m/ r
由 表 16 可 以 查 出 钻 孔 时 的 轴 向 力 在 f 0.78m m/ r
d 0 23.5mm时为： Ft 12360 N
轴向力修正系数为 1.0 故 故 2、 确定钻头磨钝标准及耐用度， 由表 9
Fc 12360 N 15690 N
f 0.78mm/ r
可用
d 0 20mm时，钻头后刀面最大磨损量取为 0.8mm
耐用度
T 4500 s
3、 确定切削速度 由表 10 加工性为第三类
f 0.78m m/ r
双横刃磨的钻头
d 0 20mm时
vt 0.40m / s
故
n
切削修正系数
ktv 1.0 k cv 1.0 klv 0.85 ktv 1.0
按钻头强度确定进给量 由表 7 当钢
5
b
0.559 ~ 0.669GPa，
d 0 20mm时： f 1.11mm/ r
按机来自百度文库进给机构强度确定进给量 由表 8 钢
b
0.628时
d 0 20mm时：机床机构允许的轴向力为 9800N。Z535 允许最大为 15690N。
进给量
f 0.41mm/ r
2
粗基准。根据这个基准选择原则，现选取外部轮廓相邻两个面作为粗基准，利用一组 共两块压板压住这两侧的凸台作主要定位面，限制 6 个自由度，达到完全定位,然后进 行铣削。 （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，此处不再重复。
1
一、零件的分析
1、零件的作用
题目所给的零件是机械密封装备传动套，主要作用是用于密封。
2、零件的工艺分析
此零件共有五处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 1. 以端面为中心的加工表面这一组加工表面包括： 42×42 的外部轮廓， 以及其上 下端面； 2. 先加工相邻两个表面，以其为基准加工另外两个表面； 3. 孔的加工； 4. 键槽的加工。 由上面分析可知， 加工时应先加工一组表面， 再以这组加工后表面为基准加工另外 一组。
3
1、选择钻头： 选择高速钢麻花钻头，直径 d 0 20mm钻头几何形状为（表 1 及表 2） ：双 锥修磨横刃， 300 2 1200 21 700 be 3.5mm a0 500
500 b 2mm l 4mm
Ⅳ: 车外表面，选用铣床。 1、 选择刀具： （1）面铣刀； （2） 刀具几何形状：
=60°，
′ =10° ,
0
=5°，
0
=5°，
s
=0°, =1.0mm。
Ⅱ：车外部轮廓，机床选用铣床。 1、选择刀具： （1）面铣刀； （2）刀具几何形状：
＝60°，
′=10°，
＝10 °，
0
0
＝5 °，
s
=0°，
=1.0; Ⅲ： 钻，扩，铰 30 孔。
75 8.33
1000 1.96 m s 。
v
c
=
D nc
1000
=
2、 计算基本工时：
i
m
L ， 式 中 L l y ， l=29, 查 表 知 ， 铣 削 时 的 入 切 量 和 超 切 量 nf
y 1.6mm ，则 L=1.6+29=30.6 ㎜,故 t m
所以 扩孔： 36.5
v cv d 0
zv xv yv
22 7 7s 0.78 5.4
f 1.1mm/ r T 2400 s
0.125 m / s
60 1 m T m a p f
ns
1000 v 1000 0.125 1.09r / s d n 3.14 36.5
v vt kv 0.401.0 1.0 0.851.0 0.34m / s
1000 v 1000 0.34 5.4r / s d 0 3.14 20
tm L nf
4、 加工工时
L l y l 22 mm
其中
由表 22
tm
y 7mm
二、确定生产类型
由于任务书已经给出生产类型为中批量生产，所以采用的生产类型为中批量生产。
三、确定毛坯
该零件为机械密封装备传动套，材料为 45 钢，棒料，所以毛坯采用直接下料的方 式制造。
四、工艺规程设计
1、定位基准
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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还 会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （1） 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有 若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作
v
1.13r/s
所以实际切削速度：
37 1.13
1000
0.131m / s
所以工时： Ⅳ: 车外表面 1、
tm
22 7 20 s 1.13 1.3
选择切削用量：
50 42 4mm 2
（1） 确定切削速度： p
（2） 确定进给量： p 3～5 ㎜，工件直径为 40～60 ㎜时， f 0.5 mm r ds （3） 确定切削速度: v ，查表可知， vt 1.82m s 切削速度的修正系 1000 数为：
＝60°，
′=10°，
＝10 °，
0
0
＝5 °，
s
=0，
=1.0; 铣 6 ㎜凸台，机床选用 X61 立式铣床。
Ⅴ:
1、刀具的选择： 选用镶齿盘铣刀，齿数 Z=8，YT15。 铣刀的几何形状： =15°，
n
0
=16°，铣刀直径 d 0 80mm
4、机械加工余量、工序尺寸及工时的确定
vt =2.31 m s ,
tv
=1.0,
xrv
=0.92,
sv
=0.8,
Tv
=1.0,
kv
=1.0,故
v vt × k v =2 .31×1.0×0.92×0.8=1.7 m s ;
n=
1000 v 1000 1.7 = =18.05 r s ; D 30
又由于 nc =18.67 r s =1120 r min ; 因此实际切削速度 vc =