微電機殼的機械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計

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畢 業(yè) 設(shè) 計課題 :班級：姓名：指導(dǎo)老師：完成日期：設(shè)計題目：微電機殼的機械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計生產(chǎn)綱領(lǐng)：中批或大批量生產(chǎn)設(shè)計內(nèi)容：1、繪制零件圖1 張2、繪制零件毛坯圖1張3、編制機械加工工藝過程卡片1份。4、機械加工工序卡設(shè)計。5、專用夾具設(shè)計圖1套6，設(shè)計說明書一份 專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：目錄1.1 零件的分析 11.1.1 零件的作用 11.1.2 零件的工藝分析 11.2 工藝規(guī)程的設(shè)計 2 1.2.1 確定毛坯的制造形式 2 1.2.2 基面的選擇 2 1.2.3 制造工藝路線 3 1.2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定 3 1.2.5 切削用量確定及基本工時 31.3 夾具的設(shè)計 4 1.3.1 制定設(shè)計方案 4 1.3.2 確定定位方法、選定位元件 4.3.3 確定夾緊方案、設(shè)計夾緊結(jié)構(gòu) 5 1.3.4 定位誤差分析 51.4 結(jié)論 61.5 參考文獻 7摘要 “機械制造工藝”是一門機械類專業(yè)的主干專業(yè)課程，它涉及面廣，實踐性強，綜合性強靈活性大。此課程的畢業(yè)設(shè)計是重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)和總結(jié)環(huán)節(jié)，不僅可以幫助牢固掌握知識，培養(yǎng)綜合知識的能力，而且有利于將知識轉(zhuǎn)化為技術(shù)能力，為我們即將走向的就業(yè)崗位做好準(zhǔn)備。生產(chǎn)中的實際問題往往是千差萬別的，生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，批量不同，現(xiàn)場生產(chǎn)條件不同，其制造方法也不一樣. 微電機殼是設(shè)計的薄壁件，其構(gòu)造為底座四個通孔、內(nèi)表面六個凸臺和斷面上六個螺紋孔，便于零件上的安裝。其作用是為轉(zhuǎn)子和定子起保護作用，用途廣泛。就個人而言，在對微電機殼的設(shè)計過程中，有定位基準(zhǔn)的選擇確定加工各表面所需工時，每到工序所選機床的切削速度、進給量以及刀具的選則都是事關(guān)重要的，尤其夾具的定位夾緊在每到工序上都有不同的要求。通過這些設(shè)計，鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，便于以后的設(shè)計，打下良好的基礎(chǔ)。通過設(shè)計，微電機殼在工業(yè)發(fā)展趨勢有良好勢頭。在以后進工廠工作過程中，能對微電機殼的結(jié)構(gòu)和安裝上有較深刻的認識。由于能力有限，設(shè)計中有許多不足之處，希望老師給予批評與指導(dǎo)。一，零件的工藝分析1.1.1零件的作用 題目給定的零件是微電機殼，是圓環(huán)形厚度為4mm。其作用，一是支撐和固定電機，二是固定電機轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子能夠平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。零件的兩端各有均布3xM57H螺紋孔，用以安裝和固定端蓋。距離圓心往下65-0.1/-0.4mm有支撐厚度為8mm，長度為100mm,從零件端面各縮進5mm的底座,有四個8鍯孔12m均布用以固定電機。零件114mm內(nèi)圓有6塊寬為12mm，高為6mm 的肋板均布。在機座頂端有2*M4-7H和10的通孔用作油孔和吊環(huán)孔。1.1.2零件的工藝分析電機殼共有3組加工表面，它們有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：1、以厚度為8mm的底座底面和上表面這一組加工表面包括：兩個底面尺寸為30x100mm，粗糙度為3.2，平行度為0.05，還有以底面為基準(zhǔn)在平面上的4個8mm鍯孔12mm，其中孔中心與零件中心線尺寸為 50+/-0.085mm,孔的中心度為0.6mm最大要求。還有底座與零件連接的倒圓角為5mm。2、114mm孔為中心的加工兩端表面這一組加工表面包括：兩端3xM57H螺紋孔深度為12mm，并與肋板界線圓中心度為0.4，分別以端面和肋板面為基準(zhǔn)。端面的粗糙度為12.5。3、在102 -0.051+0.036肋板界線圓中的各個肋板表面這一組加工表面包括：圓心與底座底面的平行度為0.1，肋板表面的粗糙度為3.2，內(nèi)圓與肋板的倒圓為2mm。其中，主要加工12mmX6mm的均布肋板。還要加工尺寸為9mm，11mm，47mm中2xM47H和10mm的通孔。10mm孔的粗糙度為12.5。由以上分析可知，對于這幾組加工表面而言，可以先加工底座的兩個表面，然后借助于專用夾具加工另外的幾個表面，并且保證它們之間的位置精度要求。二，毛坯的制造方式零件材料為HT20-40?？紤]到電機在運行中是高速運行的，產(chǎn)生熱量，零件在工作過程中經(jīng)常承受高溫及交變載荷，因此應(yīng)該選用鑄造，以使材料不易變形，保證零件工作的可靠性。由于零件大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用砂型鑄造。這對于提高生產(chǎn)率，保證價格質(zhì)量也是有利的 三、工藝規(guī)程設(shè)計（1）基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。1、粗基準(zhǔn)的選擇對于一般的腔類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與價格表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選取外圓122的不加工外輪廓表面為粗基準(zhǔn)，利用一組短V形塊支承這個外輪廓作為主要定位面，以消除,y,z中四個自由度，再利用專用的夾具夾持外圓用以消除x軸中的兩個自由度，達到完全定位。2、精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題 。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。（2）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以采用c6130臥式車床和XA6132臥式銑床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。工序1：銑零件底座底面尺寸為30mmX 100mm，并銑兩個底面內(nèi)側(cè) 6x100mm，厚度為2mm的階梯面。 選用立式銑床和專用夾具。工序2：4次鉆底座上的孔8mm，鍯沉頭孔12mm 立式鉆床和專用夾具。工序3： 車零件122 0-0.63 mm兩端面圓 選用CA6130車床工序4：銑零件內(nèi)圓中的6個肋板表面 選用XA6132臥式銑床和專用夾具。工序5：鉆M47H中底孔和10mm的通孔 選用Z535立式鉆床和專用夾具。工序6：2次攻M47H的螺紋通孔 選用Z535立式鉆床和專用夾具。工序7：6次攻兩端面111mm上的M5-7H的螺紋孔，深度為12 mm 選用Z535立式鉆床和專用夾具。工序8：沖箭頭工序9：終檢（） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“微電機殼”零件材料為HT20-40，硬度為170241HBS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可采用砂型鑄造。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸：1、底座底面（30mmX 100mm）考慮其厚度為8mm，與其連接外圓122mm的連接處為倒圓5mm，為了簡化加工余量，現(xiàn)直接鑄造兩側(cè)底座的尺寸為32X102mm，厚度為10mm，底面30X100和其中尺寸為6X100mm，高為2mm的階梯面為自由尺寸公差，表面粗糙度值要求為3.2，只要求粗加工，此時尺寸加工余量2Z=2mm已能滿足加工要求。2、4個孔8mm鍯12mm（底座）毛坯為實心，不沖孔。4個孔精度要求介于IT10IT11之間，以零件的軸線來定位。參考相關(guān)書籍和手冊可以確定工序尺寸及余量為：鉆孔： 7.8mm 鉆孔： 8 mm 2Z=0.2mm鏜鍯孔： 11mm 2Z=3mm擴鍯孔： 12 mm 2Z=1mm3、兩個端面圓（114mm-122 0-0.63 mm） 要求表面粗糙度為12.5，外殼長度為114mm，則可以采用粗加工。參照相關(guān)手冊確定122mm 0-0.63外殼毛坯長度為119mm，以及加工余量分配：粗車兩個端面： 115mm 2Z=4mm半精車端面： 114mm4、內(nèi)圓中6個肋板表面（102mm）要求內(nèi)圓心軸線與底面的平行度為0.1，肋板表面粗糙度為3.2，肋板表面界線圓尺寸為102f9，肋板與內(nèi)圓連接的倒圓為2mm。參照相關(guān)的工藝手冊確定肋板的毛坯尺寸為寬14mmX長114mm,厚度為8mm和加工余量分配：銑肋板了兩個側(cè)面和倒圓：12mm 2Z=2mm粗銑肋板表面： 6.4mm 2Z=1.6mm半精銑肋板表面： 6mm 2Z=0.4mm5、螺紋孔 (9mm、47mm -2*M47H) 攻螺紋孔：3.9mm 通孔攻螺紋孔：4mm 2Z=0.1mm 通孔通孔（20mm-10mm）鉆孔：9.8mm 通孔鉆孔：10mm 2Z=0.2mm 通孔由于毛坯以及各道工序（或工步）的加工都有加工工差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大及最小之分。由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。（）確定切削用量及基本時間切削用量包括背吃刀量 、進給量f 和切削速度V 。確定順序應(yīng)該是 ，再確定 。工序1切削用量及基本時間的確定1切削用量 本工序銑底座的兩個階梯面，所選刀具為高速鋼圓柱銑刀其直徑為d=6mm，齒數(shù)z=8。已知銑削寬度b=6mm，銑削深度2mm故機床選用立式銑床。1.確定每次進給量 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)查得每齒進給fz=0.200.30mm/z，現(xiàn)取fz=0.20mm/z。2.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)查得銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.8mm，耐用度T=120min。3.確定切削速度和每齒進給量 根據(jù)切削用量簡明手冊所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根據(jù)型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。則實際切削：4.校驗機床功率 根據(jù)資料所知，根據(jù)以上參數(shù)可知切削功率的修正系數(shù)k =1，則P = 2.5kw，P =0.8 kw，P =7.5P = PP P =7.50.8=6P = 2.5kw可知機床功率能滿足要求。2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： T=(1+y+/nf)i=0.2min 輔助工時 t =0.2min t =0.15min工序2的切削用量及基本時間的確定1、 切削用量 本工序為鉆底座8mm孔并锪沉頭孔12mm，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，使用切削液、確定進給量f 由于孔徑和深度都不是很大，宜采用手動進給，fz=0.02mm/r。、選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明手冊查得，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。、確定鉆削速度V 根據(jù)切削用量簡明手冊查得=670MPa的HT200的加工性為5類，進給量f=0.20mm/r，主軸轉(zhuǎn)速 V=17m/min，n=1082r/min。根據(jù)Z535立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速.2 、基本時間鉆8mm的通孔，基本時間為25s 輔助工時 t=10s锪沉頭孔4x8mm孔，基本時間為50s 輔助工時 t=15s工序3：切削用量及基本時間的確定1、切削用量的確定 本工序為車122mm的端面。所選刀具為后角 120，45度車刀，選用CA6130車床。a: 粗加工切削用量的確定 背吃刀量 根據(jù)加工余量確定。由資料可知端面加工時一般可?。?=(2/33/4)Z 其中Z為單邊加工余量。因此可知 =0.7Z。 即： =0.7x4=2.8.2、進給量f 進給量f的選擇主要受刀桿、刀片、工件及機床進給機構(gòu)等的強度、剛性的限制。實際生產(chǎn)中由查表確定。查表得：f = 0.4mm。切削速度 車削端面時：刀量確定后由公式可就算得切削速度。 計算公式為：公式中的系數(shù)查表可得:則計算得：端面加工 = 42m/min主軸轉(zhuǎn)速 n=189.5r/min3 、基本時間 粗車114mm端面Tj1= 輔助工時 t=0.15min工序4：切削用量及基本時間的確定1切削用量的確定本工序為銑寬為12 mm的內(nèi)圓肋板面。所選刀具為切槽銑刀，銑刀直徑d=6mm，z=10，已知銑削寬度a =12mm故機床選用XA6132臥式銑床。、確定每齒進給量f 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進給量f =0.520.10mm/z、現(xiàn)取f =0.52mm/z。、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，查得用銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.20mm，耐用度T=60min。、確定切削速度和每齒進給量f根據(jù)切削用量簡明手冊所知，依據(jù)銑刀直徑d=6mm，銑削寬度a =12mm，耐用度T=60min時查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc =475mm/s。、校驗機床功率 據(jù)資料可知，切削功率的修正系數(shù) =1，則P = 2.8kw，P =0.8 kw，可知機床功率能滿足要求。2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： T基 =0.25min 輔助工時 t =0.01min工序5切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆2*M47H的底孔和鉆10通孔1、切削用量 刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，使用切削液、確定進給量f 由于孔徑和深度都不是很大，宜采用手動進給，fz=0.02mm/r。、選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明手冊查得，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。、確定鉆削速度V 根據(jù)切削用量簡明手冊查得=670MPa的HT200的加工性為5類，進給量f=0.20mm/r，主軸轉(zhuǎn)速 V=17m/min，n=1082r/min。根據(jù)Z535立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速.2 、基本時間鉆10mm的通孔，基本時間為25s 輔助工時 t=10s鉆2xM4mm的通孔，基本時間為20s 輔助工時 t=10s工序67的切削用量及基本時間的確定本工序為攻孔M5mm、M4mm螺紋。1切削用量 刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d1=4mm、d2=3mm,以及機用絲錐。鉆床選用Z525臥式鉆床，使用切削液。對于M5mm：、確定進給量f 由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進給。、選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)切削用量簡明手冊，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。、確定切削速度V 根據(jù)切削用量簡明手冊， =670MPa的HT200的加工性為5類，進給量可取f=0.16mm/r, V=13m/min,n=1063r/min,根據(jù)Z525臥式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速。2、 基本時間攻5mm螺紋孔,攻絲,基本時間為45s.輔助工時大約為 t=45s3、 基本時間攻4mm螺紋孔，攻絲，基本時間為40s 輔助工時大約為 t=40s三1.3 夾具設(shè)計1.3.1）制定設(shè)定方案 本夾具是工序鉆4-8孔，由于孔有位置精度要求，故在保證精度要求外，提高生產(chǎn)效率，降低勞動生產(chǎn)強度1.3.2）確定定位方法，選擇定位元件?？紤]到微電機殼為薄壁件，且批量生產(chǎn)，故在定位上符合“六點定位原則”的基礎(chǔ)上。力求結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，便于生產(chǎn)化，故選標(biāo)準(zhǔn)件V形塊和1定位銷及支承釘。1.3.3）確定夾緊方式，設(shè)計夾緊機構(gòu)。 為了使夾緊裝置滿足鉆孔要求，故采用手動壓板，壓緊內(nèi)圓凸臺表面，滿足夾緊力的方向與切削力F，工件的重力G的方向重合，使夾緊力為最小1.3.4）定位誤差分析：由V形塊和定位銷及支承釘定位，由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合，故存在基準(zhǔn)不重合誤差，則B為： B=0.63mm本夾具設(shè)計中設(shè)定的定位元件正好限制六個自由度，屬完全定位且定位元件的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上不存在移動，（為鉆孔）故基準(zhǔn)位移誤差為0.由于加工鉆孔，夾緊力方向與原始切削力及工件重力同在一方向上，加緊力最小，滿足加工需求。四、畢業(yè)設(shè)計心得體會 在畢業(yè)實習(xí)的時候，我應(yīng)聘到一家電機公司，在那里做特種電機的機構(gòu)設(shè)計，在實習(xí)過程中剛好遇到了做臥式電機的項目，它是一個132m臥式水冷電機，在跟隨工程師們設(shè)計的過程中積累了一些基本電機設(shè)計的思路和方法。這讓我在做這次畢業(yè)設(shè)計的時候可以知道應(yīng)該從什么地方入手。這是第一次自己設(shè)計，剛開始的時候真的不知道從什么地方下筆，后來經(jīng)過實際的訓(xùn)練和向廠里的工程師們請教，有了一定的方向。再在自己一個多月的下筆思考縱欲把它完成了. 在這次做畢業(yè)設(shè)計的過程中我體會到機械加工工藝是一門非常嚴(yán)謹?shù)膶W(xué)科，因為在思考問題時要兼顧到很多方面，一個方面沒有想到那么這個設(shè)計很有可能就是失敗的，這是一次腦力和體力相加的勞動，它還讓我體會到在機械這個行業(yè)經(jīng)驗積累很重要，知識面也必須很廣，這樣我們在遇到問題時也有很快闊的思路，不至于是閉門造車。 做完畢業(yè)設(shè)計我的大學(xué)生涯也跟著結(jié)束了，我希望自己會在以后的工作中不斷的學(xué)習(xí)積累，在機械行業(yè)做出一些成績！四、參考文獻1、王斌武主編-機械制造工藝課程設(shè)計指導(dǎo) . 桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校 機械工程系 2、吳拓 鄖建國主編-機械制造工程（第二版）. 機械工業(yè)出版社3、徐圣群主編-簡明機械加工工藝手冊. 上海科學(xué)技術(shù)出版社4、陳家芳主編-實用金屬切削加工工藝手冊（第二版） 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社5,張緒祥主編-機械制造工藝 高等教育出版社50