微電機(jī)殼的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計(jì)

PAGEPAGE15設(shè)計(jì)題目：微電機(jī)殼的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng)：中批或大批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)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(jī)械加工工藝過(guò)程卡片1份。4、機(jī)械加工工序卡設(shè)計(jì)。5、專用夾具設(shè)計(jì)圖1套6，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份目錄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(jì)………21.2.1確定毛坯的制造形式……………21.2.2基面的選擇………21.2.3制造工藝路線……31.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯的確定………31.2.5切削用量確定及基本工時(shí)………31.3夾具的設(shè)計(jì)……………41.3.1制定設(shè)計(jì)方案……41.3.2確定定位方法、選定位元件……4.3.3確定夾緊方案、設(shè)計(jì)夾緊結(jié)構(gòu)…51.3.4定位誤差分析……51.4結(jié)論……………………61.5參考文獻(xiàn)………………7摘要“機(jī)械制造工藝”是一門(mén)機(jī)械類專業(yè)的主干專業(yè)課程，它涉及面廣，實(shí)踐性強(qiáng)，綜合性強(qiáng)靈活性大。此課程的畢業(yè)設(shè)計(jì)是重要的實(shí)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(shí)，培養(yǎng)綜合知識(shí)的能力，而且有利于將知識(shí)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(shí)際問(wèn)題往往是千差萬(wàn)別的，生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，批量不同，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件不同，其制造方法也不一樣.微電機(jī)殼是設(shè)計(jì)的薄壁件，其構(gòu)造為底座四個(gè)通孔、內(nèi)表面六個(gè)凸臺(tái)和斷面上六個(gè)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(hù)作用，用途廣泛。就個(gè)人而言，在對(duì)微電機(jī)殼的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有定位基準(zhǔn)的選擇確定加工各表面所需工時(shí)，每到工序所選機(jī)床的切削速度、進(jìn)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(guò)這些設(shè)計(jì)，鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，便于以后的設(shè)計(jì)，打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)設(shè)計(jì)，微電機(jī)殼在工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)有良好勢(shì)頭。在以后進(jìn)工廠工作過(guò)程中，能對(duì)微電機(jī)殼的結(jié)構(gòu)和安裝上有較深刻的認(rèn)識(shí)。由于能力有限，設(shè)計(jì)中有許多不足之處，希望老師給予批評(píng)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(jī)殼，是圓環(huán)形厚度為4mm。其作用，一是支撐和固定電機(jī)，二是固定電機(jī)轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子能夠平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。零件的兩端各有均布3xM5—7H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(zhǎng)度為100mm,從零件端面各縮進(jìn)5mm的底座,有四個(gè)φ8鍯孔φ12m均布用以固定電機(jī)。零件φ114mm內(nèi)圓有6塊寬為12mm，高為6mm的肋板均布。在機(jī)座頂端有2*M4-7H和φ10的通孔用作油孔和吊環(huán)孔。1.1.2零件的工藝分析電機(jī)殼共有3組加工表面，它們有一定的位置要求。現(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(gè)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(gè)φ8mm鍯孔φ12mm，其中孔中心與零件中心線尺寸為50+/-0.085mm,孔的中心度為φ0.6mm最大要求。還有底座與零件連接的倒圓角為5mm。2、φ114mm孔為中心的加工兩端表面這一組加工表面包括：兩端3xM5—7H螺紋孔深度為12mm，并與肋板界線圓中心度為φ0.4，分別以端面和肋板面為基準(zhǔn)。端面的粗糙度為12.5。3、在φ102-0.051+0.036肋板界線圓中的各個(gè)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2xM4——7H和φ10mm的通孔。φ10mm孔的粗糙度為12.5。由以上分析可知，對(duì)于這幾組加工表面而言，可以先加工底座的兩個(gè)表面，然后借助于專用夾具加工另外的幾個(gè)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(jī)在運(yùn)行中是高速運(yùn)行的，產(chǎn)生熱量，零件在工作過(guò)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(duì)于提高生產(chǎn)率，保證價(jià)格質(zhì)量也是有利的`三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（1）基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。1、粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)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(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與價(jià)格表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選取外圓φ122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(gè)外輪廓作為主要定位面，以消除,y,z中四個(gè)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(gè)自由度，達(dá)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(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。（2）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工序1：銑零件底座底面尺寸為30mmX100mm，并銑兩個(gè)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φ8mm，鍯沉頭孔φ12mm立式鉆床和專用夾具。工序3：車零件φ1220-0.63mm兩端面圓選用CA6130車床工序4：銑零件內(nèi)圓中的6個(gè)肋板表面選用XA6132臥式銑床和專用夾具。工序5：鉆M4—7H中底孔和φ10mm的通孔選用Z535立式鉆床和專用夾具。工序6：2次攻M4—7H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φ111mm上的M57H的螺紋孔，深度為12mm選用Z535立式鉆床和專用夾具。工序8：沖箭頭工序9：終檢（Ⅳ）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“微電機(jī)殼”零件材料為HT20-40，硬度為170~241HBS，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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸：1、底座底面（30mmX100mm）考慮其厚度為8mm，與其連接外圓φ122mm的連接處為倒圓5mm，為了簡(jiǎn)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(shí)尺寸加工余量2Z=2mm已能滿足加工要求。2、4個(gè)孔φ8mm鍯φ12mm（底座）毛坯為實(shí)心，不沖孔。4個(gè)孔精度要求介于IT10~~IT11之間，以零件的軸線來(lái)定位。參考相關(guān)書(shū)籍和手冊(cè)可以確定工序尺寸及余量為：鉆孔：φ7.8mm鉆孔：φ8mm2Z=0.2mm鏜鍯孔：φ11mm2Z=3mm擴(kuò)鍯孔：φ12mm2Z=1mm3、兩個(gè)端面圓（114mmφ1220-0.63mm）要求表面粗糙度為12.5，外殼長(zhǎng)度為114mm，則可以采用粗加工。參照相關(guān)手冊(cè)確定φ122mm0-0.63外殼毛坯長(zhǎng)度為119mm，以及加工余量分配：粗車兩個(gè)端面：115mm2Z=4mm半精車端面：114mm4、內(nèi)圓中6個(gè)肋板表面（φ102mm）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(cè)確定肋板的毛坯尺寸為寬14mmX長(zhǎng)114mm,厚度為8mm和加工余量分配：銑肋板了兩個(gè)側(cè)面和倒圓：12mm2Z=2mm粗銑肋板表面：6.4mm2Z=1.6mm半精銑肋板表面：6mm2Z=0.4mm5、螺紋孔(9mm、47mm2*M4—7H)攻螺紋孔：φ3.9mm通孔攻螺紋孔：φ4mm2Z=0.1mm通孔通孔（20mmφ10mm）鉆孔：φ9.8mm通孔鉆孔：φ10mm2Z=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(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，加工余量有最大及最小之分。由于本設(shè)計(jì)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(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。（Ⅴ）確定切削用量及基本時(shí)間切削用量包括背吃刀量、進(jìn)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(shí)間的確定1切削用量本工序銑底座的兩個(gè)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(jī)床選用立式銑床。1.確定每次進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》查得每齒進(jìn)給fz=0.20～0.30mm/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(jī)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(jìn)給量根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc＝85mm/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(shí)際切削：4.校驗(yàn)機(jī)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=0.8kw，P=7.5P=P×PP=7.5×0.8=6＞P=2.5kw可知機(jī)床功率能滿足要求。2基本時(shí)間根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為：T=(1+y+/nf)i=0.2min輔助工時(shí)t=0.2mint=0.15min工序2的切削用量及基本時(shí)間的確定1、切削用量本工序?yàn)殂@底座φ8mm孔并锪沉頭孔φ12mm，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，使用切削液①、確定進(jìn)給量f由于孔徑和深度都不是很大，宜采用手動(dòng)進(jìn)給，fz=0.02mm/r。②、選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。③、確定鉆削速度V根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得σ=670MPa的HT200的加工性為5類，進(jìn)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(shuō)明書(shū)選擇主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速.2、基本時(shí)間鉆φ8mm的通孔，基本時(shí)間為25s輔助工時(shí)t=10s锪沉頭孔4xφ8mm孔，基本時(shí)間為50s輔助工時(shí)t=15s工序3：切削用量及基本時(shí)間的確定1、切削用量的確定 本工序?yàn)檐嚘?22mm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(shí)一般可取：=(2/3~3/4)Z其中Z為單邊加工余量。因此可知=0.7Z。即：=0.7x4=2.8.2、進(jìn)給量f進(jìn)給量f的選擇主要受刀桿、刀片、工件及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)等的強(qiáng)度、剛性的限制。實(shí)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(shí)：刀量確定后由公式可就算得切削速度。計(jì)算公式為：公式中的系數(shù)查表可得:則計(jì)算得：端面加工=42m/min主軸轉(zhuǎn)速n=189.5r/min3、基本時(shí)間粗車φ114mm端面Tj1=輔助工時(shí)t=0.15min工序4：切削用量及基本時(shí)間的確定1切削用量的確定本工序?yàn)殂妼挒?2mm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(jī)床選用XA6132臥式銑床。①、確定每齒進(jìn)給量f根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進(jìn)給量f=0.52～0.10mm/z、現(xiàn)取f=0.52mm/z。②、選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《機(jī)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。③、確定切削速度和每齒進(jìn)給量f根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》所知，依據(jù)銑刀直徑d=6mm，銑削寬度a=12mm，耐用度T=60min時(shí)查取Vc＝98mm/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。④、校驗(yàn)機(jī)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=0.8kw，可知機(jī)床功率能滿足要求。2基本時(shí)間根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為：T基=0.25min輔助工時(shí)t=0.01min工序5切削用量及基本時(shí)間的確定本工序?yàn)殂@2*M4—7H的底孔和鉆φ10通孔1、切削用量刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，使用切削液①、確定進(jìn)給量f由于孔徑和深度都不是很大，宜采用手動(dòng)進(jìn)給，fz=0.02mm/r。②、選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。③、確定鉆削速度V根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得σ=670MPa的HT200的加工性為5類，進(jìn)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(shuō)明書(shū)選擇主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速.2、基本時(shí)間鉆φ10mm的通孔，基本時(shí)間為25s輔助工時(shí)t=10s鉆2xM4mm的通孔，基本時(shí)間為20s輔助工時(shí)t=10s工序6——7的切削用量及基本時(shí)間的確定本工序?yàn)楣タ譓5mm、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(jī)用絲錐。鉆床選用Z525臥式鉆床，使用切削液。對(duì)于M5mm：①、確定進(jìn)給量f由于孔徑和深度都不大，宜采用手動(dòng)進(jìn)給。②、選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。③、確定切削速度V根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》，=670MPa的HT200的加工性為5類，進(jìn)給量可取f=0.16mm/r,V=13m/min,n=1063r/min,根據(jù)Z525臥式鉆床說(shuō)明書(shū)選擇主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速。2、基本時(shí)間攻φ5mm螺紋孔,攻絲,基本時(shí)間為45s.輔助工時(shí)大約為t=45s3、基本時(shí)間攻φ4mm螺紋孔，攻絲，基本時(shí)間為40s輔助工時(shí)大約為t=40s三1.3夾具設(shè)計(jì)1.3.1）制定設(shè)定方案本夾具是工序鉆4-φ8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(dòng)生產(chǎn)強(qiáng)度1.3.2）確定定位方法，選擇定位元件?？紤]到微電機(jī)殼為薄壁件，且批量生產(chǎn)，故在定位上符合“六點(diǎn)定位原則”的基礎(chǔ)上。力求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。為了使夾緊裝置滿足鉆孔要求，故采用手動(dòng)壓板，壓緊內(nèi)圓凸臺(tái)表面，滿足夾緊力的方向與切削力F，工件的重力G