毕业设计微电机壳的机械加工工艺规程编制和专用夹具设计

1、毕业设计课题X微电机壳的机械加工I艺规程编制和专用夹具设计设计题目:微电机亮的机械加工工艺规程编制和专用夹具设计 生产纲领：中批或大批量生产 设计内容：1、绘制零件图1张2、绘制零件毛坯图张3、编制机械加工工艺过程卡片份。4、机械加工工序卡设计。5、专用夹具设计图1套6z设计说明书一份2目录1.1零件的分析11.1.1零件的作用11.1.2零件的工艺分析 11.2工艺规程的设计 21.2.1确定毛坯的制造形式 21.2.2基面的选择 21.2.3制造工艺路线 31.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定 31.2.5切削用量确定及基本工时 31.3夹具的设计 41.3.1制定设计方案 41.

2、3.2确定定位方法、选定位元件 4.3.3确定夹紧方案、设计夹紧结构5134定位误差分析51.4结论61.5参毂献73摘要“机械制造工艺是一门机械类专业的主干专业课程,它涉及面广,实践性强,综合性强灵活性大。此课程的毕业设计是重要的实践性教学环节和总结环节，不仅可以帮助牢固掌握知识咅养综合知识的能力，而且有利于将知识转化为技术能力，为我们即将走向的就业岗位做好准备。生产中的实际问题往往是干差万别的,生产的产品不同，批量不同，现场生产条件不同,其制造方法也不一样.微电机壳是设计的薄壁件,其构造为底座U!个通孔、内表面六个凸台和断面上六个螺纹孔，便于零件上的安装。其作用是为转子和定 子起保护作用，

3、用途广泛。就个人而言,在对微电机壳的设计过程中,有定位基准的选择确定加工各表面所需工时，每到工序所选机床的切削速度、进给量以 及刀具的选则都是事关重要的，尤其夹具的定位夹紧在每到工序上都 有不同的要求。通过这些设计，锻炼自己分析问题、解决问题的能力, 便于以后的设计,打下良好的基础。通过设计,微电机壳在工业发展趋势有良好势头。在以后进工 厂工作过程中，能对微电机壳的结构和安装上有较深刻的认识。由于能力有限,设计中有许多不足之处,希望老师给予批评与 指导。一.零件的工艺分析1.1.1零件的作用题目给定的零件是微电机壳，是圆环形厚度为4mm。其作用，一是 支撑和固定电机，二是固定电机转子，使转子能

4、够平稳转动。零件的 两端各有均布3xM5-7H螺纹孔，用以安装和固定端盖。距离圆心往 F 65-0. 1/-0. 4mm有支撑厚度为8mm,长度为100mm,从零件端面各缩 进5nmi的底座，有四个“ 8銘孔4)12m均布用以固定电机。零件4)114mm 内圆有6块宽为12mm,高为6mm的肋板均布。在机座顶端有2*M4-7H和e 10的通孔用作油孔和吊环孔。1.1.2零件的工艺分析电机壳共有3组加工表面，它们有一定的位置要求。现分述如下：1、以厚度为8mm的底座底面和上表面这一组加工表面包括：两个底面尺寸为30x100mm,粗糙度为3. 2, 平行度为0. 05,还有以底面为基准在平面上的4

5、个G8mm銘孔4)12mm, 其中孔中心与零件中心线尺寸为50+/-0. 085mm,孔的中心度为4) 0.6mm最大要求。还有底座与零件连接的倒圆角为5mm。2、* 114mm孔为中心的加工两端表面这一组加工表面包括：两端3xM5-7H螺纹孔深度为12mm,并与 肋板界线圆中心度为巾0.4,分别以端面和肋板面为基准。端面的粗 糙度为12. 5o3、在4)102 .os；0036肋板界线圆中的各个肋板表面这一组加工表面包括：圆心与底座底面的平行度为0.1,肋板表 面的粗糙度为3. 2,内圆与肋板的倒圆为2mm。其中，主要加工 12mmX6mm的均布肋板。还要加工尺寸为9mm, 11mm, 47

6、mm中2xM4 7H和4)10mm的通孔。4)10mm孔的粗糙度为12. 5。由以上分析可知，对于这几组加工表面而言，可以先加工底座的 两个表面，然后借助于专用夹具加工另外的几个表面，并且保证它们 之间的位置精度要求。二，毛坯的制造方式零件材料为HT20-40o考虑到电机在运行中是高速运行的，产生 热量，零件在工作过程中经常承受高温及交变载荷，因此应该选用铸 造，以使材料不易变形，保证零件工作的可靠性。由于零件大批量生 产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型铸造。这对于提高生产 率，保证价格质量也是有利的三、工艺规程设计(1)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正

7、确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工 艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。1、粗基准的选择对于一般的腔类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按 照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加 工表面做粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与价格表面 要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准)，现选取外圆e 122 的不加工外轮廓表面为粗基准，利用一组短V形块支承这个外轮廓作 为主要定位面，以消除,y,z中四个自由度，再利用专用的夹具夹持 外圆用以消除x轴中的两个自由度，达到完全定位。2、精基准的选择精基准的选择主要应该考虑

8、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。(2)制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及 位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量 生产的条件下，可以采用C6130卧式车床和XA6132卧式铳床配以专 用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应考虑经济 效果，以便降低生产成本。工序1：铳零件底座底面尺寸为30mmX 100mm,并铳两个底面内侧6x100mm,厚度为2mm的阶梯面。选用立式铳床和专用夹具。工序2： 4次钻底座上的孔G8nmi,總沉头孔4)12mm立式钻床和专用夹具。工序3：车零件4)122 -0.

9、63 mm两端面圆选用CA6130车工序4：铳零件内圆中的6个肋板表面选用XA6132卧式铳床和专用夹具。工序5：钻M47H中底孔和4)10mm的通孔选用Z535立式钻 床和专用夹具。工序6： 2次攻M47H的螺纹通孔选用Z535立式钻床和专用夹具。工序7： 6次攻两端面4)111mm上的M5-7H的螺纹孔，深度为12 mm选用Z535立式钻床和专用夹具。工序8：冲箭头工序9：终检(IV)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“微电机壳”零件材料为HT20-40,硬度为17(f241HBS,生产类 型为大批量生产，可采用砂型铸造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工 余量、

10、工序尺寸及毛坯尺寸：1、底座底面(30mmX 100mm)考虑其厚度为8mm,与其连接外圆“ 1220.03mm的连接处为倒圆5mm,为了简化加工余量，现直接铸造两侧底座的尺寸为32X102mm, 厚度为10mm,底面30X100和其中尺寸为6X100mm,高为2mm的阶梯 面为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为3. 2,只要求粗加工，此时 尺寸加工余量2Z=2mm已能满足加工要求。2、4个孔G 8mm總4)12mm (底座)毛坯为实心，不冲孔。4个孔精度要求介于ITIOITU之间，以 零件的轴线来定位。参考相关书籍和手册可以确定工序尺寸及余量 为：钻孔:4)7. 8mm9钻孔： 4）8 mm2

11、Z=0. 2mm镯銘孔：11mm2Z=3mm扩銘孔：12 mm2Z=lmm3、两个端面圆122 0.63如）要求表面粗糙度为12.5,外壳长度为U422mm,则可以采用粗加 工。参照相关手册确定122mm-0.63外壳毛坯长度为119mm,以及加工 余量分配：粗车两个端面：115mm2Z二4mm半精车端面：114 !O22 mm4内圆中6个肋板表面（4）102mm）要求内圆心轴线与底面的平行度为0. 1,肋板表面粗糙度为3. 2, 肋板表面界线圆尺寸为102f9,肋板与内圆连接的倒圆为2mm。参照 相关的工艺手册确定肋板的毛坯尺寸为宽14mmX长114mm,厚度为8mm 和加工余量分配：铳肋板

12、了两个侧面和倒圆：12mm2Z=2mm粗铳肋板表面：6.4mm2Z=1. 6mm半精铳肋板表面：6mm2Z=0. 4mm5、螺纹孔(9mm、47mm2*M47H)通孔攻螺纹孔：*3. 9mm攻螺纹孔：G4mm 2Z=0. 1mm通孔通孑L (20mmeiOmm)通孔钻孔：G9. 8mmio钻孔：eiOmm2Z=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 规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最 大及最小之分。由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因 此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。（V）确定切削用量及基本

13、时间切削用量包括背吃刀量、进给量f和切削速度V 。确定顺序应该是，再确定 。工序1切削用量及基本时间的确定1切削用量本工序铳底座的两个阶梯面，所选刀具为高速钢圆柱铳刀其直径 为d=6mm,齿数z二8。已知铳削宽度b=6mm,铳削深度2mm故机床选 用立式铳床。1. 确定每次进给量根据机械制造技术基础查得每齿进给fz=O. 200.30nmi/z,现取 fz=O. 20mm/zo2. 选择铳刀磨钝标准及耐用度根据机械制造技术基础查得铳刀刀齿后刀面的最大磨损量为0. 8mm,耐用度 T=120mino3. 确定切削速度和每齿进给量根据切削用量简明手册所知，依据上述参数，查取Vc = 85mm/s,

14、 n=425r/min, Vf=438mm/so根据型立式铳床主轴转速表查取，nc=250r/min, VfC=400mm/so 则实际切削：4. 校验机床功率根据资料所知，根据以上参数可知切削功率的修正系数k =1,则 P 二 2. 5kw, P =0. 8 kw, P =7. 5P = PXPP =7.5X0. 8=6P = 2. 5kw可知机床功率能满足要求。2基本时间根据资料所知高速钢圆柱铳刀铳面基本时间为：T二(i+y+/nf)i=0. 2min辅助工时 t二0.加int二0. 15min工序2的切削用量及基本时间的确定1、切削用量本工序为钻底座G 8mm孔并總沉头孔4)12mm,刀

15、具选用高速钢复 合钻头，使用切削液 、确定进给量f由于孔径和深度都不是很大，宜采用手动进给，fz二0.02mm/c 、选择钻头磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册查得，钻头后刀面最大磨损量为0. 8mm, 耐用度T=50mino 、确定钻削速度V根据切削用量简明手册查得。二670MP&的HT200的加工性为 5 类，进给量 f=0. 20mm/r,主轴转速 V=17m/min, n=1082r/mino 根 据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速.2、基本时间钻4)8mm的通孔，基本时间为25s辅助工时t二10s總沉头孔4x4)8mm孔，基本时间为50s辅助工时t二15s工序3：切削用量及基

16、本时间的确定1、切削用量的确定本工序为车4)122mm的端面。所选刀具为后角 =120 , 45度 车刀，选用CA6130车床。a:粗加工切削用量的确定背吃刀量根据加工余量确定。由资料可知端面加工时一般可取： 二(2/3、3/4)Z其中Z为单边加工余量。因此可知二0. 7Z。即：0. 7x42. 8.2、进给量f 进给量f的选择主要受刀杆、刀片、工件及机床进 给机构等的强度、刚性的限制。实际生产中由查表确定。查表得：f= 0. 4mm。切削速度 车削端面时：刀量确定后由公式可就算得切削速度。计算公式为：Vc=(Cr/rapf) xKv公式中的系数查表可得:则计算得：端面加工=42m/min主轴

17、转速n=189. 5r/min3、基本时间粗车4)114mm端面Tjl二辅助工时t二0. 15min工序4：切削用量及基本时间的确定1切削用量的确定本工序为铳宽为12mm的内圆肋板面。所选刀具为切槽铳刀，铳 刀直径d二6mm, z=10,已知铳削宽度a =12mm故机床选用XA6132卧 式铳床。 、确定每齿进给量f根据机械制造技术基础，用切槽铳刀加工铸铁，查得每齿进给 量 f =0. 520. 10mm/z、现取 f 二0. 52mm/z。 、选择铳刀磨损标准及耐用度根据机械制造技术基础，查得用铳刀加工铸铁，铳刀刀齿后刀 面的最大磨损量为0. 20mm,耐用度T二60min。 、确定切削速度

18、和每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，依据铳刀直径d二6mm,铳削宽 度 a =12mm ,耐用度 T=60min 时查取 Vc = 98mm/s , n=439r/min, Vf=490mm/so根据XA6132型立式铳床主轴转速表查取，nc=300r/min, Vfc =475mm/so 、校验机床功率据资料可知，切削功率的修正系数二1,则P = 2. 8kw, P =0.8kw,可知机床功率能满足要求。2基本时间根据资料所知高速钢圆柱铳刀铳面基本时间为：T 基二0. 25min辅助工时t二0. Olmin工序5切削用量及基本时间的确定本工序为钻2*M47H的底孔和钻G 10通孔1、切削

19、用量刀具选用高速钢复合钻头，使用切削液 、确定进给量f由于孔径和深度都不是很大，宜采用手动进给，fz二0.02mm/c 、选择钻头磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册查得，钻头后刀面最大磨损量为0. 8mm, 耐用度T=50mino 、确定钻削速度V根据切削用量简明手册查得。二670MP&的HT200的加工性为 5 类,进给量 f=0. 20mm/r,主轴转速 V=17m/min, n=1082r/mino 根 据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速.2、基本时间钻eiOmm的通孔，基本时间为25s辅助工时t二10s钻2xM4mm的通孔，基本时间为20s辅助工时t二10s工序67的切削用量及

20、基本时间的确定本工序为攻孔M5mm、M4mm螺纹。1切削用量刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径dl=4mm. d2=3mm,以及机用丝锥。钻床选用Z525卧式钻床，使用切削液。对于M5mm： 、确定进给量f由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 、选择钻头磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册，钻头后到面最大磨损量为0.6mm, 耐用度T=20mino 、确定切削速度V根据切削用量简明手册，=670MPa的HT200的加工性为5 类,进给量可取 f=0. 16mm/r, V=13m/min, n=1063r/min,根据 Z525 卧 式钻床说明书选择主轴实际转速。2、基本时间攻G 5mm螺纹孔，攻丝

21、，基本时间为45s.辅助工时大约为t二45s3、基本时间攻4）4mm螺纹孔，攻丝，基本时间为40s辅助工时大约为t二40s三1.3夹具设计1.3. 1）制定设定方案本夹具是工序钻4-4）8孑L,由于孔有位置精度要求，故在保证精度要求外，提高生产效率，降低劳动生产强度1.3.2）确定定位方法，选择定位元件。考虑到微电机壳为薄壁件，且批量生产，故在定位上符合“六点定位原则”的基础上。力求结构设计简单，便于生产化，故选标准件V形块和1定位销及支承钉。1.3.3）确定夹紧方式，设计夹紧机构。为了使夹紧装置满足钻孔要求，故采用手动压板，压紧内圆凸台表面，满足夹紧力的方向与切削力F,工件的重力G的方向重合，使夹紧力为最小1.3.4）定位误差分析：由V形块和定位销及支承钉定位，由于定位基准和工序基准不重 合，故存在基准不重合误差，则AB为： B=0. 63mm本夹具设计中设定的定位元件正好限制六个自由度，属完全定位 且定位元件的定位基准在加工尺寸方向上