微电机壳说明书

1、机械制造工艺学课程设计说明书 学 校：武汉职业技术学院 专 业：机械制造与自动化 班 级：机制09304 设计人员：黄 翔 指导教师： 完成日期：2012-1-10设计题目 “微电机壳”设计计算说明书（生产纲领40000件） 设计内容：（1）产品零件图 （2）产品毛坯图 1张；（3）机械加工工艺过程卡片 1套；（4）机械加工工序卡片 1套；（5）课程设计说明书 1份； 目录序言.4一、零件的分析.5 （一）零件的作用5（二） 计算生产纲领，确定生产类型.7（三）零件的工艺分析7二、工艺规程设计.8（一）确定毛坯的制造形式.8（二） 基面的选择.8（三）制定工艺路线.9（四） 机械加工余量、工序

2、尺寸及毛坯尺寸的确定17（五）确定切削用量及基本工时.12三、夹具设计.17（一）制定相应的方案.17（二）工件加工精度分析.17四、课程设计心得体会 20五、参考文献.21附图1：零件二维图样. 5序言机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学课程后，综合运用以前所学有关机械专业知识，进行零件加工工艺过程设计。其目的在于巩固、加深扩展机械制造技术及其他有关先修课程的理论知识，把理论知识和生产实践相结合，能够独立分析问题、解决问题，以及初步具备中等复杂程度零件工艺规程的能力。本设计包括两个部分内容：第一部分为生产纲领、生产类型、工艺性分析和零件图的审查。第二部分为毛坯的选择，根据图纸具体地

3、阐明了毛坯选择类型以及尺寸。零件加工工艺规程设计是设计的核心部分，具体地列出了设计思路以及整个零件加工工艺过程。它包括定位基准的选择、确定表面的加工方法、确定机械加工余量、工序尺寸及公差、机床设备及工艺设备的选择、确定切削用量与基本工时。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加社会工作打下一个良好的基础。设计从还存在许多的不足，恳请老师批评指正。一、零件的分析（一）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，使转子能够平稳转动。零件的两端各有均布

4、3xM57H螺纹孔，用以安装和固定端盖。距离圆心往下65（-0.4-0.1）mm有支撑厚度为8mm，长度为100mm,从零件端面各缩进5mm的底座,有四个8鍯孔12m均布用以固定电机。零件114mm内圆有6块宽为12mm，高为6mm的肋板均布。（二） 计算生产纲领，确定生产类型所给任务的零件是微电机壳的设计，是机器中的零件。假定该机器年产量为4000台，且每台机器上仅有一件，若取其备品为5%，机械加工废品为1%，则该零件的年生产纲领为N=Qm(1+5%+1%)=4000(1+5%+1%)=4240件/年 由上式可知，该零件的年产量为4240件，由零件的特征可知，它属于机体小零件，因此可以确定其

5、生产类型为单件大批量生产。（三）零件的工艺分析微电机壳共有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个8mm鍯孔12mm，其中孔中心与零件中心线尺寸为 50+/-0.085mm,孔的中心度为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3xM57H螺纹孔深度为12mm，并与肋板界线圆中心度为0.4，分别以端面和肋板面为基准。端面的粗糙度为12.5。3、在102 -0.05

6、1+0.036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，47mm中2xM47H和10mm的通孔。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、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。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

7、形，保证零件工作的可靠性。由于零件产量为4000件左右，达到大批量生产，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。（二）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122

8、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x,y中四个自由度，再利用专用的夹具夹持外圆用以消除z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。（三）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XA6132卧式铣床配以专用夹具，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。 1、工艺路线方案一：工序1：铣零件底座底面尺寸为30mmX

9、100mm，并铣两个底面内侧6x2mm的阶梯面。工序2：铣零件122（-0.63 0）mm两端面工序3：铣零件内圆中的6个肋板表面工序4：4次钻底座上的孔8mm，鍯沉头孔12mm工序5：2次钻M47H的螺纹通孔，钻10mm的通孔工序6：6次攻两端面111上的M5-7H的螺纹孔，深度为12mm工序7：冲箭头工序8：终检2、工艺路线方案二：工序1：铣零件122（-0.63 0）mm两端面圆工序2：6次攻两端面111上的M5-7H的螺纹孔，深度为12mm工序3：铣零件内圆中的6个肋板表面工序4：铣零件底座底面尺寸为24mmX 80mm工序5：4次钻底座上的孔8mm，鍯沉头孔12mm工序6：2次钻M4

10、7H的螺纹通孔，钻10mm的通孔工序7：冲箭头工序8：终检3、工艺方案的比较和分析上述两个工艺方案的特点在与：方案一是先加工底座的底面，然后以此为基面加工零件的两个端面；而方案二则与其相反，先加工零件122（-0.63 0）两端面圆，然后再以此端面为基准加工底座的底面。经比较可见，先加工底座底面再加工两个端面和钻表面上的通孔，这时的位置较易保证，并且定位及装夹都比较方便。但方案二的装夹次数比较少。故决定将两个方案合理结合，具体工艺过程和加工路线确定如下：工序1：铣零件底座底面尺寸为30mmX 100mm，并铣两个底面内 侧 6x100mm，厚度为2mm的阶梯面。 选用XA6132卧式铣床和专用

11、夹具。工序2：4次钻底座上的孔8mm，鍯沉头孔12mm 选用Z535立式钻床和专用夹具。工序3： 车零件122（-0.63 0）mm两端面圆 选用CA6140车床和专用夹具。工序4：铣零件内圆中的6个肋板表面 选用XA6132卧式铣床和专用夹具。工序5：钻M47H中底孔和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（四） 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HT200，硬度

12、为170-241HBS，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、工序尺寸及毛坯尺寸：1、底座底面（30mmX 80mm）考虑其厚度为8mm，与其连接外圆122（-0.63 0）mm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8mm鍯12mm（底座）毛坯为实心，不冲孔。4个孔精度要求介于IT10IT11之间，以

13、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： 7.8mm 钻孔： 8 mm 2Z=0.2mm镗鍯孔： 11mm 2Z=3mm扩鍯孔： 12 mm 2Z=1mm3、两个端面圆（114-0.22 0mm- 122（-0.63 0）mm） 要求表面粗糙度为12.5，外壳长度为114-0.22 0mm，则可以采用粗加工。参照相关手册确定122（-0.63 0）mm外壳毛坯长度为119mm，以及加工余量分配：粗铣两个端面： 115mm 2Z=4mm半精铣端面： 114-0.22 0mm4、内圆中6个肋板表面（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

14、，肋板表面界线圆尺寸为 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：铣肋板了两个侧面和倒圆：12mm 2Z=2mm粗铣肋板表面： 6.4mm 2Z=1.6mm半精铣肋板表面： 6mm 2Z=0.4mm5、螺纹孔 (65mm、9mm、47mm -2*M47H) 攻螺纹孔：3.9mm 通孔攻螺纹孔：4mm 2Z=0.1mm 通孔通孔（65mm、9mm、11mm -10mm）钻孔：9.8mm 通孔钻孔：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，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工

15、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。（五）确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量、进给量f和切削速度V。确定顺序应该是先尽可能选取大的背吃刀量，然后尽可能选取大的进给量，最后再确定切削速度。工序1切削用量及基本时间的确定1切削用量 本工序铣底座的两个阶梯面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=6mm，齿数z=8。已知铣削宽度b=6mm，铣削深度2mm故机床选用XA6132卧式铣床。（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=0.200.30mm/z，现取fz

16、=0.20mm/z。（2）选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础查得铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=120min。（3）确定切削速度和每齿进给量 根据切削用量简明手册所知，Vc=(Cr/Tmapxvfyv)Kv依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据XA613型立式铣床主轴转速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。（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 = 2.5kw，P =0.8 kw，P =7.5P = PP P =7.50.8=6P = 2.5kw可知机床

17、功率能满足要求。2基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： T基=(l+y+ /nf)i=0.2min 辅助工时 t =0.2min t =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8mm孔并锪沉头孔12mm，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=0.02mm/r。、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=50min。、确定钻削速度V 根据切削用量简明手册查得=670MPa的HT200的加工性为5类，进给量f=0.20mm/r，主轴转

18、速 V=17m/min，n=1082r/min。根据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速.2 、基本时间钻8mm的通孔，基本时间为25s 辅助工时 t=10s锪沉头孔4x8mm孔，基本时间为50s 辅助工时 t=15s工序3：切削用量及基本时间的确定1、切削用量的确定 本工序为车122mm的端面。所选刀具为后角0120，45度车刀，选用CA6140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：ap= =(2/33/4)Z 其中Z为单边加工余量。因此可知ap =0.7Z。 即：ap =0.7x4=2.8.2、进给量f 进给量f的选择主要受刀杆、刀片

19、、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/Tmapxvfyv)Kv公式中的系数查表可得: Cr=235, n=0.20 , Xv=0.15 ,Yv=0.45, Kv=1则计算得：端面加工Vc=42m/min主轴转速 n=189.5r/min3 、基本时间 粗车114mm端面Tj1=0.2min 辅助工时 t=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铣宽为12 mm的内圆肋板面。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径d=6mm，z=10，已知铣

20、削宽度a =12mm故机床选用XA6132卧式铣床。、确定每齿进给量f 根据机械制造技术基础，用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f =0.520.10mm/z、现取f =0.52mm/z。、选择铣刀磨损标准及耐用度 根据机械制造技术基础，查得用铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.20mm，耐用度T=60min。、确定切削速度和每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，依据铣刀直径d=6mm，铣削宽度a =12mm，耐用度T=60min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc =475mm

21、/s。、校验机床功率 据资料可知，切削功率的修正系数 k =1，则P = 2.8kw，P =0.8 kw，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铣刀铣面基本时间为： T基本=0.25min 辅助工时 t =0.10min工序5切削用量及基本时间的确定 本工序为钻2M47H的底孔和钻10通孔1、切削用量 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=0.02mm/r。、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=50min。、确定钻削速度V 根据切削用量简明手册查得=67

22、0MPa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/min。根据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速.2 、基本时间钻10mm的通孔，基本时间为25s 辅助工时 t=10s钻2xM4mm的通孔，基本时间为20s 辅助工时 t=10s工序6-7的切削用量及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d1=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

23、，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。、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5mm螺纹孔,攻丝,基本时间为45s.辅助工时大约为 t=45s3、 基本时间攻4mm螺纹孔，攻丝，基本时间为40s 辅助工时大约为 t=40s三、夹具设计（精镗设计102）（一）、制定相应的方案（1） 定位方案 因为102孔的轴线的基准为底面，采用底面定位可以减少基准不重合带来的误差根据一面两孔的定位原则。采用地垫上

24、的4*8两对角孔作为定位孔，此定位方式限制工件6个自由度。（2） 导向方案 采用单支撑引导，即在镗刀后面安装镗套来引导。（3） 夹紧方案 为了加快装罐工件，采用液压夹紧机构。如图（1）（4） 夹具体、采用连接夹具体（5） 总图上尺寸和技术要求（a）最大轮廓尺寸 S =200*300*200（b）影响工件定位精度的尺寸，公差S 两定位销与工作的配合尺寸8g6、8h7（c）影响导向精度尺寸公差、镗套的导向精度尺寸公差ST：90F7（d）影响夹具精度的尺寸、公差ST底4*800孔 镗套的轴线距离50*0.085，C面的平面度 0.05（二）、工件的加工精度分析本工序的加工要求是相当于C面（底面）的平

25、行度是0.1和尺寸65-0.4-0.1对于9级粗糙度为3.2的表面，半精镗可以保证。（1）定位误差D工件的定位孔位8H7（-0.150）mm圆柱销为8g6（-0.14-0.05）mm在65-0.4-0.1上的误差为0.05mm，在平行度0.1要求为0.05mm（2） 对于误差T镗套导向尺寸为90G7(+0.012+0.47)镗杆的90g5（-0.027-0.012）镗套长L=90*1.7=153mm其在平行度上的误差为：T1=114tan=114*0.047153=0.055 其在65-0.4-0.1上的误差为T2=0.047+0.027=0.074（3） 安装误差AA=0（4） 夹具误差夹具的垂直误差T=10对于平行度上的误差为114*sin10=114*cos160=0.033对于65-0.4-0.1上的误差为0（5） 加工方法加工方法误差对于孔距65-0.4-0.1为=0.4-0.13=0.1对于平行度0.1 G=0.13=0.033由下表：该夹具不仅可以保证加工要求，还有一定的精度储备误差名称加工要求平行度孔距65-0.4-0.1D0.050.05A0.0550.074T0.0330J0.0330.1G0.088 夹具设计本夹具设计是用于半精镗102f9，并保证平行度0.1和轴线与底面的距离65-0.4-0.1由于零