上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 1 目 录 摘 要 5 6 1 概述 7 1 1 课题的背景及意义 8 1 2 相关技术的国内外动态 9 1 2 1 机械制造工艺的国内外发展现状 9 1 2 2 夹具设计的国内外发展现状 9 1 3 课题主要内容 10 1 4 课题主要技术要求 11 2 零件成组分类 11 2 1 成组分类的方法 11 2 1 1 视检法 11 2 1 2 生产流程分析法 11 2 1 3 编码分类法 11 2 2 零件成组分类 12 3 所选 零件加工工艺设计 12 3 1 零件分析 12 3 2 工艺方案的确定 13 3 2 1 工艺方案一 13 3 2 2 工艺方案二 15 3 2 3 方案论证 17 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 2 3 3 工装及设备的选用 18 3 4 确定毛坯的加工余量 18 3 5 确定各工序的切削参数及工时定额 18 3 5 1 车端面 18 3 5 2 镗止口的切削参数及工时计算 19 3 5 3 铣端面 19 3 5 4 锪 10 沉孔的切削参数及工时计算 20 3 5 5 钻 孔的切削参数及工时计算 21 3 5 6 攻螺纹 切削参数及工时计算 21 3 5 7 镗 30(0/的切削参数及工时计算 21 3 5 8 镗 42(的切削参数及工时计算 22 3 5 9 铣槽的切削参数及工时计算 23 3 5 10 铣端面 D 的切削参数及工时计算 23 3 5 11 铣端面 E 的 切削参数及工时计算 24 3 5 12 锪 12 沉孔的切削参数及工时计算 25 3 5 13 钻 6 底孔的切削参数及工时计算 25 4 回转夹具 设计 26 4 1 确定总体方案 26 4 2 确定定位方案和夹紧方案 26 4 2 1 定位方案的确定 26 4 2 2 夹紧方案的确 定 27 4 3 定位元件选择并定位误差分析 28 4 3 1 定位元件的设计及其定位误差计算 28 4 4 夹具总图设计 28 4 4 1 夹具总图上应标注的主要尺寸 28 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 3 4 4 2 主要技术要求 29 4 5 绘制夹具图 30 5 结论 30 6 译文 32 参考文献 33 附录 44 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 4 摘 要 本 毕业 设计是 有 关于电机 外 壳零件加工工艺 制定 和 工装回转 夹具的设计，以 讲述设计方法为 目的 ，着重 能 力，力 求 做到内容完整、 资料 详实 。 本 篇 论文 包括：对电机外壳零件加工 工艺 制定 的基本要求、 对所选择零件工艺制定的 内容方 法 及 步骤 。 机械结构 的 余量 大小是很关键的一点 ， 它 不 但会影响到被加工零件的毛坯尺寸， 同时甚至还会 影响 到原材料的损耗程度、 工装 设备 的 选用、加工所需工时的长短和 切削用量的 选取 。 由此可见，精确的 确定 所采取 加工 的 余量， 能够在一定程度上节省原 材料， 并 降低 加工 刀具 的消耗 ， 缩短加工时间 ， 使得零件加工的 制造成本 能尽可能减少 ， 这在确保 零件加工质量 的基础上起着非常关键 的 因素 。 . 全文共 分为 三个 部分。首先， 对零件 进行了 分析， 按照 零件图的加工 需求 ，确定了 毛坯的制造方式和毛坯的尺寸。其次 ， 是 对于 基准面的选择，确定粗基准和精基准的选择 ， 按 照 选择好的 合适 基准 确定 工艺路线， 制定出能够 使 得 零件的位置精度 、 几何形状 以及 尺寸精度 达 到要求的工序。 最终，按照所采取 的工艺路线 选用合适的工装设备、刀具 ，并设计出合理的回转 夹具。 关键词： 工艺制定 、夹具 设计、电动机壳体 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 5 of as on to to of of is of of of to a is of to of is it of in in it a to it of on of a 海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 6 电动机壳体工艺制定及夹具设计 作者 班级 1 概述 在我国现代的经济体系中，制造业显然是一个非常重要的工业部门，在使中国工业技术和物质技术发展更好的根蒂中，起着很关键的作用。在制造业中，所生产出的产物以及所提供的服务是和一个国家的繁华经济与国情实力息息相关的。所以在每一个国家中，制造业都受到很大的注重，发展制造业也是许多工业化国家的主要任务，而制造也被列为保证国家经济发展更好的一个焦点。此次，我的毕业设计课题内容 就是电动机壳体工艺制定及其专用夹具的设计。 有关调研信息表示，能被常用的产品产量增加幅度最大，别的专用机电产品产量也有些许增加。比如，变频电机、振动电机、潜水潜油电机、振动筛电机、交流伺服电动机、电梯电机、注塑机电动机、永磁同步电机等。新产品的开发也取得了不小的业绩。“十五”时期推出的“以冷代热” 列三相异步电动机，在 2002 年 4月的时候取得了专利，进入了全国推广阶段。此外，在关键的派生系列中，所选用的冷轧硅钢片也在推陈出新的过程中。比如， 压电动机系列、高效电机系列、低压大功率电动机系列、低噪 声低振动电机系列等。 因为国家经济的发展快速，中小型机电产品的产量比原先 十五”期间所建议的计划有明显幅度的增长。 使人欣喜的远远不止产量增幅之大这一点。在制造业中，中小型电机企业的规整显然已经开始。现今，国内的电机厂商有将近两千家，虽然工厂的数目很巨大，但在这两千家中，有许多都是小型的厂商。相关人士提出，因为厂商多、产量客观，在市场上造成了相互压低价格的角逐形式。但也有影响电机厂商成长的因素，主要在于：产品的质量乱七八糟、因厂商众多，价格被互相压低、企业的获益较低。 由于在制造行业中的角逐 不停的加重，电动机制造也是竞争非常之大。大型电动机的制造厂商间的合并与垄断操作的情况也是一而再再而三地产生。不论是中国还是国外，许多杰出的电机制造厂商，都对这个行业市场的钻研越来越器重。也正是因为这样，许许多多的国内外杰出的电动机品牌快速地发展，渐渐成为了制造业当中的翘上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 7 楚。 电动机属于需要密集劳动性的产物，若无法到达相对的大产量，获益是很低的。在我国，从事电动机生产行业的人数大约有三十万，然而， 2003 年的电机业所达到的收益只有 。根据调查，纵然有少许收益不错的厂商，净收益仍然不足百分之五。与此同时， 因为许多小型厂商的工艺过程中有不当操作，此行业中还有相当多的产品是劣质的，无法达到标准质量要求。据了解，国内生产电机的工厂在生产过程中的质量不合格产品及亏损大约在 10%，但在制造业发展水平较高的国家，这一数据仅仅只有 最近这些年，有许多生产规模大、技术水准高、产物质量好的企业企业出现在国内的机电行业中，这些企业都拥有先进的技术和良好的设备。然而，尚未有企业的生产数目可以在机电市场上起到主导位置。小型的企业则没有能力与实力建设成拥有巨大影响力的国际性品牌。在今后的机电行业发展过程中，企业仍需要重新整 合，淘汰小型企业，着力于发展具有实力的大企业。有关人士表示，固然机电业是传统行业，但是几乎在所有的领域中，只要有机械产品，电机就是必不可少的。并且有些大型的生产电机的工厂所占位置佳，若被收购后，相信一定能给拥有者带去很高的获益。 基于上述情况，此次毕业设计内容是电动机壳体的工艺制定及夹具设计。 现今，对产品的工艺制定是人们的焦点所在，通常选取普遍的制定方案，此方案是按照人工的方式来设计企业自制基本零件的工艺过程。简单来说，就是有一张产品的图纸就要有一份对应的工艺过程，此种工艺被称作单独工艺。但是当今 市场客户对产品的需求是多品种小批量，因此这样的工艺设计会带来问题。于是，我们决定在成组分类的基础上，完成工艺制定。成组工艺和典型工艺是两种较主要的工艺设计标准化。以功能相同的同类型零件为对象，使同种零件型的工艺过程变得典型，能得出拥有相同工序顺序及内容的工艺，被称作典型工艺。然而成组工艺则不需要零件的功能结构相同，只需是许多零件在某一道工序能在同一个设备上，用同种工艺方法进行生产。 题背景及意义 本次的壳体内容是电动机壳体工艺制定及夹具设计 。通过查阅相关资料，我了解到电机壳体 的 应用较为广泛，其加工 工艺及夹具设计是否合理对零部件的质量、生产成本影响很大。为了能准确而高效的完成相应零件的加工，我们需要制定复杂的加工工艺规程来指导其生产过程。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 8 械制造工艺和夹具设计的发展现状 械制造工艺 的 国内外发展现状 诸如人工智能选择零件工艺规程技术、模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能的成熟发展，大家都逐渐试着运用这些技能来建立加工结果的模型、并用这些技术来模拟加工过程中的定量化精度、及所涉及的成本问题进行模拟。但这些前沿技术都是由制造业强国所引领的，目前我国制造业发展迅猛，但仅仅是制造大国 而非强国，许多领域还停留在相对落后的状态。当然我们也渐渐看到一些令人欣喜的转变，例如没随着制造业的发展与众多林林总总零件的需求一天天的增长，设备与工艺也尝试着向更高的地方提升。因此，厂商不得不在生产量不变的情况下探索更好的柔性与之配合。在满足柔性的前提下，也有许多其他的解决方法，例如：模块化、变量、重构，在线的兼容性等等 。 具设计 的 国内外 发展 现状 首先说一下国内在现代夹具的发展方向，主要有四个方面，分别是：柔性化、精密化、标准化和高效化。精密化指的是如今随着机器产品的精细程度越来越高，必定也将使 夹具的精度要求提高。精密化夹具的种类繁多，比方精度可以达到 多齿盘，定心精度可以达到 5 m 的三爪定心卡盘，三抓定心卡盘常被应用在对车削要求高的情况。标准化指的是夹具的标准化与通用化是彼此相关的。现今国内被广泛使用的夹具零部件的国家标准有： 2148其他常用夹具、组合夹具标准等。夹具的标准化有助于减少生产所需时间、提高大规模生产效率，减少生产所需成本。高效化夹具指的是通过此类夹具能减少加工工件所需的时间，以此来提高生产效率，并降低了生产工人的劳动强度。普遍的高效化夹具有：自动 化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等等。比如：电动虎钳装夹，此种夹具多数被应用于铣床上，通过此夹具，可使得效率提升五倍之多。还有高速三爪自定心卡盘，此类夹具大多被应用于车床，在某试验中，转速高达 9千 r/夹具仍然能牢牢地夹紧零件，使得切削速度提高。如今，在加工中心上有许多能够自动装夹加工零件的夹具和能够自动切换夹具的设备，充分发挥了数控机床的效率 。 从国外的夹具发展情况来看，状况如下：主要的夹具生产大国是美国、德国及俄国三国。现今，国际上的夹具厂商普遍都是中小型，许多专用夹具和可调整夹具仅仅只 接受自己国家或所处地方的采购。然而，通用性较强的组合夹具正渐渐成为国际交易市场中的一大类。目前尚缺乏对与产值有关的夹具和夹具量的国际交易统计数据，上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 9 但有一套被应用在加工中心的夹具在欧洲和美国市场，其中组合夹具中的大型零件价格特别高。我国的组合夹具技术是有一定上风的，这是因为我们国家历史的沉淀与生产资源的性价比之高。在我国加入 后，制造业逐渐走向国际化，随着电子商务平台一天天的壮大，相信这当中蕴含着巨大的商机，具有进一步扩大出口良好前景 。 根据全球各国的生产研究会所调查的数据，当前的少量品种的生产零件占所 有工件总数的 85%左右。现今，由于当代市场的需求，生产产物的品种被要求必须频繁地推陈出新，以此来顺应生产要求和商业竞争。但是，大部分的厂商仍然习惯选用大批专用夹具，而不是新的夹具，在一些拥有中等生产力的企业里，甚至会配备近千套乃至万套的专用夹具。此外，在一些生产产品种类繁多的工厂中，每经过 4、 5 年就需要更换 60%至 80%的专用夹具，但事实上，在使用过程中，夹具的损耗量仅仅在 10%至 20%。尤其是最近这些年，夹具的发展十分快速。因此，许多新的加工技术对夹具都有了新的要求： (1)在生产新产品的过程中，能快速且 简易地配备好，以此来减少生产所需时间，降低生产成本。 (2)能装夹一组具有相似性特征的工件 。 (3)能被 精密加工的高精度机床夹具 所使用。 (4)能 被 各种现代化制造技术的新型机床夹具 所使用。 (5)为了使工人的劳动强度减小并使劳动生产效率提升，采取以液压站之类为动力源的夹紧设备 。 (6)提高机床夹具的标准化程度。 题的主要内容 本课题的内容主要分为两部分： 题主要技术内容 电动机壳体的工艺制定所涉及的技术内容有：零件分析、工艺方案 确定、毛坯及设备的选用、确定各工序的切削参数及工时计算。 在本次设计夹具过程中，所涉及的技术内容包括：确定总体方案、零件分析（包括零件定位方案的确定及夹紧方案的确定）、定位元件的选择及定位误差分析计算、夹具装配总图设计（包括尺寸标注和技术要求）、绘制装配图（ ）。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 10 2 零件成组分类 组分类的方法 成组分类的方法主要有三种，分别是：视检法、生产流程分析法和编码分类法。 检法 又称目测法。该方法主要靠人的肉眼来观察图纸及零件的生产过程，依赖于人的操作经验和判断能力来对零件分类 成组。这种方法非常简单且易操作，在生产的零件品种并不多的情况下，可取得成功。但当零件种类和数量比较多的时候，由于人的观察能力和判断能力有所局限，往往容易出现偏差，难以得到满意的结果。据悉，当零件的数量高于 200 个，是很难获得完全成功的。 产流程分析法 生产流程分析主要包含工厂流程分析、车间流程分析和单元流程分析。其中，生产流程分析法主要指的是车间流程分析。此种方法是经过分析所有需要加工的零件的工艺路线，来区别出需要加工零件的工艺的类似性，进而分出零件组。这种方法只适合被应用在成组工艺上。生产流程 分析法是英国的博北汽（ 授首先提出并成功应用于成组工艺的实践过程中。 该方法是基于对该工厂正选用的零件工艺过程进行分析的基础上。此法只是设计到了零件的制造方法，而不需要琢磨零件结构材料等特性的相似性。其中主要方法有：重点机床法、聚类分析法（包括单链聚类分析，分类聚类分析，模糊聚类分析），等等。在这些方法中，关键机床法被用来区分零件族，通常照以下步骤来操作： (1)清算并修正设备清单、所有零件的工艺过程卡、所生产产品明细表等资料。 (2)求出基本零件族，包括形成机床使用表、选择关键设备（通常选择 最少能加工产品数量的机床为主要机床）、形成基本组。 (3)对于零件族和机床组的基本组合合并，这与操作人员的经验及判断能力有很大关系，存在一定的灵活性。 (4)检查机床负荷，进行机床负荷平衡。 生产流程分析既可以用手工方式进行，也可以用计算机操作。生产流程分析既可以用手工方式进行，也可以用计算机操作。计算机应用于生产过程的分析，起源于 1973年。目前，借助计算机只能执行上述步骤的 (1)、 (2)、 (4)，步骤 (3)仍然需要手工进行。 码分类法 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 11 此法是在零件被编码后，按照被编好的零件代码，根据相应标准进行 区分零件族。因为零件代码代表着零件的特征信息，所以拥有着相似代码的零件也同样具有某些相似的特指。按照一定的相似性准则，部分同种类似的代码可被合并成族。 零件分类编码能够在宏观上对零件进行描绘，并且不涉及到零件的细节，零件节类编码系统是对零件分类编码的重要使用工具。选用分类编码法来区分零件族时，最先需要思考的问题是，要怎样创建一个能够良好被应用于自身企业的分类编码系统。有两种方式：一是选择现有的系统；二是重新设计新的系统。 用分类编码法区分零件族的操作步骤有以下几步： (1)选择或研制零件的分类编码系统。 (2)进行零件 编码。 (3)按照一定的准则，根据零件代码划分零件族。 件成组分类 所谓的零件分类成族，是根据一定的相似性原则，将拥有许多品种的零件产品区分成一些拥有相似特性的零件族。一些具有相似特性的零件组合成了一个零件族。在将零件分类成族时，我们需要准确定好每组零件类似的程度，这点是非常关键的。如果对类似性的要求太高，会使零件组数过多，但每个组中的零件类别又很少的状况；相反，若是对每个组的零件类似性要求太低，会很难获得杰出的技术经济效益。 3 所选零件加工工艺设计 件分析 电机壳体是电机的基本零件之一。电机的 定子、转子和轴承不见靠电机壳体连接成一个整体，从而使这些部件保持正确的相对位置，能够一致的完成工作。电动机壳体的加工质量好坏直接影响着电动机的装置质量，从而影响到电动机在被使用的性能及使用年限。 本次所选取的零件如图 3.1(a)和图 3.1(b)所示。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 12 图 3.1(a) 零件图 图 3.1(b) 零件图 艺方案确定 按照本课题所用到的工件，制定出两套可行的工艺路线，现进行比较并挑选出一个最合适可行的方案。 艺方案一 以三角凸 车端面 C，再以端 面 文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 13 车端面 B,粗镗、精镗 150(+0.1)口；后以加工后的端面 B 和150(+0.1)口为精基准加工 ，侧面 D 和端面 E，钻、攻 6纹孔及镗 30(0/ 和 42(+ 工序：粗铣端面 C （ 1） 粗铣端面 C 至 尺寸 序：车端面 B,粗、精镗 150(+0.1)口 （ 1） 粗、半精车端面 寸为 20 2） 粗镗止口 至尺寸为 +） （ 3） 精 镗止口 至 尺寸为 150(+工序：铣 宽 （ 1）用 刀铣 宽 工序：锪 2)沉孔 （ 1）锪沉孔 至尺寸 10(+) 工序：钻、攻 6纹底孔 （ 1）钻 6孔 至尺寸为 5 2）攻 6纹孔 工序：精铣端面 C （ 1） 精铣端面 C 至 尺寸 为 工序：镗 30(0/ （ 1） 粗 镗 孔 至尺寸为 )面粗糙度 2）精镗孔 至尺寸 为 30(0/面粗糙度 序：镗 42(+ （ 1） 粗镗 至尺寸 为 面粗糙度 2） 精镗孔 尺寸 为 42(面粗糙度 序：铣侧面 D （ 1） 粗铣侧面 D 至尺寸 为 面粗糙度 2） 精铣端面 D 至尺寸 61 面粗糙度 序：钻、攻 2纹孔 （ 1） 钻 2孔 （ 2） 攻 纹孔 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 14 工序：铣侧面 E （ 1） 粗铣侧面 E 至尺寸为 46 2） 精 铣端面 E 至尺寸为 序：钻、攻 2纹孔 （ 1） 钻 2孔 （ 2） 攻 纹孔 工序：锪 12 沉孔 （ 1）锪沉孔至尺寸 12序：钻、攻 纹孔 （ 1） 钻 孔 （ 2） 攻 纹孔 工序：钻、攻 3 （ 1） 钻 3孔 （ 2） 攻 3纹孔 艺方案二 以三凸角 A 面和 42 毛坯孔先做为粗基准，粗车端面 B，粗镗、精镗150(+0.1)口；后以加工后的端面 B 和 150(+0.1)口为精基准加工 ，端面 C 和侧面 D 端面 E，钻、攻 6纹孔及镗 30(0/42(+等。 工序：半精车端面 B （ 1） 粗车端面 B 至尺寸为 2） 半精车端面 0序：粗、精镗 150(+0.1)口 （ 1） 粗镗止口 至尺寸为 +） （ 2） 精 镗止口 至 尺寸为 150(+工序：铣 宽 （ 1）用 刀铣 宽 工序：锪 2)沉孔 （ 1）锪沉孔 至尺寸 10(+) 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 15 工序：钻、攻 6纹底孔 （ 1）钻 6孔 至尺寸为 5 2）攻 6纹孔 工序：铣端面 C （ 1） 精铣端面 C 至 尺寸 为 序：镗 30(0/ （ 1） 粗 镗 孔 至尺寸为 )面粗糙度 2）精镗孔 至尺寸 为 30(0/面粗糙度 序：镗 42(+ （ 1） 粗 镗 至尺寸 为 面粗糙度 2） 精镗孔 尺寸 为 42(面粗糙度 序：铣侧面 D （ 1） 粗铣侧面 D 至尺寸 为 面粗糙度 2） 精铣端面 D 至尺寸 61 面粗糙度 序：钻、攻 2纹孔 （ 1） 钻 2孔 （ 2） 攻 纹孔 工序：铣侧面 E （ 1） 粗铣侧面 E 至尺寸为 46 2）精 铣端面 E 至尺寸为 序：钻、攻 2纹孔 （ 1） 钻 2孔 （ 2） 攻 纹孔 工序：锪 12 沉孔 （ 1） 锪沉孔至尺寸 12序：钻、攻 纹孔 （ 1） 钻 孔 （ 2） 攻 纹孔 工序：钻、攻 3（ 1） 钻 3孔 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 16 （ 2） 攻 3纹孔 案论证 比较上述两种工艺路线，可以看出两方案的主要区别是加工大端面 B 和小端面 零件图上可以看出：大端面 B 表面粗糙度要求为 端面C 表面粗糙度要求为 m，相比小端面 C 有更严格的表面精度要求，因而先以端面 A 为粗基准加工大端面 B，再以加工后的端面 B 为精基准加工小端面 A,这样易保A 面表面精度要求，故选择方案二较佳。另一方面，采取第二个方案能够提升零件在加工过程中的稳定性。因为大端重，重心会产生偏置，在加工时装夹住大端，能使装夹相对稳固。 因此，工艺方案确定选用方案二的加工工艺路线。 详细见附录中的工艺过程卡。 艺装备及设备的选用 工艺装备：简称“工装”，指的是为是工艺过程最终实现，所用到的夹具、刃具、模具、量具、辅具、工位器具等所有器具的总称。使用工艺装备的目的有以下 几点： (1)为了制造产品所必不可少的。 (2)为了保证加工的质量。 (3)为了提高劳动生产率。 (4)为了改善劳动条件。 根据工艺装备所适用的范围，大致能够被分成两种：专用和通用。专用的工艺装备（又称专用工装），是指只针对某一个产品、某一种零部件、某一道工序，属于专用资产，而且大都价值较高。一般的工艺装备（又称通用工装），是指能被应用于各类产品，例如常见的量具、刀具，而且通常单件的价值较低。 专用工装大多由企业自己设计及制造，而通用工装则是由专业工厂制造。通用的工艺装备用途及功能很广，种类也繁多。大致可分为以下几种： 工具，加工 零件时所用到的器具，例如螺丝刀（见图 。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 17 图 丝刀 刀具，主要在加工过程中起到切削的作用，又被称为切削工具，例如铣刀（。 图 刀 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 18 量具，通常是用来定量的器具，例如最常见的游标卡尺（见图 。 图 标卡尺 夹具，在加工零件的过程中起到固定的作用。包括焊接夹具、机床夹具（机械加工夹具）、检验夹具、装配夹具等。焊接夹具，顾名思义是为了保证焊件的尺寸，防止在焊接的过程中产生变形的夹具（见图 机床夹具则是机床上的一种装夹工 图 接夹具 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 19 工具，图 较常见的车床夹具。 图 床夹具 针对 本课题 零件 所 需要的工艺装备主要 有 ： (1)钒钢机用丝锥 ，见图 工序 、 工序 、 工序 ， 做“镗”的工序时，会使用到此工具。 图 用丝锥 (2)铣刀 。 工序 ，使用的是 硬质合金 切口铣刀； 工序 ，使用的是 125 端铣刀；工序 、 工序 ，使用的是 100 端铣刀。 在做“铣”的工序时，会使用到此类刀具。 (3)硬质合金锥柄麻花钻 ，见图 工序 ，使用的是 5 硬质合金锥柄麻花钻 ；工序 、 工序 、 工序 、 工序 ，使用的是 6 硬质 合金锥柄麻花钻 。 当工序上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 20 为钻底孔的时候，需要使用此刀具。 图 柄麻花钻 (4)硬质合金盲孔端面锪钻 ，见图 工序 ， 用到的是 10 硬质合金盲孔端面锪钻 ； 工序 ，用到的是 12 硬质合金盲孔端面锪钻 。 在“锪”的工序时，需要用到此刀具。 图 质合金盲孔端面锪钻 (5)回转夹具 ，即 将要设计的夹具 ，详细图纸见 。 生产设备是指由某一电路、气路或机械部件组成的设备，通常是一些被用来改善生产环境、提供适当工作条件、提高生产效率，在长期重复使用过程中可以保持原先物体样子和功能的生产原料 和物资原料的统称。主要包括生产所用到的及其、工治具等。例如：车床、数控车床、数控铣床、机床、加工中心等。 针对 本课题 零件 的加工 所需要的设备 有 ： 工序： 半精车端面 B 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 21 此道工序 选用 的是 数控车床加工，设备型号为 图 专用车夹具，编号 时加工件数 1。 图 控车床 工序：粗、精镗 150(+0.1)口 此道工序 选用 的是 数控车床加工，设备型号为 专用车夹具，编号时加工件数 1。 工序：铣 宽 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 图 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：锪 2)沉孔 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：钻、攻 6纹底孔 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 22 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：铣端面 C 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：镗 30(0/ 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：镗 42(+ 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：铣侧面 D 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：钻、攻 2纹孔 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：铣侧面 E 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：钻、攻 2纹孔 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用 本课题设计的 回转夹具，编号 时加工件数 2。 工序：锪 12 沉孔 此道工序选用的是 立式加 工中心，设备型号为 用回转夹具，编号时加工件数 2。 工序：钻、攻 纹孔 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用回转夹具，编号时加工件数 2。 工序：钻、攻 3上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 23 此道工序选用的是 立式加工中心，设备型号为 用回转夹具，编号时加工件数 2。 图 式加工中心 定毛坯的加工余量 首先，明确毛坯的种类。常见毛坯分为下列四种：铸件、锻件、型材、焊接件和其他毛坯。 铸件：铸造的方法通常被用来制造形状复杂的毛坯。现今的许多铸件都使用砂型铸造的方式。铸造的方法及特点见图 a）和 b）。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 24 图 a）铸造的方式及特点 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 25 图 b）铸造的方式及特点 锻件：此种毛坯在被锻造后能成为具有较好的力学性能的金属纤维组织，常被用于受力复杂的钢质零件。锻造的方式及特点见图图 a）、 b）、 c）和 d）。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 26 图 a）锻造的方式及特点 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 27 图 b）锻造的方式及特点 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 28 图 c）锻造的方式 及特点 图 d）锻造的方式及特点 型材：其制造方法有热轧和冷拉。热轧的型材精度低、尺寸大，因此适用于一般零件；冷拉的型材精度高、尺寸小，因此适用于中小型零件。 焊接件：常用于小批量的生产。使用焊接件的优点在于制造过程简便、生产所需时间短、原材料消耗少。但使用此种毛坯也有缺点，其抗震性比较差，变形也大，需后续再对其进行时效处理。 其他毛坯：例如冲压件、塑料压制件、粉末冶金件等。 毛坯的选择原则需要遵循下面几点： 倘若生产的零件数量很大，应选择高精度、高生产率的方式；如果是小批量 的生产，则可以选择相对低精度、低生产率的制造方式。 如果材料为铸铁、青铜等零件，则选择铸造毛坯；如果零件的形状简单，且力学性能要求较低，则选择型材；如果是钢质零件，则选择锻件毛坯。 具有复杂形状的毛坯通常采取铸造的方法。砂型铸造不适合使用在薄壁零件上。自由锻造适用于尺寸较大的零件，模锻件适用于中小型零件。 选择毛坯需要考虑到现有的制造水平、环境条件和经济性。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 29 毛坯选择的原则是，在尽可能满足加工要求的情况下，降低成本，使产品具有市场竞争力。 工件 的加工要求决定了毛坯的特点。针对不同的加工要求，需要采用不同的毛坯。毛坯的化学性能、物理性能都需要与要求的加工精度、形状等相符。 即根据加工要求和工作条件要求，采用适当的方案。 顾名思义，选择毛坯时需要注意本厂当前的生产环境和技术水平。 该原则指的是尽量使总成本费用降到最低。 可持续发展是 21 世纪一直推崇的一点，在工业化的同时，也要注意保护环境、节约能源，为我们的后代子孙保留良好的生存环境。 （ 1） 尽可能少消耗能源，选择低能耗的材料，采取合理的工艺制定方 案，尽量做到环保节能减排。 （ 2） 尽量使用可回收或者是加工废物少、可再利用的材料，而不是用会损害环境的材料。 （ 3） 条件允许的话可以使用新能源，例如太阳能等。尽量少用、最好是不用石油、煤等会排出大量二氧化碳气体的燃料，避免导致地球表面温度升高。 电动机壳体是薄壁壳体零件，尺寸大，结构简单，壳体壁较薄 ,加工制作过程中要防止变形。 选择毛坯材料为 铸 铝 毛坯的制造方法影响着毛坯加工余量和公差的大小，根据查阅机械设计工艺手册 ： 铸件尺寸公差 因为生产量是中等水平，毛坯的制造方法选取用砂型机器来制造。 查阅资料 得，铸件的尺寸公差等级为 10 级。 铸件机械加工余量 查机械工艺手册， 可 得 ，轻金属合金材料采用压力铸造所的的机械加工余量等级为 用 D 级。根据零件最大尺寸为 100则可得要求的铸件机械加工余量为 定各工序的切削参数及工时定额 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 30 对各道工序进行所需要的时间进行计算，好把握加工时间。 端面 加工端面 B 时要求保证与 A 面间的尺寸为 20面粗糙度为 于压铸铝合金件的毛坯精度较高，所以只需 要 进行一次粗加工便 能够 达到 要求。 选用硬质合金刀片 45车刀，查表得毛坯机械加工余量为 查表 可得 ：切削用量p=给量 =r， 查表得 切削速度为 =450m/轴转速 工一次走过的距离 =+4= 1= 镗止口的切削参数及工时计算 加工止口时要求达到尺寸 150(+0.1)面粗糙度为 于要 求较高，于是选择进行粗加工和精加工。 （ 1）粗镗止口至尺寸 )面粗糙度 用硬质合金镗刀 查表 可得 ：切削用量p=给量 =r， 查表得 切削速度为50m/轴转速1504501000 n=工一次走过的距离3212L =+4=1 1= 2）精镗止口至尺寸 150(+0.1)面粗糙度 用硬质合金镗刀 查表 可 得 ：切削用量p=给量 =r， 查表得 切削速度为80m/轴转速1504801000 n=工一次走过的 距离3212L =+4=海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 31 1 2 1=的加工时间为 22212 = 铣端面 加工端面 于其表面粗糙度要求较高为 以需进行粗加工和精加工。 （ 1）粗铣端面 C 至尺寸 115 面粗糙度 用 125 端铣 刀，齿数 Z=8，查表 可得， 质合金刀片 适用 查 表可得 ：切削用量p=给量 z，查表得切削速度为40m/轴转速1254801000 n=工一次走过的距离3212L =+32=工时 1 1= 2）精铣端面 C 至尺寸 面粗糙度 用与粗加工同一把刀 查表 可得 ：切削用量p=给量 z，查 表 得切削速度为00m/轴转速1259001000 n=刀加工一 次 走过的距离3212L =+32= 9 22 1=的加工时间为32313 = 锪 10沉孔的切削参数及工时计算 加工 10 沉孔应保证尺寸 10(+)度较低，只需进行一次加工。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 电动机壳体工艺制定及夹具设计 32 查表选择硬质合金 10 盲孔端面锪钻 查表 可得： 切削用量p=择进给量 =r， 查表得 切削速度为50m/轴转速101501000 n=工一次走过的距离3212L =9+1=10010 2=1s 查表选用螺纹直径为 6钒钢机用丝锥 查表可得： 切削用 量p=给量 =1mm/r， 查表得 切削速度为m/轴转速6 51000 n=工一次走过的距离3212L =20+2=22 61 6022 2= 攻