电机安装板说明书Word文档格式.docx
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(含装配图1份、零件图1~3张)
4.编写课程设计说明书。
课题发给日期
2012年14月12日
课程设计完成日期
2012年14月30日
指导教师
(签名)
目录
第一部分工艺设计
1.设计任务........................................................................................................4
2.零件工艺分析................................................................................................5
3.毛坯的选择....................................................................................................6
4.工艺过程设计................................................................................................7
5.确定毛坯尺寸、机械加工余量及工序尺寸...............................................12
第二部分夹具设计
1.设计任务........................................................................................................15
2.确定定位方案、选择定位元件....................................................................16
3.夹紧机构的选择和设计................................................................................17
4.定位误差的计算............................................................................................18
5.对刀装置的选择............................................................................................19
6.夹具在机床上的定位和夹紧........................................................................19
小结...................................................................................................................20
参考书目...........................................................................................................21
1.设计任务
本次所要加工的零件为电机安装板,示意图如下图1:
图1
技术要求:
1.倒棱
2.发兰
材料:
35
零件生产类型:
中等批量。
2.零件工艺性分析
电机安装板零件图的视图正确、完整,尺寸、公差齐全,但技术要求中未注明淬火层的深度,且底板下表面及与其他部件配合的地方的表面粗糙度要求较高,为3.2。
所有的沉头孔粗糙度要求适中,为6.3。
其他的表面精度要求不高,为12.5。
表1电机安装板的技术要求
加工表面
基本尺寸/mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra/µ
m
安装板表面
--
IT8
3.2
沉头孔
Φ14
6.3
其余
--
IT9
12.5
电机安装板上表面精度要求高,刨削需要刨床或者铣床,然而表面的精度要用磨床磨削加工来要保证。
零件为长方体形状,所以在表面磨削加工和键槽加工过程中可设计专用夹具在机床上加工。
3.毛坯的选择
由于电机安装板所受载荷不大,底板的生产纲领为中等批量生产,所以可以选用型材直接加工,以提高生产效率,节约成本。
毛坯的尺寸通过确定加工余量后确定为214×
180×
38,毛坯示意图如图2:
图1长×
高
宽
4.工艺过程设计
4.1零件定位基准的选择
对于此电机安装板的各表面的加工均利用外表面定位,对于相对的面定位以“基准重合”原则,当掉头装夹的时候使用相对的那面来定位。
加工键孔、槽平面使用外表面以及与之最靠近的表面来定位,这也符合“基准重合”原则,示意图如图3:
图3
4.2零件表面加工方法的选择
本零件的加工表面有外表面、销孔、槽等,这里只列举其中较为典型的三个表面来说明其加工方法:
(1)底板与其他部件配合的地方的表面粗糙度要求最高,粗糙度:
为Ra3.2,精度等级:
能达此要求的加工经济精度的加工路线有:
1 粗铣→精铣→刮研/宽刃精刨(加工经济精度:
IT6~IT7,表面粗糙度:
Ra0.1~0.8)
2 粗铣→精铣→磨削(IT7,Ra0.2~0.8)
3 粗铣→精铣→粗磨→精磨(IT6~IT7,Ra0.025~0.4)
第一种方法对中等大批量生产的零件而言成本成本较高,第三种方法精度太高,在此处用不着,所以第二种方法比较容易实现。
(2)所有的螺栓紧固孔粗糙度要求适中,粗糙度:
为Ra6.3,精度等级:
能达此要求的加工经济精度的加工路线有:
1 钻→粗铰→精铰(IT7~IT8,Ra0.8~1.6)
2 钻→铰(IT8~IT10,Ra1.6~6.3)
3 钻→扩(IT10~IT14,Ra6.3~12.5)
第三种方法适用于孔径较大的孔加工(大于15mm~20mm),第一种方法精度太高,在此处用不着,所以第二种方法比较容易实现。
(3)其他的表面精度要求不高,粗糙度:
为Ra12.5,精度等级:
1 粗铣(加工经济精度:
IT8~IT10,表面粗糙度:
Ra12.5~50)
2 粗铣→精铣(加工经济精度:
Ra1.6~6.3)
3 粗铣→精铣→刮研/宽刃精刨(加工经济精度:
相对来说第一种方法才适用。
4.3制定工艺路线
机械加工工序
(1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准—前横架前面。
(2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。
(3)遵循“先面后孔”原则,先加工前面,后加工螺纹孔以及垫片圆槽。
这里制定了两种工艺路线方案,并进行比较,从中选出最合理的一种方案。
方案一:
工序00:
下料
工序05:
粗铣底面
工序10:
粗铣上表面及前后面
工序15:
粗铣左右面
工序20:
精铣底面
工序25:
精铣上表面及前后面
工序30:
精铣左右面
工序35:
钻6XФ14的沉头孔
工序40:
钻3XФ14的沉头孔
工序45:
钻4–M12的螺纹孔
工序50:
磨削底面
工序55:
磨削上表面
工序60:
倒棱,去毛刺
工序65:
发兰
工序70:
终检
工序75:
油封入库
方案二:
工序80:
工序85:
方案比较:
方案二中将磨削放在钻孔加工之前,其理由是为其后的钻孔加工和铰孔加工准备较好的辅助基准,但这样做会使工件在两台机床之间来回移动,浪费工时,降低了生产效率,而且这样做对提高钻孔加工精度的意义并不大。
在淬火前进行磨削加工,由于材料较软,对磨削加工不利,且会在零件的表面产生很大的残余应力。
方案二还缺少必要的中检工序。
在磨削后无去应力处理,会使表面有较大的残余应力。
综上所述,选择方案一作为此零件的加工路线。
5.确定毛坯尺寸、机械加工余量及工序尺寸
5.1确定毛坯尺寸
铣削电机安装板的上表面
1.加工条件:
工件材料:
#35,σb=170~240MPa;
加工要求:
铣削电机安装板的上表面,加工余量3mm;
机床:
X61卧式铣床
刀具:
YG8硬质合金端铣刀。
铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=8,故根据《机械制造工艺设计简明手册》(后简称《简明手册》)表3.1,取刀具直径d0=100mm。
根据《切削用量手册》(后简称《切削手册》)表3.16,选择刀具前角γ0=0°
后角α0=8°
,副后角α0’=10°
,刃倾角:
λs=-10°
主偏角Kr=60°
过渡刃Krε=30°
副偏角Kr’=5°
。
2.零件的长、宽、高最大值为171×
80×
40外表面的路线为:
粗铣→精铣
粗铣的余量为2mm
精铣的余量为1mm
所以选择的毛坯的尺寸:
长为205+(1+2)×
2=211mm,宽为174+(1+2)×
2=180mm,高为38+(1+2)×
2=44mm的长方体块料。
3.切削用量
1)确定切削深度ap
因为余量较小,故选择ap=2mm,一次走刀即可完成。
2)确定每齿进给量fz
由于本工序为粗加工,尺寸精度和表面质量可不考虑,从而可采用不对称端铣,以提高进给量提高加工效率。
根据《切削手册》表3.5,使用YG8硬质合金端铣刀加工,机床功率为4.5kw(据《简明手册》表4.2-35,X62卧式铣床)时:
fz=0.2~0.29mm/z
故选择:
fz=0.2mm/z
3)确定刀具寿命及磨钝标准
根据《切削手册》表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm;
由于铣刀直径d0=100mm,故刀具使用寿命T=180min(据《简明手册》表3.8)。
4)计算切削速度vc和每分钟进给量vf
根据《切削手册》表3.16,当d0=100mm,Z=8,ap≤7.5,fz≤0.18mm/z时,vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。
各修正系数为:
kMV=1.0,kSV=0.8。
切削速度计算公式为:
其中
,
,将以上数据代入公式:
确定机床主轴转速:
根据《简明手册》表4.2-36,选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此,实际进给量和每分钟进给量为:
vc=
=
m/min=94m/min
fzc=
mm/r=0.16mm/r
5)校验机床功率
根据《切削手册》表3.24,近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书,主轴允许功率Pcm=4.5×
0.75kw=3.375kw>
Pcc。
故校验合格。
最终确定:
ap=2.0mm,nc=300r/min,vf=390mm/s,vc=94m/min,fz=0.16mm/r。
6)计算基本工时
tm=L/vf,L=l+y+Δ,l=209mm.
查《切削手册》表3.26,入切量及超切量为:
y+Δ=40mm,则:
tm=L/Vf=(175+40)/390=0.55min。
5.2确定加工余量、工序尺寸以及表面粗糙度
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
磨削
0.6mm
205+0.015
+0.002
Ra3.2
精铣
1mm
205.66+0
+0.084
Ra6.3
粗铣
2mm
206.66
Ra12.5
1设计任务
设计刨削加工电机安装板上表面上的平面铣床夹具,因为是批量生产,所以要求夹具有一定的效率和稳定性。
各个平面有一定的平行度和垂直度的要求。
夹具体是夹具的基础件,夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件组成一个有机整体。
(1)足够的刚度和强度设计夹具时,应保证在夹紧力和切削力等外力条件下,不产生过大的变形和振动。
必要时,可在适当位置设置若干条加强筋。
(2)夹具安装稳定机床夹具通过夹具体安装在机床工作台上,安装应稳定,为此,机床夹具重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装基面内。
机床夹具高度越大,要求夹具体底面面积也越大。
为使夹具体平面与机床工作台接触良好,夹具体底平面中间部位应适当挖空。
(3)夹具体结构工艺性良好设计时应注意夹具体的毛坯制造工艺性、机械加工工艺性和装配的工艺性。
(4)便于清除切屑为防止加工中切屑聚积在定为元件工作表面或其他装置中,影响工件的正确定位和夹具的正常工作,在设计家具时,要考虑切屑排除问题
2确定定位方案、选择定位元件
本设计为加工底板表面,综合考虑,采用定位钉可以限制1个自由度,即将工件与板用一个定位长钉靠在一起,B面在底面上被支撑钉支撑,这样可以限制X转动,Y转动,Z转动、平动4个方向的自由度。
再将底板夹紧即共限制了6个方向的自由度。
遵循六点定位原则。
本平面的加工共需限制6个自由度,由于此零件为长方体类零件,定位元件可以选择支撑钉或者定位销,在这里选择支撑钉比较简单方便。
如图5:
图5
3.夹紧机构的选择和设计
夹紧机构有斜夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等。
该平面的加工为铣削加工,铣削加工的切削力比较大,且为间歇切削,震动较大,所以不适合选用偏心夹紧机构,斜夹紧机构的效率比较低,联动夹紧机构的机构太复杂,这里可以选择螺旋夹紧机构或者铰链夹紧机构。
选用螺旋夹紧机构使用压板压紧块的宽度有限,当采用铰链夹紧机构选择压板,也能很稳定的夹紧,且铰链夹紧机构的夹紧力效率比螺旋夹紧机构高。
所以在这里选用铰链夹紧机构。
对夹紧机构要求:
1.夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置;
2.夹紧力要适当,既保证工件在加工过程中定位的稳定性,又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形;
3.夹紧机构操作安全、省力、夹紧迅速;
4.夹紧机构的复杂程度、工作效率与生产类型相适应。
结构应尽量简单,便于制造与维修;
5.具有良好的自锁性。
4.定位误差的计算
这里只计算定位钉的定位精度是否满足
所谓定位误差,是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。
因为对一批工件来说,刀具经调整后位置是不动的,即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的,所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。
造成定位误差的原因有:
由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差,称基准不重合误差,即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向的最大变动量,以Δ
表示;
由于定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差,称基准位移误差,即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上得最大变动量,以Δ
表示。
则定位误差Δ
=Δ
±
Δ
工序尺寸
工序基准与定位基准不重合所以基准误差△dw=|△jb+△jw|
基准不重合误差△jb=0.084
基准位置误差△jw=0
所以位置误差△dw=0.084<
0.1
能满足精度要求
5对刀装置的选择
在加工中要确定铣刀的端面处于加工表面的位置,且最好能保证刀具轴线与底板侧面的距离,所以选择直角对刀块,塞尺选择塞尺1GB2244-80。
6夹具在机床上的定位和夹紧
此道工序所选用的机床为X61,梯形槽的宽度。
夹具用工坐台的表面定位可限制3个自由度,另外选用两个定位钉与梯形槽的侧面来定位限制其余的自由度。
夹具在机床上的夹紧:
在夹具的两端使用梯形螺栓夹紧。
小结
时光飞逝,日月如梭,转眼几周的工艺课程设计就结束了。
在这次的课程设计中,我学到了很多。
从一开始拿到零件图,对零件图的分析理解到加工工艺的编制,专用夹具的设计。
在这期间遇到了许多的问题,在指导老师的耐心指导下,以及同学的帮助下,总算顺利的完成了任务。
再一次的复习了以前学过的相关知识,理论和实践的结合。
还初步掌握了AutoCAD的使用。
这次设计都是我们自己动脑考虑问题,一个零件从图纸到加工完成,看起来简单,实际操作时会遇到很多问题,如何更好的解决问题,是这次实训的目的。
我相信这次实训为毕业后无工厂时有很大的益处,能够让我更快的从一个在校生转职成一个职场人。
课程设计结束了,再次感谢指导老师在这几周里给我们的精心指导与帮助!
参考书目
1.李益民主编机械制造工艺设计简明手册北京:
机械工业出版社,1993.6
2.徐圣群主编简明机械制造工艺手册上海:
上海科学技术出版社
3.倪森寿主编机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导北京:
化学工业出版社,2003
4.孙本绪熊万武主编机械加工余量手册北京:
国防工业出版社
5.王绍俊主编机械加工工艺设计手册北京:
机械工业出版社,1984
6.孟少农主编机械加工工艺设计手册北京:
机械工业出版社,1992
7.赵家齐主编机械制造工艺课程设计指导书北京:
机械工业出版社,1993
8.马贤智主编机械加工余量余公差手册北京:
中国标准出版社,1994
9.赵如福主编金属机械加工工艺人员手册上海:
上海科学技术出版社,1992
10.张进生主编机械制造工艺与夹具设计指导北京:
机械工业出版社,1995
11.秦宝荣主编机械制造工艺学与机床夹具设计学习指导及习题北京:
中国建材工业出版社,1998
12.艾兴肖诗刚主编切削用量手册北京:
机械工业出版社,1985
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