课程设计电机外壳车床夹具

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1、机械制造综合课程设计2011-2012第1学期 题目: 电机外壳车床夹具 学 号： 08120313 姓 名： 鲁荣胜 班 级： 0 8级机械设计制造三班 指导教师： 张 渝 成 绩： 机电与汽车工程学院 2010年12月目 录设计任务书一、零件的分析1、零件的作用2、零件的工艺分析二、确定生产类型三、确定毛坯四、工艺规程设计 1、选择定位基准 2、制定工艺路线 3、选择加工设备和工艺设备 4、机械加工余量、工序尺寸及工时的确定五、夹具设计 1、问题的提出 2、夹具设计3、定位误差分析4、夹具的装配图见附图参考文献心得体会机械制造综合课程设计设计任务书设计题目： 电机外壳车床夹具 设计要求：设

2、计加工106mm内孔的车床夹具生产类型：中批量生产毛坯类型：铸件设计内容：1、绘制产品零件图 2、确定定位及夹紧方案 3、绘制夹具总装图 4、绘制夹具零件图 5、编写设计说明书 工序加工要求：1 车内孔102mm至106mm，满足零件图要求；2 铸件图：3 零件图： 一、零件的分析 1、电机壳的作用 1）内部固定磁钢，轴承套等部件 2）在有的型号上起到电机负极的作用（导线型的不起负极作用） 3）固定马达端盖、电刷片之用 4）保护内部线圈等功能 2、电机的工艺分析 题目所给的零件是电机壳，它位于电机外表面。从零件图上可以看出该零件的主要加工表面有： 1）122mm，Ra=12.5的外圆表面 2）

3、106mm，Ra=3.2的孔 3）零件的两端面，Ra=6.3 4）底座的上表面、下表面及侧面 5）8.5mm，Ra=12.5的孔及M5，Ra=6.3的螺纹孔 6）10mm，Ra=12.5的孔及M4，Ra=6.3的螺纹孔 7）其他圆角： 3、零件的技术要求： 1）灰铸铁HT200，硬度HBS 134200； 2）孔8.5mm轴线对底面C的位置度允差0.04mm 端面对孔122mm轴线的垂直度允差0.03mm 螺纹孔M5轴线对孔122mm轴线的位置度允差0.3mm 螺纹孔M4轴线的位置度允差0.4mm2、 确定毛坯的生产类型 灰铸铁HT200的硬度为：布氏硬度HBS 134200。因为该零件要进行

4、中 批量生产，且零件在工作过程中受载荷不大，所以选择砂型机器造型3、 确定毛坯：四、工艺规程设计 1）选择定位基准 基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基准面的选择正确与 否，可以使加工质量得到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大量报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。 本零件以粗加工的表面为粗基准；对精基准而言，本题目以端面为精基准，基本满足要求。2）制定零件的机械加工工艺路线并选择定位基准工序一：粗铣122mm的外圆柱表面，以106mm的一个端面为工艺基准。工序二：车削122mm的两端面，以底座下表面为工艺基准，以122mm 的轴线为定位基准

5、。 粗铣底座的上、左、右、前、后各个表面，以106mm的一 个端面为工艺基准，加工后底座厚8mm，以122mm的端面为定位基 准。工序三：钻8.5mm的孔，以122mm的端面为定位基准，底座下表面 为工艺基准。工序四：粗镗106mm的孔，以底座下表面为定位基准； 半精镗106mm，以底座下表面为定位基准。工序五：拉削6个均匀分布的、宽12mm的凸台，以106mm的一个端 面为工艺基准。 工序六：攻M5的螺纹孔，以106mm的轴线为定位基准。 工序七：攻M4的螺纹孔，钻10mm的孔，都以孔122mm的一个端 面及底座下表面为定位基准。 工序八：加工各个圆角。 工序九：清洗。 工序十：终检。3）

6、选择加工设备和工艺设备 1）铣削时采用卧式铣床X60，钻孔采用立式钻床ZH5120型。 镗孔时采用卧式镗铣床TH6150. 2）采用铣床、钻床和镗床的专用夹具，详细见夹具设计。 3）刀具的选择，铣刀主要考虑铣刀的材质、直径和齿数；麻花钻考虑的直径；镗刀主要考虑材质和加工深度，选用硬质合金。但具体工序的选取还要考虑加工精度和表面粗糙度等问题，所以就单个工序再定。4）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 1）电机壳圆柱外表面 加工余量参照手册，可选择：T(mm)偏差粗铣2.0-0.3+0.3毛坯尺寸L=122+2*2.0=126 2)106mm孔的两端面，与122mm的轴线垂直度公差为0.03mmt

7、(mm)偏差粗车3-0.2+0.2半精车1毛坯尺寸L=115+2*（1+3）=123mm 3）底座上下表面下表面t(mm)偏差粗铣3-0.15+0.15毛坯尺寸L=8+3=11mm 上表面t(mm)粗铣2毛坯尺寸L=L+2=13mm4)底座的左右、前后表面t(mm)粗铣 2毛坯尺寸L左右=120+2*2=124mmL前后=100+2*2=104mm 5）在底座上钻8.5mm的通孔，位置度公差为0.04mm 6）106mm孔。毛坯为通孔，孔表面粗糙度要求为3.2um，并保证直径偏差为00.007mm，直线度公差为0.3mm，参照金属切削速查速算手册，过程如下毛坯102mm粗镗105mm2Z=3半

8、精镗106mm2Z=1 7）6个均匀分布的宽12mm的凸台，直径偏差为-0.40.4毛坯106mm拉削114mm2Z=8 8）其他孔和加工表面的选择如下：M5的螺纹孔钻孔4mm位置度公差为0.3mmM4的螺纹孔钻孔3mm位置度公差为0.4mm10mm的孔钻孔10mm圆角连接铣5、 确定切削用量及基本工时 工序一：粗铣122mm的外圆柱表面，以106mm的一个端面为工艺基准。 粗铣：t=2mm 参照金属切削与刀具实用技术表4-4和表4-10，选择高速 钢圆柱形铣刀，L=125mm，Z=8，D=80mm。 参照金属切削与刀具实用技术表4-22,和表4-23选择如下：=0.25mm/z，=18m/m

9、in 取 机动时间为： 工序二：车削122mm的两端面，以底座下表面为工艺基准，以122mm的轴线为定位基准。粗铣底座各个表面，以106mm的一个端面为工艺基准，使底座厚8mm。(1)122mm的两端面粗车：t=3mm 参照金属切削与刀具实用技术表245，选择高速车刀ap=3mm，f=1.2mm/r,v=8m/min。（转）r/min机动时为：min（2）底座上表面与左、右、前、后侧面粗铣：t=2mm参照参照金属切削与刀具实用技术表410，422，433，选择高速钢镶齿面刃铣刀，D=80mm，Z=10，L=36mm，f2 =0.25mm/齿,v=20m/min。 =63.66r/min取=68

10、r/min，则mm/min机动时间为“=3.06min(3)底座下表面粗细：t=3m所有数据同（2）机动时间为：=1.22min 工序三：钻、扩8.5mm的孔，以122mm的端面为定位基准，以底座下表面为工艺基准。选用硬质合金麻花钻，参照参照金属切削与刀具实用技术表38，选择如下：fz=0.12mm/r,v=35m/min=1310.7r/min取=1300r/min，则m/min机动时间：=0.21min 工序四：粗镗106mm的孔，以底座下表面为地为基准；半精镗106mm，以底座下表面为定位基准。 粗镗：t=3mm 参考机械制造技术基础课程设计附表4.13,4.15，选择如下： 则 取，则

11、 所以机动时间为： 半精镗：t=1mm 参照机械制造技术基础课程设计附表4.13,4.15，选择如下： 则 取则 所以机动时间为： 所以工序五：拉削6个均匀分布的、宽12mm的凸台，以106mm的端面为工艺基准。 拉削：t =4mm 参考金属切削与刀具实用技术表5-38,5-7,5-40,5-41，选择如下：，齿升量 则 取，则 机动时间为： 工序六：攻M5的螺纹孔，以106mm的轴线为定位基准。 选用硬质合金麻花钻，参照金属切削与刀具实用技术表3-8，选择如下：0.12mm/r，v=35m/min 取，则 机动时间为： 所以工序七：攻2个M4的螺纹孔，都以孔122mm的一个端面及底座下表面为

12、定位基准。 选用高速钢钻头，参照金属切削与刀具实用技术表3-7，选择如下：，v=24m/min 则 取，则机动时间为：工序八：钻10mm的孔，以孔122mm的一个端面及底座下表面为定位基准。 选用高速钢钻头，参照金属切削与刀具实用技术表3-7，选择如下： ， 则 取，则机动时间为：6、 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。（1） 、问题的提出 利用本夹具主要是要用来镗106mm的孔，孔106mm轴线的直线度允差是0.3mm。在工序五中会对106mm的孔进行拉削，用来加工凸台，因此在本道工序加工时，主要考虑在保证位置精度的前提下提高劳动生产率，降低劳动强度

13、，而位置精度不是主要问题。 由零件图可知，孔106mm轴线的直线度允差是0.3mm，且表面粗糙度Ra=3.2，为了减小误差，选择以定位块的上表面为定位夹具，并采用静定螺钉的松紧来实现夹紧。 夹具的主要定位元件是夹具下夹块的上表面，削边销及压块，本道工序零件加工一下夹块的上表面为基准面进行加工，能基本控制加工误差。（2） 、夹具设计 定位及定位元件的选择和设计 （1）根据工序加工要求，综合考虑确定定位方案。 （2）下夹块：以底座下表面定位。尺寸H：H=30mm尺寸a：a1.2，取a=1.2115=138mm尺寸b：b1.2，取b=1.5=1.5120=180mm削边销尺寸h：取h=B=8mm直径

14、d：d=8.5mm压板尺寸：取宽度=120=40mm长度：，取 =135mm其他的尺寸如下图：（3） 定位误差分析：定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在车床上加工，所以工件孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差的一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为：Te=Dmax-Dmin。本工序采用一定位销，一挡位销，工件始终靠近

15、定位销一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底板的水平力，因此，工件不在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。参考文献：1李昌年主编.机床夹具设计与制造【M】.机械工业出版社，20072符炜主编.切削加工手册【M】.湖南科技技术出版，20023刘登平等编著.机床夹具设计与制造【M】.北京理工大学出版社，20084刘杰华等编著.金属切削与刀具实用技术【M】.20065范云涨等编著.金属切削机床设计简明手册【M】.机械工业出版社，19976张世昌等编著.机械制造技术基础高等教育出版社。20077陈立德主编.机械制造技术基础课程设计

16、.高等教育出版社.20098关慧贞等主编.机械制造装备设计.机械工业出版社.2011心得体会：1）对课本知识的认识不够深刻，并且不熟练，不能融会贯通。2）在画图中,距离标准的生产用的工程图还有一段长的距离，不能熟练运用各种画图软件（CAD和UG等），不能理论结合实践。 3）虽然过程艰辛，但还是蛮有收获的，这次课程设计让我认识到了做设计时的严谨性，马虎不得。同时锻炼和提高了对一些绘图软件的使用。在具体做的过程中，从设计到计算，从分析到绘图，让我更进一步的明白了作为一个设计人员要有清晰的头脑和整体的布局，要有严谨的态度和不厌其烦的细心，要有精益求精、追求完美的一种精神。除此之外，还要感谢我的指导老师。在老师的悉心指导和热情关怀下，我才得以顺利的完成此次课程设计的。总的来说通过这次课程设计，使我受益匪浅，发现了自己的不足，巩固了自己以前所学的知识，又学到了以前所没有学到的东西。