微电机壳说明

设计题目“微电机壳”零件的机械加工工艺规程编制（生产纲领40000件）设计者：XXX指导教师：XXX设计日期：20xx年7月4日武汉船舶职业技术学院机械工程系武汉船舶职业技术学院机械制造工艺学课程设计任务书设计题目“微电机壳（图5-19） ”零件的机械加工工艺规程编制（生产纲领40000件）设计内容：(1)产品零件图1张;(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;专 业：模具设计与制造学 号： XXXXXXXXXXX姓 名：你的姓名指导教师：张老师目录序言4一、零件的分析.4(一) 零件的作用4（二）计算生产纲领，确定生产类型6（三）零件的工艺分析二、工艺规程设计.7（一）确定毛坯的制造形式.7（二）基面的选择.7（三）制定工艺路线.8（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定10（五）确定切削用量及基本工时.11三、课程设计心得体会.16四、参考文献16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，根据图纸具体地阐明了毛坯选择 类型以及尺寸。零件加工工艺规程设计長设计的核心部分，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，一是支撐和固定电机，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3xM57H螺纹孔，用以安装和固定端盖。距离圆心往下65-0. 1/-0. 4mm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0 8總孔01加均布用以固 定电机。零件0 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，長机器中的零件。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0 8mm孔0 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 0. 6mm最大要求。 还有底座与零件连接的倒圆角为5mm。2、0 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0 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0 102 .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, 47mm中2xM47H和0 10mm的通孔。0 10mm孔的粗糙度为12. 5o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HT200o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0 122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。1、工艺路线方案一：工序1：铳零件底座底面尺寸为30mmX 100mm,并铳两个底面内侧6x2mm的 阶梯面。工序2：铳零件0 122 -0.63 mm两端面工序3：铳零件内圆中的6个肋板表面工序4： 4次钻底座上的孔0 8mm,沉头孔0 12mm工序5： 2次钻M47H的螺纹通孔，钻0 10mm的通孔工序6： 6次攻两端面0 111上的M5-7H的螺纹孔，深度为12mm工序7：冲箭头工序&终检2、工艺路线方案二：工序h铳零件0 122九两端面圆工序2： 6次攻两端面0 111 的M5-7H的螺纹孔，深度为12mm工序3：铳零件内圆中的6个肋板表面工序4：铳零件底座底面尺寸为24mmX 80mm4次钻底座上的孔0 8mm,沉头孔0 12mm工序6： 2次钻M47H的螺纹通孔，钻0 10mm的通孔工序7：冲箭头工序&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0 122-0.63两端 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：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XA6132卧式铳床和专用夹具。工序2： 4次钻底座上的孔0 8mm,12mm选用Z535立式钻选用CA6140车床和专用选用XA6132卧式铳床和选用Z535立式钻床和专用选用Z535立式钻床和专用床和专用夹具。工序3：车零件0 122 %.63 mm两端面圆 夹具。工序4：铳零件内圆中的6个肋板表面 专用夹具。工序5：钻M47H中底孔和0 10mm的通孔 夹具。工序6： 2次攻M47H的螺纹通孔 夹具。工序7： 6次攻两端面0 111mm 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0 122-03mm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08mm總0 12mm (底座)毛坯为实心，不冲孔。4个孔精度要求介于ITlOITll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：07. 8mm钻孔：08 mm2Z=0. 2mm011mm2Z=3mm扩劉孔:012 mm2Z=lmm0_ . _ -0.223 两个端面圆(114 mm0 122 o-o.63 )0 _0分2要求表面粗糙度为12.5,外壳长度为114 一mm,则可以采用粗加工。参照相关手册确定0 122mm %.63外壳毛坯长度为119mm,以及加工余量分配：粗铳两个端面： 115mm2Z=4mm0 一0.22半精铳端面：114 mm4、内圆中6个肋板表面（0 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：铳肋板了两个侧面和倒圆：12mm粗铳肋板表面:6. 4mm2Z=2mm2Z=1. 6mm半精铳肋板表面：6mm2Z=0. 4mm5、螺纹孔（65mm、9mm、47mm2*M47H）攻螺纹孔：0 3. 9mm通孔攻螺纹孔：0 4mm 2Z=0. 1mm通孔-）.l通孔（65mm、9mm、11mm0 10mm）钻孔：0 9. 8mm通孔钻孔：0 10mm2Z=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。（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=8。已知铳削宽度b=6mm,铳削深度2mm故机床选用XA6132卧式铳床。（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=0. 20030mm/z,现取 fz=0. 20mm/zo(2) 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董为0.8mm,耐 用度 T=120mino(3) 确定切削速度和每齿进给量根据切削用董简明手册所知，Vc=(Cr/Fapfyv) XKv依据上述参数，查取 Vc=85mm/s, n=425r/min, Vf=438mm/so根据XA613型立式铳床主轴转速表查取，nc=250r/min, Vfc=400mm/so(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 基=(l+y+ A /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0 8mm孔并钩沉头孔0 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二0. 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=50mino 、确定钻削速度V根据切削用量简明手册查得a =670MPa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0 8mm的通孔，基本时间为25s辅助工时 t=10s热沉头孔4x0 8mm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0 122mm的端面。所选刀具为后角Qo=120 , 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二0.7Z。即：aP =0. 7x4=2. &2、进给董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/TBapxvfyv) XKv公式中的系数查表可得：Cr=235, n=0. 20 , Xv=0. 15 ,Yv=0. 45, Kv=l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 0 114mm 端面 Tjl=O. 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铳宽为12 mm的内圆肋板面。所选刀具为切槽铳刀，铳刀直径 d=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二0 520.10mm/z 现取 f =0. 52mm/zo 、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=60mino 、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，依据铳刀直径d=6mm,铳削宽度a二12mm, 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铳刀铳面基本时间为：T 基本=0. 25min辅助工时t =0. lOmin工序5切削用董及基本时间的确定本工序为钻2XM47H的底孔和钻0 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=O. 02mm/ro 、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c =670MPa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0 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，二670MPa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0 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0 4mm螺纹孔，攻丝，基本时间为40s辅助工时大约为 t=40s三、课程设计心得体会在老师的指导下顺利地完成了 “微电机壳”的机械加工工艺编程的设计， 并且认真地、有计划地按时完成设计任务。尽管整个设计在技术上不够先进， 但是在经济上合理、在生产上可行。此次设计，以机械加工工艺路线为主线，通过对零件图纸分析，初步拟订 加工表面方法，进一步拟订加工方法并选择机械加工装备。确定加工路线后， 熟悉并运用相关手册查工艺参数，计算切削用量和加工工时。将计算的数据以 及加工方法、刀具、机床设备，填入工艺文件。课程设计長我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会， 从事职业工作前一个比不可少也是提升个人能力的过程。通过这一周的课程设 计，我更加深深的体会了解了 “千里之行始于足下”这一佳话。首先，万事开 头难，但是我们必须脚踏实地的开始，了解设计整个过程的理念，以及设计零 件的思想和计划方案，这样我们才能为明天稳健地在社会建设大潮中找到立足 之地，为在大潮中奔跑打下坚实的基础。通过课程设计，我深深体会到干任何事都必须有耐心、细心。课程设计过 程中，有许多是要通过查阅手册获取数据和比较繁琐的计算，这些有时难免让 人有些心烦意乱，但是千里之堤，溃于蚁穴，以及现实社会中的一些事实提醒 自己，做事情要秉着负责任的态度，我从中得到了在工作作风上的一次难得磨 练。短短的一周工艺课程设计，我可以从中发现了自己所掌握的知识是多么的 贫乏，综合应用所学专业知识的能力还存在很多不足，正是有了这样的醒悟， 1 /1我从中也是有了不少的收获，积累了一定的经验，为我在以后的学习和工作中 给予很大的帮助。四、参考文献1、刘守勇主编-机械制造工艺与机床夹具（第二版）机械工业出版社刘守勇.20092、吴拓 鄭建国主编机械制造工程（第二版）北京机械工业出 版社.20093、孙本绪主编-机械加工余量手册北京国防工业出版社.19994、陈家芳主编实用金属切削加工工艺手册（第二版）上海科学技术出版社.2005