分析盤式電機殼體零(líng)件的結構、尺寸等加(jiā)工要求,選擇合適的毛坯尺寸和材(cái)料(liào),確定(dìng)加工餘量,擬定加工工藝路線,選擇合理的加工設備和刀具,保證零件的加工精度要求。測量結果表明,殼體結構和形狀(zhuàng)加工完整,尺寸精度滿(mǎn)足圖紙要求,工件合(hé)格。
1前言
盤(pán)式電機又稱盤式電機,具有結構緊(jǐn)湊、振動噪聲低、功率和轉矩密度高等優點。其基本結(jié)構大致可分為沿軸向(xiàng)分布的轉子組件和定子組(zǔ)件,以及底座和外殼。定子通常是線圈(quān),轉子是(shì)帶有永磁體的圓盤[1]。盤式電機外形扁平,軸向尺寸短,可以在有限的空間內發揮作用[2],如電動自行車、智(zhì)能家電、電動發電機組等。盤(pán)式電機(jī)還可以(yǐ)分為無鐵心電機(jī)和無鐵心電機兩種,其中盤式永磁電機推動了軸(zhóu)向磁通電機的發展[3]。傳統電機往往體積大、軸向尺寸大、能耗高,難以滿足工作精度要求。這些問題極大地(dì)限製了電機(jī)的工作場合和性能[4]。與傳(chuán)統電機(jī)相比,使用盤式(shì)電機可以大大降低能耗,達到(dào)節能減排的效果,同時可以提高電機(jī)的工作效率,充分發揮其(qí)工作性能和利用率[5]。
圖1顯示了盤式電機(jī)的外殼部件。作為盤式電機(jī)元件的安裝框架,在電機(jī)中起到固定、散熱、隔音的作用。其結構設計和加工精度將影響盤(pán)式電機的精度、質(zhì)量(liàng)和工作性能。
盤式電機殼體零件加工要求分析(xī)
盤式電機外殼零(líng)件結構簡單,加工技術要求不高。其中(zhōng)φ21mm槽的表麵粗(cū)糙(cāo)度值ra為1.6μ m,φ8mm通孔的表麵粗糙度值ra為1.6μ m,根據表麵粗糙度的不同,可以采用不同的加工方法。加工時要選好定位基準,部分零件端麵要倒角。
3殼體零件毛(máo)坯的選擇
3.1空白材料和類型的(de)選擇
鋁合金具有密度低、重量(liàng)輕、強(qiáng)度高(gāo)等優點。其中6061鋁合(hé)金質量較高(gāo),是以一(yī)定量的其他合金元素為基體的鋁(lǚ)合金(jīn)。因為它具有強度高(gāo)、加工成型後變形小、抗(kàng)氧化性好等(děng)優良性能。,能滿足電機外殼所要求的性能,所以選用6061鋁合金(jīn)毛坯。
3.2坯料尺寸和形狀的選擇
為了在節約成本的同時節約(yuē)材料消耗(hào),保證加工質量,在加工(gōng)前選擇合適尺寸的毛坯是很有必要的。根據盤式電機外殼零件圖,應選擇缸體毛坯(pī)。最大徑向輪廓尺寸為凸台(tái)與圓心的距離加上外(wài)圓半徑,即50.5+88/2 = 94.5 (mm)。最大軸向(xiàng)輪廓尺寸為10.8毫米..為了保證毛坯有足夠的(de)加工餘量,盡可能(néng)節省材料,可以選擇直(zhí)徑為100mm,厚度為15mm的圓柱形(xíng)毛坯進行加工(gōng)。
4擬定(dìng)工藝路線。
4.1確定定位基準(zhǔn)。
盤式電機的外殼是圓盤的(de)薄壁零件,其加工分為粗加工、半(bàn)精加工和精加工三個階(jiē)段。選擇φ8mm孔作為設計、測量和裝配的基(jī)準。以同一孔為基準進行設計、裝夾和測量,可以避免因基準不同而產生的誤差,從而大大(dà)滿足盤式(shì)電機殼體零件的(de)加工精(jīng)度要求[6]。在精加工中,加工表麵可用作定位基準。粗(cū)銑和(hé)精(jīng)銑內孔時,選擇外(wài)圓麵作(zuò)為定位基準。
4.2零件表麵加工方法
殼體有許多表麵需要加工,包括左右端麵、通孔、錐形槽、凸(tū)台和四個螺紋孔。根據各表麵的形狀尺寸、表麵粗糙度和加工精度的要求不同,所采用的加(jiā)工方法也不(bú)同。通過查閱相關資料,根據(jù)經驗,可以選擇適合每個曲麵的加(jiā)工方法[7]。
4.3加工過程
加工盤(pán)式電(diàn)機外殼的工藝路線是(shì):首(shǒu)先粗銑毛坯(pī)的上(shàng)半部分(fèn),銑掉上表麵(miàn)的毛坯材料,得到φ88毫米的外圓和30毫(háo)米寬的凸台;然後銑下殼體上部的內槽,在φ88mm的(de)外圓上得到寬0.95mm、高3mm、直徑86.1mm的邊槽,粗銑、精銑得到直徑72mm的槽,粗車、精車得到103°的錐麵;然後對錐麵(miàn)上的凹槽進行粗銑和精銑,得到直徑為φ21mm的凹槽和直徑為8 mm的通(tōng)孔;最後,將30毫米凸台的多餘部分銑掉,得到外(wài)輪廓的凹槽。
更換工件表麵,用適合殼(ké)體的夾具固定,銑掉多餘毛坯後,可對φ72mm槽形的四個(gè)孔(kǒng)位進(jìn)行(háng)粗銑和精銑;然後粗車、半精車、精車103度圓錐(zhuī)麵;最後,銑削剩餘的毛坯,同時根(gēn)據圖案尺寸在四個孔位鑽M3孔。之後對工件進行後置處(chù)理,加工(gōng)完成。
5確定流程規模。
盤(pán)式電機外殼上兩個標注(zhù)公差的尺寸麵需要在機床上多次加工,以滿足尺(chǐ)寸公差標定和一定(dìng)的表麵粗糙度要求。根據(jù)圖紙要求的(de)參數,通過正確(què)的加減運算可以計算(suàn)出各工序(xù)的工序尺寸[8]。標有公(gōng)差尺寸的盤式電機端蓋表麵(miàn)的總加(jiā)工餘量、工藝雙邊(biān)餘量、工藝尺寸(cùn)和表麵粗糙度的具體值見表2。
在零件圖中(zhōng),盤式電機殼體的軸向尺寸公差尚(shàng)未標注,這(zhè)意味著要求殼體的軸向尺寸精度較(jiào)小,不需要工藝尺寸(cùn)鏈的計(jì)算方法(fǎ)就(jiù)可以得到該零件的公差和工(gōng)藝尺寸。數控機床加工毛坯兩麵時,總(zǒng)的加工和車削餘量為毛坯的長度(dù)減(jiǎn)去盤式電機外殼的軸向尺寸,總的加(jiā)工和車削餘(yú)量為15-10.8 = 4.2 (mm)。這個餘量分布在銑(xǐ)毛坯表麵的兩次(cì)加(jiā)工過程中,第一次切削1.5mm,第二次切削2.7 mm,可以得出第一次加工後的剩餘尺寸為15-1.5 = 13.5 (mm),第二次加工後的尺(chǐ)寸為13.5-2.7 = 10.8 (mm)。
從(cóng)零件圖中可以看出,殼體圖片mm的側槽和通孔的尺寸精度要求都很高,需要粗銑(xǐ)、半精銑和精銑三道工序進行加工。
6加工設備和刀具(jù)的選擇
由於工件為非圓對稱零件,為了(le)保證隻用(yòng)一台機床完成加工,減少換(huàn)刀(dāo)時間和安裝工件的次數,從而提高生產效率,不(bú)浪費機床的能耗,可以使用車銑複合數控機床進行加工,可以滿足對工件進行車銑加工的工藝要求。適(shì)用於輪廓形狀不對稱的(de)工件,既能滿足車削和鑽孔的要求,又能滿足工藝夾緊和夾具的(de)要求[9,10]。
加工前,根據工件及其工藝選擇合適的刀具。粗銑φ72mm槽(cáo)時,用(yòng)φ10mm銑刀,精銑時(shí),用φ5mm銑刀。銑φ22mm槽時用φ2mm銑刀,銑φ8mm通孔時(shí)用φ5mm銑刀。
7加(jiā)工和測試
當設(shè)備處於待加工狀態(tài)時,工人準備好所需的(de)工(gōng)件,並按照上述加工步驟和方法進行加工。根據要求,加工(gōng)完成後,用(yòng)精密量具檢測工(gōng)件的尺寸和精度,全部(bù)合格。
8結(jié)束語
本文對新型盤式電機殼體零件的拉伸和加工工藝進行了分析和說明。根(gēn)據其特點、尺寸和參數,選擇合適的毛(máo)坯材料(liào)和加工程序,同時選擇合適的機床和刀具進行加工,從而獲(huò)得(dé)滿足尺寸精度要求和使用要求的新型盤式電機外殼零件。該技術科學可行,工件精度(dù)合格,有利於資源節約、工作效率高的新型盤式電機的設計和投入使(shǐ)用,使電機(jī)真(zhēn)正實(shí)現綠(lǜ)色節能。