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电机座加工工艺及夹具设计
董世全 王松
(沈阳机床集团 辽宁 沈阳 110142)
【摘 要】电机座是机床上数量较多的零件,它的精度直接影响到机床的精度、性能等。加快电机座的加工速度、降低电机座的加工成本可以增加机床的竞争优势。
【关键词】电机座;工艺;夹具
在机器中支承或容纳零部件的零件称之为机架,电机座作为机架的一种,设计的时候应考虑到机架设计需要保证的特性:刚性、强度及稳定性,还要满足机架的一般要求,如抗震性好、热变形对精度影响小、结构设计合理、工艺性好、便于铸造加工、安装调整方便以及经济美观等。
电机座是数控机床拖动环节中重要的零部件之一,使用数量大,属于小箱体类零件,主要作用是联接伺服拖动电机和滚珠丝杠,因此对该零件的制造精度、加工效率的要求都很高。安装轴承处孔的大小为Φ62H7,该孔对电机安装面垂直要求不大于0.01,压盖的安装面装轴承孔中心的跳动不大于0.01;电机止口大小为Φ110H7,其中心线对轴承座处中心线同轴度要求不大于Φ0.02,电机的安装面对电机止口中心线的跳动要求不大于0.01。
1电机座加工工艺性分析
电机座用于连接电机与丝杠,并将其固定在基座上。加工中心三轴的定位精度、重复定位精度等对电机座的精度有很大关联。因此电机座精度对加工中心的成品精度起到决定性的作用。我们公司的电机座,经过几年的不断改进,已具有良好的工艺性、经济性。下面对电机座加工的重点部位进行分析:
1.1电机座毛坯因铸造工艺、留量、木型、拔模斜度、车间当时温湿度以及供货商不同等因素,电机座之间存在很大差异,无法寻找折中的部位作定位和装置,而且车间内部取消了划线工序。以上为电机座的夹具设计造成很大麻烦。我们现在的解决方案为增加一道工艺序,在此序使用机床手脉粗略的定位并加工出装置面和定位面。要求此序夹压简单,耗时少。影响精度的主要因素有:操作者的技术水平以及责任心。
1.2作为机床上的拖动环节,作用是拖动装配体在导轨上运行,要求丝杠与导轨的平行度好,反映到电机座上就是轴承孔、电机止口连线与基面的平行度(要求0.01),因电机座的结构问题(只有2个面可以作为装置面使用,无法使上述2个加工部位在一次夹压内完成),只能在2个工序内完成。可以在加工前精修夹具,检测一下此面与机床Z轴(卧式加工中心)的平行度(要求0.008)。影响精度的主要因素有:设备精度、刀具(Φ62H7镗刀)、夹具。
1.3电机座位于电机与丝杠之间(丝杠与电机之间使用联轴节连接)。电机与电机座止口配合,丝杠与电机座轴承口内的轴承(3个)配合。为了保证机床工作平稳,要求电机与丝杠同轴度要达到一定的精度。这个精度反映到电机座上就是电机止口与轴承安装孔的同轴度(要求0.01)。可以由设备在一次夹压内加工完成来保证。影响精度的主要因素有:设备精度、刀具(轴承安装孔Φ62H7需使用200长的镗刀)。
总上,电机座的加工存在几个重点部位,都可以很容易解决,具有良好的加工工艺性。设计夹具主要需要考虑的是电机座的加工的经济型。
2电机座的加工工艺略述
总结上一小节的叙述,电机座的加工分为3序:工艺序、铣基面、镗孔。
2.1粗铣装置面(加工工艺性分析1.1)。电机座属于批量生产零件,首件加工时使用机床粗略的确定零件在机床上的位置,后续的零件按照此位置校准。加工出下序所需的装置面以及定位面。此序存在的问题主要表现在,铸出的轴承孔与电机止口的同轴差1~5mm。解决方案为,用铧钻检测轴承孔与电机止口的位置,作用与划线相似,有点不同就是可以加工下序的定位面,使下序的加工方便,快捷。使用设备卧式加工中心、立式加工中心。建议使用立式加工中心,可以有效的降低加工成本,提高电机座加工的经济性。
2.2铣基面(加工工艺分析1.2)。使用上序加夹具置面、定位面夹压电机座。加工电机座与基座的装配面、定位销孔、安装孔等。使用设备卧式加工中心、立式加工中心。建议使用卧式加工中心,可以旋转工作台,减少1次夹压。
2.3镗孔(加工工艺分析1.3)。使用基面、定位销、M10螺栓,模拟电机座的工作状态夹压。依次加工电机安装面、止口、轴承孔端面、轴承孔、各种螺纹孔,需旋转卧式加工中心工作台1次。使用卧式加工中心加工。
2.4电机座的加工与其他零件的加工一样,有以下几条经验:
(1)粗加工时先面后孔,平面的接触面积大,定位稳固可靠,而且大部分的零件的装配和设计基准都是平面,可以使设计、定位、装配的基准重合,减少误差,降低变形,提高精度;精加工时先孔后面,产品装配涉及孔时,先装配的是孔的位置,然后才是面,孔决定面,所以精加工时要先加工孔,然后加工孔所在的平面。对于钻孔无论粗精都是先加工面,后加工孔,这样可以避免钻孔时孔的偏斜和钻头的崩刃。
(2)粗、精加工分开。零件加工的时候,会因加工过程中的受力与温度的变化产生变
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