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1、微电机壳机械加工工艺制定及夹具设计编号：20190603090本 科 毕 业 设 计微电机壳机械加工工艺制定及夹具设计Micro-motor Shell Machining Process Development and Fixture Design姓 名邓 伟学 院 智能制造学院专 业 机械设计制造及其自动化班 级2015级2班学 号0603150211指导教师尹桂敏 副教授2019年5月31日微电机壳机械加工工艺制定及夹具设计摘 要机械制造业是实体经济的中流砥柱，它离不开机床，而机床夹具是制造业中必不可少的工艺装备，它可以降低劳动强度、保证加工精度以及实现自动化操作等。本次毕业设计对微电机
2、壳进行了工艺分析，选择了合适的毛坯。根据选定的定位基准及加工方法拟定了加工工艺路线，并进行了工艺计算。考虑到经济性和加工效率，将原本在车床上的工序调整到铣床和钻床上进行，故设计了微电机壳加工的钻床夹具和铣床夹具。定位和夹紧方案的确定是夹具设计的核心内容。在对于各类型的定位夹紧装置进行比较与分析后，设计了两套不但可以满足加工要求，且结构较为简单的装置。同时，通过对一系列定位误差和夹紧力的计算，验证了该零件的加工是可以保证其要求的精度的。在对夹紧力进行计算之后，对夹紧力进行了验证，满足夹具设计所要求的要有使工件在机床或夹具中保持正确位置的同时又不发生变形的要求。夹具采用SolidWorks创建了三
3、维实体模型并根据三维图绘制了夹具二维装配图及非标准件零件图。该夹具结构简单，经济性好，对于类似工件的大批量加工具有一定的指导意义。关键词：微电机壳；工艺装备；夹具设计；定位Micro-motor Shell Machining Process Development and Fixture DesignABSTRACTMechanical manufacturing is the mainstay of economics. It is inseparable from machine tools. Machine tool fixtures are an essential part of
4、the production of parts. They can reduce labor intensity, ensure machining accuracy and automate operations.In this paper, the process analysis of the micro-motor housing is carried out, and the appropriate blank is selected. According to the selected positioning reference and processing method, the
5、 processing route was drawn up and the process calculation was carried out. Considering the economy and processing efficiency, the original lathe process was adjusted to the milling machine and the drilling machine, so the drilling machine fixture and the milling machine fixture for the micro-motor
6、casing machining were designed. The core content of the fixture design is the determination of the positioning and clamping scheme. After comparing and analyzing each type of positioning and clamping device, two sets of devices that can meet the processing requirements and have a simple structure ar
7、e designed. At the same time, through the calculation of a series of positioning errors and clamping forces, it is verified that the machining of the parts can guarantee the required accuracy. After the calculation of the clamping force, it is verified that the clamping force of the part when it is
8、clamped is not large, and the requirements of the fixture design are required to keep the workpiece in the correct position in the machine tool or fixture without deformation. Requirements. The fixture uses SolidWorks to create a 3D solid model and draws a 2D assembly drawing and a non-standard part
9、s drawing based on the 3D drawing. The fixture has a simple structure and a low price, and has certain guiding significance for the processing of similar parts.Keywords：Micro-motor Shell Process Equipment Fixture Design Positioning目 录1引 言11.1 选题背景11.2 选题的意义21.3 夹具技术现状及发展趋势21.4 主要研究内容32 微电机壳加工工艺规程设计3
10、2.1 零件简图32.2 零件分析32.3 毛坯的选择与设计42.4 工艺路线的拟定52.5 工艺计算73 钻夹具的设计123.1 钻床专用夹具设计要点123.2 定位方案123.3 夹紧方案123.4 钻套的设计123.5 钻模板的设计133.6 切削力和夹紧力的计算133.7 定位误差分析144 铣夹具的设计154.1 铣床专用夹具设计注意事项154.2 定位方案154.3 夹紧方案的确定154.4 切削力和夹紧力的确定164.5 定位误差分析165 总 结18参考文献19致 谢20IV1 引 言1.1选题背景实体经济是国民经济的中流砥柱，制造业是实体经济的支柱产业，而机械制造业是制造业中
11、最重要的组成部分。机械制造业发展水平的高低决定了一个国家工业化程度的高低。无论是在传统的机械加工（图1-1）还是新兴的柔性制造系统（图1-2）中，夹具都是必不可少的工艺装备，夹具的好坏对加工质图1-1 传统机械制造车间图1-2 现代柔性制造系统示意图量、生产效率和制造成本起着重要作用。夹具是一种使工件在机床中具有正确的位置并夹紧的工艺装备，在机加产品的生产中得到广泛应用。合理的使用夹具可以使产品的加工质量和生产率得到保证，还可以降低生产成本。若使用专用夹具还可以改变原本机床的用途及其使用范围，实现一机多用1。专用机床夹具的出现使得零件的大批量生产成为可能。在实际生产中，常常会出现通用夹具不能满
12、足实际生产需要的情况，这时就需要专门为某道工序设计专用夹具。专用夹具具有结构简单、紧凑，操作方便快捷，对操作者的专业素质要求低等特点。1.2 选题的意义随着科技的发展，新工艺、新技术如雨后春笋般发展。高效率、高质量和低成本是当今机械制造工艺的主要发展方向。数控机床的出现，实现了对复杂零件的加工。在计算机时代，极大的促进了机械加工工艺的发展，CAPP（Computer Aided Process Planning）系统的发展和广泛应用，使得机械加工工艺过程的制定步入数字化，与此同时机械加工工艺过程也在朝着自动化方向发展。进入21世纪，各种电气化产品大量涌现，使得微电机得到广泛的应用。随着生活水平
13、的提高，智能家居、电子产品、机器人以及汽车的需求越来越大，微电机在这些领域的应用较为广泛，所以微电机需求量在近年来呈现快速增长的趋势。微电机壳是微电机的重要组成部分，起保护电机内部元件的作用。合理的设计微电机壳的机械加工工艺流程以及夹具，可以提高微电机的生产效率，更好的满足市场需求。1.3 夹具技术现状及发展趋势1787年，世界上第一架纺织机横空出世，拉开了工业革命的大幕。夹具也正是在这一年出现，其发展经历了以下几个阶段。第一阶段是简单的人与夹具的结合。在工业革命的初期，对所生产的产品的精度几乎没有什么要求，产品的加工质量完全取决于操作者的经验，夹具在加工中仅仅起到辅助作用。第二阶段是随着第二
14、次工业革命的进行，电机、飞机、电车、机床等制造行业得到快速发展，使得夹具的门类也逐渐发展齐全。在这一阶段，夹具逐渐成为机械制造系统的主流工艺装备之一。第三阶段是由于近代科技的进步致使生产力得到迅速提高，夹具在系统中的地位进一步提高，该阶段的主要特征变现为夹具与机床的紧密结合3。随着制造技术的更新，机械制造系统的柔性化已经成为行业趋势,国外已把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展方向19。柔性系统的发展与柔性夹具的发展密切相关，组合夹具是柔性夹具中比较有代表性的一类夹具。而应用组合夹具的关键技术是计算机辅助夹具设计技术(CAFD)，它正朝着集成化、标准化、并行化及
15、智能化方向发展17。可重新配置夹具等新型夹具的出现，是应对不断增加的产品种类和更短生命周期的重要推动因素7。1.4 主要研究内容本次毕业设计选择的课题是微电机壳机械加工工艺制定及夹具设计，针对微电机壳加工中的铣削及钻孔设计了铣床及钻床两套专用夹具。本次毕业设计的主要研究内容为：介绍了夹具的设计过程，并针对微电机壳加工中的车削及钻孔设计了两套专用夹具，即铣床专用夹具及钻床专用夹具。此外绘制了夹具的装配图及非标准零件图。本次设计的研究对于微电机壳的加工过程有一定的指导意义。 2 微电机壳加工工艺规程设计2.1 零件简图图2-1 微电机壳零件图2.2 零件分析2.2.1 零件的作用微电机是汽车、智能
16、家居、机器人等机械设备传动的常用零件。其主要作用是将电能转化为机械能，为机构的正常运转提供动力。而微电机壳起到保护微电机内部元件的作用，其加工质量会影响电机的使用寿命，从而影响机械的工作精度、使用性能和寿命。2.2.2生产纲领和生产类型生产纲领决定了零件生产过程中所选用的工艺装备及工艺方法。零件的生产纲领N可以按照式（2-1）计算 （2-1） 取Q=8000，a=4，b=1，则根据式（2-1）得年产量 =80001（1+3%）（1+1%）=8323件/年查机械制造技术基础表1-2得此零件属于大批量生产。2.2.3零件的工艺分析 （1）钻M5螺纹孔 本组加工表面包括：M5螺纹孔位置要求：1) M
17、5螺纹孔与102圆中心线保证圆柱度为0.4mm； 2) 保证螺纹孔的深度为12mm；（2）钻8孔位置要求：8孔相对于中心轴线的圆柱度为0.6mm；（3）以114内壁的加工表面本组加工表面包括：10通孔以及两个M4螺纹孔位置要求：M4螺纹孔圆柱度要求为0.4mm；2.3 毛坯的选择与设计（1）应考虑的因素有以下几点：1）零件的结构尺寸的合理性；2）零件的各项力学性能是否满足要求；3）零件的生产批量；4）生产水平和生产设备限制；5）在保证其他各项要求的情况下，如何降低零件的生产价格；（2）从零件的结构形状以及尺寸大小看：此零件属于外形较为复杂的小型零件，具有一定的壁厚。因此考虑采用熔模铸造、金属铸
18、造、压铸造等较为精密的铸造方式，同时可以减少切削加工。（3）从生产批量看：该零件属于大批量生产，应该选取精度较高方法制造毛坯，从而减小材料消耗和机械加工工作量，达到提高生产率降低生产成本的目的。（4）从零件的力学性能看：微电机壳受力较为单一，且需要良好的抗震性。（5）从经济性方面看：在其他方面方面都满足要求的情况下，要考虑经济效益。对比铸造、锻造等毛坯制造手段，考虑到毛坯的各项性能和产品经济性，铸造为最佳选择。在大批量生产情况下，选择金属型铸造比较合适。综上所述，毛坯的材料选择HT200，金属型铸造。图2-2 微电机壳毛坯图2.4工艺路线的拟定2.4.1 定位基准的选取在选取粗基准时应遵循粗基
19、准的四大选用原则，本零件选取未加工的毛坯底座表面作为粗基准。本零件是薄壁的微电机壳，在选用精基准时应充分考虑精基准选用原则中的基准统一原则，保证加工精度。前期选用底座的底面作为精基准，待内孔加工出来后，便可以将内孔作为精基准，后续所有的工序都可以以此内孔作为精基准。这样使得基准得到统一，加工精度得到保证。2.4.2 表面加工方案的确定在确定表面加工方案时，要在结合现场的生产条件，充分考虑材料的各项性能和生产的经济性的基础上，确定各表面的加工方法。本零件需要加工端面、内孔以及螺纹孔等，材料为HT200。依据表面粗糙度和公差等级要求，查阅机械制造工艺与机床夹具 ，得各表面的加工方法如下：（1） 底
20、座下表面：未标明粗糙度要求，由国标知公差等级为12级，只需进行粗铣便可达到要求；（2） 8孔：公差等级为8级，需要进行钻、扩、铰；（3） M5螺纹孔：需要进行钻孔、攻丝；（4） M4螺纹孔：M4螺纹孔需进行钻孔、攻丝；（5） 10通孔:10的通孔只需进行钻孔。2.4.3 表面加工顺序的确定一个好的结构应该在具备加工可能性的同时，也要满足便于加工、保证加工质量以及减小工作量的要求。设计和工艺是密切相关的，在制定机械零件的加工工艺时，选择的加工方法及设备应该能够满足加工精度的要求。在安排表面加工工序时，应遵循先基准后其它、先粗后精、先主后次、先面后孔的原则。微电机壳的加工包括通孔和螺纹孔的加工，按
21、照先加工基面以及先粗后精原则，拟定了两套工艺路线，其工艺安排如下：表2-1 加工工序方案一工序加工方式铸铸造出毛坯128120118热处理毛坯退火处理铣粗，精铣微电机壳底座平面钻钻，扩，铰4-8孔；钻4-12孔粗，精铣微电机壳两侧面M5钻右端面M5螺纹孔2-M4钻10去毛刺，攻丝入库表2-2 加工工序方案二工序加工方式铸铸造出毛坯128120118热处理毛坯退火处理铣粗，精铣微电机壳底座平面铣粗，精铣微电机壳两侧面钻钻，扩，铰4-8孔；钻4-12孔钻钻左端面M5螺纹孔钻钻右端面M5螺纹孔钻钻2-M4螺纹孔钻钻10通孔钳去毛刺，攻丝终检入库方案一是先钻底面四个8孔之后再铣微电机壳两侧面。而方案二
22、是先铣两侧面再钻底面四个8孔。方案一先用毛坯平面作为粗基准进行定位，再用加工好的四个孔作为精基准进行加工。方案二是先铣微电机壳两侧面再钻孔。因为方案一可以保证更高的零件精度，故选择方案一。2.4.4 机床及工艺装备的选择（1） 机床的选择a 工序、为铣削，应选择立式铣床。考虑本零件属于大批量生产，所选用的机床使用范围较广为宜，故选取X5012型铣床即可满足加工要求。b 工序 为钻孔，选取Z525立式钻床。（2）夹具的选择本零件各工序均采用专用夹具。（3）刀具的选择a 铣削时选用高速钢直柄立铣刀b 钻8孔时需要钻、扩、铰，分别选用钻头、扩孔钻、铰刀，加工M5螺纹孔时需要钻孔、攻丝，故选用钻头和丝
23、锥。（5）选择量具本零件属于大批量生产，应尽量选择通用量具以保证互换性，降低生产成本。根据零件的尺寸和形状特点以及表面精度要求，参考机械制造工艺与机床夹具等有关资料，选择如下：a 铣平面时选用游标卡尺。b 钻孔时选用分度值为0.01mm的游标卡尺c 攻丝时选用内径千分尺2.5 工艺计算2.5.1 工序尺寸与加工余量的确定用材料去除方法加工零件时，一般都要从毛坯表面去除一层材料之后才能加工出满足图样要求的零件。在毛坯上留作加工用的材料层，称之为加工余量。标注公差时应单向标注，对于被包容尺寸，上偏差为0，对于包容尺寸，下偏差为0。各加工面加工余量及尺寸确定如下：（1）铣底平面及两侧面查机械制造技术
24、基础与工艺学课程设计教程，取加工余量Z=2mm。该平面的表面粗糙度为Ra12.5，取加工精度为IT12，按照“入体原则”标注，则该工序尺寸为。（2）钻、扩、铰8孔查机械制造技术基础与工艺学课程设计教程，钻孔加工精度取12级，按照“入体原则”标注，则该工序尺寸为；扩孔加工精度取9级，按照“入体原则”标注，该工序尺寸为；取铰孔的加工精度为7级，按照“入体原则”标注，则该工序的尺寸为。（3）钻M5螺纹孔查机械制造技术基础与工艺学课程设计教程，钻孔加工精度取10级，按照“入体原则”标注，则该工序的尺寸为。（4）钻通孔及M4螺纹孔查机械制造技术基础与工艺学课程设计教程，钻通孔加工精度取12级，则该工序尺
25、寸为；钻螺纹加工精度取7级，按照“入体原则”标注，则该工序尺寸为。2.5.2 切削用量的确定切削用量的选用原则为：首先选取尽可能大的背吃刀量；再根据机床进给机构强度等条件选取尽可能大的进给量f。最后在机械加工余量手册查取经验值或利用公式计算得出，此处利用机械加工余量手册中经验值。（1） 工序：铸造毛坯工件材料：HT200，强度极限=0.16GPa,硬度为163-255HBS。加工要求：铸造（2） 工序：热处理工件材料：HT200，强度极限=0.16GPa,硬度为163-255HBS。加工要求：退火处理。（3） 工序：铣底座底平面工件材料：HT200，强度极限=0.16GPa,硬度为163-25
26、5HBS。加工要求：粗铣底座底平面机床：X5012加工刀具：高速钢直柄立铣刀1） 背吃刀量的确定：取=1.2mm。2） 进给量的确定：查机械加工工艺技术及管理手册，按机床功率为5-10KW、工艺系统刚度为中等条件选取，取进给量f=0.08mm/z。3） 切削速度的计算：查机械加工工艺技术及管理手册，按d/z=80/10选取，切削速度取40.5mm/min。由公式 （2-2）得铣刀转速n=161r/min,参考机床夹具设计中所列X5012型立式铣床的主轴转速，取转速n=188r/min。再将此转速带入式（2-2）中可求得实际铣削转速=47.2m/min。（4） 工序：钻，扩，铰4-8孔；钻4-1
27、2孔工件材料：HT200，强度极限=0.16GPa,硬度为163-255HBS。加工要求：钻，扩，铰4-8孔；钻4-12孔机床：Z525加工刀具：高速麻花钻，扩孔钻，铰刀1) 钻孔工步a) 背吃刀量的选取：取=7.8mm。b) 进给量的选取：查机械加工工艺技术及管理手册，选取进给量f=0.16mm/r。c) 切削速度的计算：由机械加工工艺技术及管理手册，工件材料为HT200，选取切削速度=20m/mm。由公式（2-2）可求得钻头转速为n=816.6r/min。查机床夹具设计，取主轴转速为n=960r/min。再将此转速带入式（2-2）中可求得实际钻削速度=23.5m/min。2) 扩孔工步a)
28、 背吃刀量的确定：取=0.20mm。b) 进给量的确定：查机械加工工艺技术及管理手册，选取进给量f=0.4mm/r。c) 切削速度的计算：由机械加工工艺技术及管理手册，取切削速度为=4m/min。由公式（2-2）可求得转速n=159.2r/min，由机床夹具设计查得Z525型立式钻床的主轴转速，取主轴转速为n=195r/min。带入式（2-2）求得实际切削速度为=4.89m/min。（5） 工序：粗，精铣微电机壳两侧面与工序所选取的切削用量一致。（6） 工序、：钻M5螺纹孔1) 钻孔工步a) 背吃刀量的确定：取=4.5mm。b) 进给量的确定：查机械加工工艺技术及管理手册，选取进给量f=0.1
29、mm/r。c) 切削速度的计算：由机械加工工艺技术及管理手册，取切削速度为20m/min。由公式（2-2）求得转速n=1326r/min，由查机床夹具设计，取主轴转速为n=1360r/min。带入式（2-2）求得实际切削速度为=20.5m/min。2) 攻丝工步a) 背吃刀量的选取：取=0.5mm。b) 进给量的选取：取进给量为f=0.5mm/r。c) 切削速度的计算：由机械加工工艺技术及管理手册，取切削速度为6m/min。由公式（2-2）可求得转速n=382r/min，查机床夹具设计，取主轴转速为n=392r/min。带入式（2-2）求得实际切削速度为=6.15m/min。（7）工序：钻M4
30、螺纹孔1) 钻孔工步a) 背吃刀量的选取：取=3.5mm。b) 进给量的选取：查机械加工工艺技术及管理手册，选取进给量f=0.1mm/r。c) 切削速度的计算：由机械加工工艺技术及管理手册，取切削速度为20m/min。由公式（2-2）可求得转速n=1820r/min，查机床夹具设计，取主轴转速为n=2150r/min。带入式（2-2）求得实际切削速度为=23.6m/min。2） 攻丝工步a) 背吃刀量的确定：取=0.5mm。b) 进给量的确定：攻丝进给量即螺距。因此选取进给量为f=0.5mm/r。c) 切削速度的计算：由机械加工工艺技术及管理手册，取切削速度为6m/min。由公式（2-2）可求
31、得转速n=477.7r/min，查机床夹具设计，取主轴转速为n=600r/min。带入式（2-2）求得实际切削速度为=6m/min。（8）工序：钻10通孔a) 背吃刀量的确定：取=10mm。b) 进给量的确定：查机械加工工艺技术及管理手册，选 取进给量mm/r。c) 切削速度的计算：由机械制造技术基础与工艺学课程设计教程，取切削速度为15m/min。由公式（2-2）可求得转速n=477.7r/min，查机床夹具设计，取主轴转速为n=545r/min。带入式（2-2）求得实际切削速度为=17.1m/min。2.5.3 基本工时的确定（1）基本时间 1）工序：铣底座底平面 基本时间可由公式= (2
32、-3) 求得。式中l=100mm，n=161r/min，f=0.8mm/z。得=0.77min=46.2s。 两平面需92.4s。2）工序：钻，扩，铰4-8孔；钻4-12孔 钻8孔所需基本时间可由式（2-3）得出，其中钻孔工时=5.1s；扩孔工时=29.2s；铰孔工时=21.7s。则四个孔所需时间86.8s。 钻12孔所需基本时间可由式（2-3）得出，s。则四个孔所需时间T=65.68s。3）工序：粗，精铣微电机壳两侧面 粗，精铣微电机壳两侧面基本时间由式（2-3）得=128s。则总时间T=256s。4）工序、：钻M5螺纹孔 由式（2-3）得钻孔时=7.34s，总时间T=44.04s。得攻丝时
33、间=8s，总时间T=48s。5）工序：钻M4螺纹孔 由式（2-3）得钻孔时间=3.47s，总时间T=6.96s。得攻丝时间=4.1s,总时间T=8.2s。6）工序：钻10通孔 由式（2-3）得钻孔时间=4.3s。（2）辅助时间辅助时间与基本时间的关系为(0.15-0.2)，此处取0.15，则各工序的辅助时间分别为：工序：铣底座底平面的辅助时间=0.1592.4=13.86s工序：钻，扩，铰4-8孔辅助时间=0.1521.7=3.255s 钻4-12孔辅助时间=0.1565.68=89.582s 工序：粗，精铣微电机壳两侧面辅助时间=0.15128=19.2s 工序、：钻M5螺纹孔钻孔辅助时间=
34、0.1544.04=6.06s 钻M5螺纹孔攻丝辅助时间=0.1548=19.2s 工序：钻M4螺纹孔钻孔辅助时间=0.156.96=1.044s 钻M4螺纹孔攻丝辅助时间=0.158.2=1.23s 工序：钻10通孔辅助时间=0.154.3=0.645s3 钻夹具的设计3.1 钻床专用夹具设计要点钻模的结构类型需要根据工件的形状尺寸、加工要求和批量来选择。在选择时需要注意以下几点：（1） 钻孔直径大于10mm时，应采用固定式钻模；（2） 加工小件时，应该采用翻转式钻模，且工件加钻模总质量应小于10kg；（3） 加工对孔垂直度和中心距要求不高的工件时，应首先考虑滑柱式钻模。钻模设计时的其他注意
35、事项：（1） 安装钻套的孔之间应保持足够的精度（2） 孔与定位元件之间应保持足够的精度；（3） 钻模板要有足够的强度和刚度，从而保证钻套具有正确的位置；3.2 定位方案在加工工件时，以V型块限制，用支撑钉限制,用V型块和支撑板限制x、y、z三个方向的转动。3.3 夹紧方案采用手动V型块压紧以及螺钉进行夹紧。V型块构造(图3-1)如下：图3-1 V型块构造3.4 钻套的设计钻套是为了使刀具在加工中处于正确的位置。钻套导向部分的高度与刀具的导向性成正比，常取H=（1-2.5）D。为便于排屑，钻套与被加工件之间应留有适当的距离h；在加工零件为铸件时，取h=(0.3-0.4)D。该工件为大批量生产，故
36、选用B型固定钻套较为合理，为了防止钻套在钻模板中上下滑动或者转动，钻套用螺钉固定，并取H=20mm。钻套（图3-2）的结构如图所示。图3-2 固定钻套3.5 钻模板的设计为防止变形，钻模板应该具有足够的刚度，但同时也应该考虑轻量化，钻模板的厚度一般在15-30mm，由钻套的高度确定。在刚度不足时，可以将钻模板局部加厚或者设置加强肋，以增加其刚度。3.6 切削力和夹紧力的计算（1）切削力的计算切削刀具：麻花钻计算公式：查机械制造技术基础得切削力公式为 P=CPt0.83Sz0.65D-0.83BzKp (3-1)式中：类型系数：C=294钻削深度：t=1mm钻削宽度：B=100mm每齿进给量：S
37、z=0.2mm/z麻花钻直径：D=15mm修正系数： 因此，由式（3-1）得切削力P=5494.9N（2）夹紧力的计算由机床夹具设计知夹紧力公式为 wk=kwk1 （3-2）式中k=k0k1k2k3k4取 k0=1.5；k1=1.0；k2=1.0；k3=1.2；k4=1.3；f1=0.3；f2=0.3；wk1=3158N；则由式（3-2）得夹紧力wk=7390N3.7 定位误差分析本夹具利用支撑钉和定位销定位，中心线垂直度偏差为0.08mm，公差为mm。当误差总和小于规定误差时方可满足加工要求。即 （3-3）其中 （3-4）由机床夹具设计知平面的定位误差为： 夹紧误差为： （3-5）式中 mm
38、 mm通常磨损造成误差夹具相对刀具的位置误差如图(3-3)为钻模三维装配图，采用V型块与支撑钉对工件进行定位，使工件达到完全定位。图3-3 钻模三维图4 铣夹具的设计4.1 铣床专用夹具设计注意事项在设计铣床夹具时，需要注意以下几点：（1） 选用的原材料应有良好的性能；（2） 夹紧力的作用点要有利于夹紧；（3） 避免夹具结构复杂化，要便于操作；（4） 要考虑夹具结构的经济性。4.2 定位方案在加工工件时，采用一面两销（图4-1）进行定位。以支撑底板限制z方向的移动和x、y方向的转动。以压板和定位销限制z方向的转动和x、y方向的移动。图4-1 定位销与削边销示意图4.3 夹紧方案的确定（1）夹紧
39、结构的确定 在设计夹紧装置时应满足以下基本要求： a) 要保证工件的定位；b) 夹紧力不能破坏工件的表面结构；c) 操作要简便、省力；d) 结构简单、便于制造；本道工序选用了手动螺旋板夹紧机构（图4-2），降低了夹具的制造成本。图4-2 铣床夹具夹紧示意图4.4 切削力和夹紧力的确定（1）切削力的计算查机械加工工艺技术及管理手册得切削力公式为 （4-1）在计算切削力时，需要考虑安全系数 （4-2）取 =1.4； =0.9；=0.9；=1.0；得 K=1.134由式（3-6）得切削力（2）夹紧力的计算查机械加工工艺技术及管理手册知夹紧力与切削力之间的关系为 （4-3）两作用力方向相反，安全系数K
40、=3。故F=1452N=4357N4.5 定位误差分析本夹具以平面定位，在保证孔与底面之间的平行度公差的同时，还需要保证孔与侧平面之间的尺寸公差，孔轴线与侧面为线性尺寸公差，根据国家标准规定，取尺寸偏差为370.3。定位误差：当时，侧面支撑钉与底面的距离为h，侧面高度为H，且满足 （4-4）定位误差为 mm由式（3-5）得夹紧误差式中mm则 mm误差总和：mm综上所述，所设计的铣床夹具能够满足零件的加工精度要求，其三维装配图如图4-3所示。图4-3 铣夹具三维图5 总 结通过对微电机壳进行工艺分析，选定了毛坯的材料和制定方式，拟定了生产微电机壳的工艺路线。通过对零件的加工要求和加工特点进行分析
41、，将原本在车床上进行的工序转移到了铣床和钻床上，设计了两套较为合理的夹具：钻床夹具以及铣床夹具。钻床夹具通过V型块进行定位，在与钻套的配合下可以提高零件的加工精度。铣床夹具通过一面两销进行定位，为防止出现过定位，设置了削边销。此次所设计的夹具在加工稳定性和经济性上有一定优势。通过此次的设计，让我更加深刻的认识到工艺装备在机械加工中的重要作用。在设计过程中发现了许多问题需要通过仿真设计完成，由于条件和个人能力限制，未能得到解决。如:（1） 切削过程的有限元分析（2） 切削过程的热传导分析参考文献1 熊良山，张福润.机械制造技术基础（第二版）M.武汉：华中科技大学出版社，2016.2 于骏一，邹青
42、.机械制造技术基础（第2版）M.北京：机械工业出版社，20093 杨卫卫,孙景锋,刘翠娟.浅谈机床夹具的发展趋势J.汽车实用技术,2018(08):107-108.4 刘艳中，李湘.机床夹具设计M.重庆：重庆大学出版社。20175 微电机(月刊)J.微电机,2018,51(05):42.6 谢佳娜.面向智能化装备的微电机控制技术发展现状J.民营科技,2018(08):68+71.7 唐苏亚.我国微电机行业的现状及发展趋势J.微电机(伺服技术),2004(03):49-50.8 闻邦椿.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，20109 丁迎新.微电机夹具的加工设计J.民营科技,2013(08):
43、32+200.10 微特电机J.微特电机,2019,47(01):95.11 刘守勇.机械制造工艺与机床夹具（第二版）M.北京：机械工业出版社，200912 王宗培.永磁直流微电机M.南京：东南大学出版社，199213 孙本绪.机械加工余量手册M.北京：国防工业出版社，199914 于大国.机械制造技术基础与工艺学课程设计教程M.北京：国防工业出版社，201315 陈宏钧.机械加工工艺技术及管理手册M.北京：机械工业出版社，201116 成长城.微电机壳专用夹具设计及其切削过程仿真研究D.江苏大学,2012.17 王凤岐,许红静,郭伟.计算机辅助夹具设计综述J.航空制造技术,2003(11):38-40.18 胡岗.机械制造工艺与机床夹具设计指导书：毕业设计指导M.北京：机械工业出版社，201619 蔡瑾,段国林,姚涛,许红静.计算机辅助夹具设计技术回顾与发展趋势综述J.机械设计,2010,27(02):1-6.20 Mads Bejlegaard,Waguih ElMaraghy,Thomas D. Brunoe,Ann-Louise Andersen,Kj