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一 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，不同技術(shù)領(lǐng)域的飛速發(fā)展和新興技術(shù)行業(yè)的出現(xiàn)，使得電機(jī)行業(yè)的發(fā)展越來(lái)越迅猛，無(wú)論從電機(jī)的原材料生產(chǎn)到電機(jī)零件的加工制作再到電機(jī)的總裝，基本越來(lái)越向自動(dòng)化、智能化、專(zhuān)業(yè)化發(fā)展；同時(shí)隨著客戶(hù)對(duì)電機(jī)的質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格，不在像以前電機(jī)能轉(zhuǎn)就行，需要電機(jī)經(jīng)久耐用、高效、節(jié)能。從而需要電機(jī)生產(chǎn)制造廠家不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷的提高電機(jī)的加工制作質(zhì)量。同時(shí)隨著機(jī)械加工設(shè)備的設(shè)計(jì)制作專(zhuān)業(yè)化、智能化，加工設(shè)備的精度越來(lái)越高，效率也越來(lái)越快，所以也需要電機(jī)廠家不斷的完善零件的加工工藝及工裝，設(shè)計(jì)合理的工裝夾具，制定合理的加工工藝，提升效率與質(zhì)量。在電機(jī)的零件加工中，鑄鐵機(jī)座的加工是主要的加工零件之一，也是最容易產(chǎn)生加工質(zhì)量問(wèn)題的零件之一，機(jī)座加工質(zhì)量的好壞直接影響電機(jī)整機(jī)裝配的質(zhì)量；同時(shí)常規(guī)的電機(jī)機(jī)座的加工需要來(lái)回需要四次裝夾才能完成零件的加工，毛刀精車(chē)各需要兩次，所以加工效率慢，零件在工序間的周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不利于效率與質(zhì)量的提升。同時(shí)隨著機(jī)座鑄造工藝的改進(jìn)，由手工造型到機(jī)器造型，機(jī)殼鑄件的質(zhì)量不斷提升；需要不斷的優(yōu)化鑄鐵機(jī)座機(jī)座的加工工藝及工裝。本文主要針對(duì)數(shù)控立車(chē)對(duì)鑄鐵機(jī)座進(jìn)行加工工藝工裝的優(yōu)化改進(jìn)，從理論分析到前期工藝策劃，到加工裝夾工裝設(shè)計(jì)制作、刀具選擇，零件的生產(chǎn)加工、零件質(zhì)量確認(rèn)最后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析推廣。

二、前期的工藝分析策劃

圖2.1常用的機(jī)座的兩種加工方式

1、常規(guī)電機(jī)機(jī)座的加工質(zhì)量直接影響到電機(jī)的裝配質(zhì)量，若機(jī)座加工出來(lái)變形、同心度、加工尺寸超差，電機(jī)裝配后定轉(zhuǎn)子相擦、死機(jī)、異響等情況，嚴(yán)重影響電機(jī)的電器性能和機(jī)械性能。電機(jī)機(jī)座的加工從車(chē)床的結(jié)構(gòu)分主要有臥式車(chē)床和立式車(chē)床兩大類(lèi)如圖2.1所示，臥式車(chē)床由于工件臥式安裝，加工運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)隨著機(jī)座重量的增加，旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生就較大的離心力，對(duì)設(shè)備的主軸影響較大相比對(duì)于立車(chē)的立式安裝，加工精度變低，加工穩(wěn)定性變差；同時(shí)對(duì)于臥式車(chē)床來(lái)說(shuō)隨著機(jī)座零件的型號(hào)的增大，重量的增加，對(duì)比立式車(chē)床其不利于零件的安裝裝夾，所以對(duì)于中心高在H160及以上的電機(jī)型號(hào)，機(jī)座的加工基本通過(guò)立車(chē)來(lái)加工完成。同時(shí)隨著加工機(jī)械的發(fā)展，數(shù)控立車(chē)的普及，越來(lái)越多的廠家逐步更新為數(shù)控立車(chē)來(lái)加工鑄鐵機(jī)座零件。長(zhǎng)期以來(lái)，H160及以上的電機(jī)鑄鐵機(jī)座的加工從毛坯到成品需要經(jīng)過(guò)如圖2.2所示的幾道工序：首先，夾持機(jī)座外圓或內(nèi)孔，毛刀一端端面、白段——其次，掉頭，夾持已加工好的白段，毛刀加工另一頭的端面、白段、鐵芯檔——再后，上襯片，搭子壓緊，精車(chē)一端止口、端面、鐵芯檔——最后，掉頭精車(chē)另一頭止口、端面控制機(jī)座總長(zhǎng)，需要四道工序、四次裝夾、多道周轉(zhuǎn)才能完成普通鑄鐵機(jī)座的加工。導(dǎo)致機(jī)座生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，不利于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的協(xié)調(diào)；同時(shí)根據(jù)收集的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)看，由于在精車(chē)時(shí)存在兩次裝夾，存在裝夾誤差，加上若襯片有點(diǎn)變形、襯片上鐵屑清理不干凈，則更容易發(fā)生機(jī)座兩端止口與機(jī)座鐵芯檔的同心度超差的質(zhì)量隱患。在目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的前提的下，提升效率，提升質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，是目前企業(yè)必須面對(duì)的問(wèn)題。所以結(jié)合一直以來(lái)的機(jī)座加工工藝及越來(lái)越普及的數(shù)控立車(chē)對(duì)其的加工工藝及工裝夾具進(jìn)行改進(jìn)，使其從毛坯到成品兩次裝夾，兩刀加工完成。即第一次裝夾完成毛刀，第二次裝夾完成精車(chē)。

圖2.2，常規(guī)H160及以上鑄鐵機(jī)座的加工工序流程

圖2.3，鑄鐵機(jī)座的外形結(jié)構(gòu)

2、對(duì)鑄鐵機(jī)座的外形結(jié)構(gòu)分析如圖2.3所示。根據(jù)圖紙與實(shí)物對(duì)照，同時(shí)由于目前的H160及以上的機(jī)座鑄件已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)器造型及消失模鑄造工藝，所以機(jī)鑄的外觀相比較手工造型的美觀、規(guī)則，同時(shí)余量合理、鑄件變形小所以好加工；同時(shí)加上機(jī)座上有搭子用于安裝端蓋，搭子反面可通過(guò)壓板壓緊來(lái)固定機(jī)座，所以通過(guò)分析和查閱相關(guān)的機(jī)座加工工藝及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，則確認(rèn)可以通過(guò)加工刀具、裝夾工裝、加工工藝路線可以實(shí)現(xiàn)機(jī)座的兩次裝夾，兩刀加工完成其機(jī)座零件的加工。其工藝加工流程為：第一、毛刀，以機(jī)座搭子外圓定位（裝夾時(shí)需要注意刀具的加工軌跡，在設(shè)計(jì)毛刀工裝時(shí)需要避開(kāi)，避免刀具撞刀），車(chē)加工機(jī)座的兩端止口、白段（加工尺寸到位）、鐵芯檔，并按規(guī)定留單邊1mm,精車(chē)余量，后精車(chē)非裝夾面的端面及搭子的外圓臺(tái)階，加工尺寸與精車(chē)時(shí)的襯片尺寸公稱(chēng)尺寸一致公差代號(hào)為h7，(襯片與機(jī)座外搭子外圓配合為H8/h7)，如下圖所示；第二、精車(chē)，掉頭以已加工的機(jī)座外搭子及端面定位安裝到精車(chē)襯片上，安裝完成后精車(chē)機(jī)座兩端止口、鐵芯檔、端面，使其機(jī)座加工尺寸符合精車(chē)圖紙要求。

三、工裝的設(shè)計(jì)及制作

圖3.1機(jī)座的毛刀加工工裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

1、裝夾工裝的設(shè)計(jì)，結(jié)合上述的工藝要求，對(duì)機(jī)座的加工工裝進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）毛刀時(shí)機(jī)座的加工工裝設(shè)計(jì)如圖3.1所示，采用獨(dú)立的裝夾定位塊如圖3.1.1所示，根據(jù)機(jī)座的搭子外形大小，在定位塊上設(shè)計(jì)定位的臺(tái)階，定位臺(tái)階高度低于機(jī)座外搭子臺(tái)階高度，同時(shí)臺(tái)階為圓弧型，圓弧的大小要始終、避免機(jī)座毛刀一刀加工時(shí)，刀具與定位塊干涉，而撞刀；同時(shí)定位塊中間設(shè)計(jì)一個(gè)通孔，并在加工的臺(tái)階面上刮沉孔，便于裝夾定位塊的安裝。壓板設(shè)計(jì)如圖3.1.2所示，壓板根據(jù)機(jī)座搭子的外形進(jìn)行設(shè)計(jì)，壓板上開(kāi)有U型槽，便于零件安裝拆卸，同時(shí)壓板上加工螺紋孔，安裝壓板高度調(diào)節(jié)螺栓，根據(jù)中心高的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)并用螺母并緊；壓板緊固螺栓，需要在底部焊接一個(gè)螺栓，避免螺栓緊固時(shí)在T型槽內(nèi)緊固時(shí)打滑，影響零件的裝夾質(zhì)量。

圖3.2 機(jī)座的精刀加工工裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖

1—零件壓板緊固螺釘、2—搭子壓板組件、3—零件固定襯片、4—襯片安裝緊固螺釘、

5—襯片安裝過(guò)渡板、6—過(guò)渡板安裝緊固螺釘、7—襯片定位銷(xiāo)釘

（2）精車(chē)時(shí)的機(jī)座加工工裝采用組合式的環(huán)型組合工裝，如圖3.2所示，包括與設(shè)備連接安裝過(guò)渡板、機(jī)座加工零件固定環(huán)型襯片、零件安裝搭子壓板、壓板緊固螺釘、襯片安裝定位銷(xiāo)等幾個(gè)部件。安裝過(guò)渡板設(shè)計(jì)如圖3.2.1所示：在安裝過(guò)渡板上設(shè)計(jì)與立車(chē)花盤(pán)相配合的止口、安裝通孔、及用于襯片安裝的螺紋孔、銷(xiāo)釘孔、壓板安裝螺孔，同時(shí)在其上設(shè)計(jì)四條槽避開(kāi)花盤(pán)上的T型槽，不影響花盤(pán)T型槽的使用，同時(shí)由于考慮到機(jī)座零件的加工型號(hào)多為便于過(guò)渡板的使用，過(guò)渡板上留各機(jī)座型號(hào)襯片安裝的位置刀印，便于環(huán)型襯片的安裝；環(huán)型襯片的設(shè)計(jì)3.2.2所示，在襯片上設(shè)計(jì)與機(jī)座搭子定位臺(tái)階配合的止口，襯片的內(nèi)腔大于機(jī)座止口6~8mm,避免刀具加工機(jī)座下端止口時(shí)撞刀，刀具干涉，且與過(guò)渡板安裝配合的端面設(shè)計(jì)四條等分排屑槽，用于加工鐵屑的清理，同時(shí)設(shè)計(jì)安裝定位的螺孔及銷(xiāo)釘孔；搭子壓板的設(shè)計(jì)如圖3.1.2所示同毛刀壓板設(shè)計(jì)，根據(jù)機(jī)座搭子的大小、及機(jī)座壓板安裝的位置采用組合式設(shè)計(jì)，主要由壓板與調(diào)節(jié)螺釘、螺母組成。壓板上鉆攻螺紋孔用于安裝調(diào)節(jié)螺釘，根據(jù)零件的型號(hào)可調(diào)節(jié)壓板高度，使零件安裝緊靠，在與機(jī)座搭子平面接觸的平板上開(kāi)U型槽，便于零件的安裝與拆卸；等完成工裝主要零件的設(shè)計(jì)。壓板緊固螺釘、及銷(xiāo)釘均按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用，壓板緊固螺釘?shù)拈L(zhǎng)度根據(jù)機(jī)座零件的大小進(jìn)行選擇。并在壓板緊固螺釘下方焊接螺母，避免在T型槽內(nèi)緊固時(shí)打滑。

2、裝夾工裝的制作。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)工裝零件進(jìn)行制作，毛刀定位塊、過(guò)渡板、環(huán)型襯片、壓板的材料均采用45鋼，后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度在HB220~250,增強(qiáng)其硬度，提高其力學(xué)性能；（1）過(guò)渡板加工，先對(duì)其進(jìn)行毛刀，后半精車(chē)與襯片配合的平面留0.5mm，精車(chē)與花盤(pán)固定配合的止口及平面，上加工中心，銑加工四條槽，鉆銷(xiāo)釘定位孔、過(guò)渡板安裝通孔及沉孔，加工壓板安裝螺孔，完成加工中心鉆孔、攻絲、銑槽后將過(guò)渡板安裝到立車(chē)設(shè)備花盤(pán)上，對(duì)過(guò)渡板與襯片安裝配合的平面進(jìn)行精加工，去毛刺，并檢查其過(guò)渡板的平面跳動(dòng)，使其滿足圖紙要求的0.02，從而完成過(guò)渡板的加工；（2）環(huán)型襯片加工，先毛刀，后精車(chē)襯片內(nèi)控、外圓、與過(guò)渡板安裝的平面，半精車(chē)與機(jī)座外搭子定位臺(tái)階接觸的平面及止口，留單邊0.5mm精車(chē)余量，上加工中心加工，先加工與機(jī)座外搭子配合接觸平面的的通孔及沉孔，后加工與過(guò)渡板安裝平面接觸的銷(xiāo)釘孔及四條等分的排屑槽，去除毛刺，將環(huán)型襯片安裝到過(guò)渡板上，銷(xiāo)釘定位，螺釘緊固，根據(jù)機(jī)座外搭子的尺寸精車(chē)配合接觸面，去毛刺并確認(rèn)接觸底平面的平面調(diào)動(dòng)≤0.015，完成環(huán)型襯片的加工；（3）壓板的制作。先對(duì)壓板進(jìn)行下料，下兩塊料，對(duì)壓板零件的兩塊料進(jìn)行車(chē)加工，與機(jī)座搭子接觸的一塊板后上加工中心進(jìn)行銑加工U型槽，及安裝孔；另外一塊壓板長(zhǎng)度豎直的方向上，加工螺紋孔，對(duì)兩塊壓板零件進(jìn)行組裝，用螺釘固定，完成工裝零件的制作。（4）壓板緊固螺釘、及銷(xiāo)釘均按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用，壓板緊固螺釘?shù)拈L(zhǎng)度根據(jù)機(jī)座零件的大小進(jìn)行選擇。對(duì)工裝零件進(jìn)行組裝， 完成工裝制作如圖3.3所示；

圖3.3所示機(jī)座加工工裝

3、加工刀具的選擇。由于涉及到加工工藝的改進(jìn)，機(jī)座分兩次加工，每次加工都要涉及到機(jī)座兩止口與鐵芯檔一次裝夾，一刀加工；所以對(duì)于刀具的要求就是既能車(chē)機(jī)座端面，要能車(chē)鐵芯檔、白段、兩端止口；但由于機(jī)座在第一次裝夾，毛刀加工完成后，需要對(duì)止口端面進(jìn)行精車(chē)，及對(duì)機(jī)座的外搭子進(jìn)行加工，加工一個(gè)定位臺(tái)階，用于機(jī)座精車(chē)時(shí)定位；所以查閱相關(guān)的機(jī)械加工資料，收集刀具信息，并結(jié)合機(jī)座加工工藝工裝最終選擇刀具如圖3.4所示。毛刀時(shí)采用手磨刀于成型刀片結(jié)合進(jìn)行毛刀加工，加工搭子定位臺(tái)階時(shí)采用手磨的左刃90°偏刀，加工鐵芯檔、白段、端面采用左刃45°偏刀；同時(shí)目前隨著成型刀片在鑄鐵機(jī)座加工上的推廣應(yīng)用，大大的降低了操作工磨刀的工作時(shí)間，延長(zhǎng)了刀具的使用壽命，提升加工效率，所以在機(jī)座再用一刀加工工藝加工時(shí)均采用成型刀片進(jìn)行加工；一把刀片可以在一道工序中利用兩個(gè)刀刃，一刃用于加工機(jī)座端面，倒角，一刃用于加工兩端止口、白段、鐵芯檔；同時(shí)刀片為方形，每面四刃，每次加工用兩個(gè)刀刃，當(dāng)?shù)镀?chē)精度達(dá)不到要求時(shí)用于毛刀加工，大大的提高的刀片的使用率。降低刀片的采購(gòu)成本。所以毛刀時(shí)的加工刀具配置安裝如圖3.5所示；精車(chē)時(shí)的刀具配置如圖3.6所示；

圖3.4鑄鐵機(jī)殼加工刀具型號(hào)

四、零件的加工確認(rèn)

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，機(jī)座的生產(chǎn)加工一般為一人操作兩臺(tái)設(shè)備，一臺(tái)毛刀，一臺(tái)精車(chē)；現(xiàn)場(chǎng)以H160為例對(duì)機(jī)座進(jìn)行加工質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)。

1、毛刀，第一步：將毛刀定位塊安裝到進(jìn)行零件毛刀的數(shù)控立車(chē)上，根據(jù)H160機(jī)座外搭子的外形尺寸，調(diào)整定位塊的距離，使其四個(gè)定位塊所在位置的中心與花盤(pán)中心重合，固定定位塊；第二步，安裝零件，用壓板壓住搭子，螺釘緊固，并安裝加工刀具；第三步，編程，對(duì)刀，程序運(yùn)行，加工零件，先粗車(chē)機(jī)座上端端面、兩端止口、白段、鐵芯檔，除端面留2mm加工余量其余均留單邊1mm的加工余量進(jìn)行精車(chē)，后在精車(chē)機(jī)座上端的端面及外搭子定位臺(tái)階，外搭子的尺寸與襯片的尺寸配合為H8/h7；完成毛刀工序；并對(duì)其毛刀尺寸進(jìn)行確認(rèn)。其加工尺寸符合圖紙要求加工尺寸。主要加工過(guò)程如圖4.1所示。

圖4.1機(jī)座毛刀加工過(guò)程

2、精車(chē)，第一步：安裝襯片安裝過(guò)渡板，將其安裝到設(shè)備工作臺(tái)面上，安裝時(shí)需要主要過(guò)渡板上的四條槽，需要與數(shù)控立車(chē)上花盤(pán)的四條T形槽一致；后用過(guò)渡板安裝緊固螺釘安裝緊固；第二步：將零件固定襯片安裝到過(guò)渡板上，用襯片定位銷(xiāo)釘定位，襯片安裝緊固螺釘緊固；第三步：清理襯片上的鐵屑、垃圾安裝所需加工的機(jī)殼零件。以外搭子定位臺(tái)階定位，用搭子壓板壓機(jī)殼上的搭子平面，安裝時(shí)根據(jù)機(jī)殼的中心高調(diào)節(jié)壓板的高度調(diào)節(jié)螺釘，來(lái)調(diào)節(jié)支撐高度，將零件安裝到位，并安裝加工所用的成型刀具；第四步，編程，對(duì)刀，程序運(yùn)行，加工零件，精車(chē)上端端面，上端止口、鐵芯檔、白段、下端止口，實(shí)現(xiàn)一次裝夾，完成零件的加工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其零件加工質(zhì)量的進(jìn)行確認(rèn)，加工的尺寸滿足圖紙要求，同時(shí)效率比原來(lái)提升30%，不用再多次進(jìn)行的來(lái)回周轉(zhuǎn)搬運(yùn)。提升效率，降低成本。具體加工流程如圖4.2所示；

圖4.2.機(jī)座精車(chē)加工過(guò)程

五、結(jié)論

本文所述的加工工藝結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)機(jī)座在數(shù)控立車(chē)設(shè)備上加工一次裝夾一刀加工工藝，實(shí)現(xiàn)一次裝夾，完成機(jī)座的兩端止口、白段、鐵芯檔、端面，加工效率快，兩端止口與鐵芯檔的同心度好，質(zhì)量有保證，同時(shí)該文所述的工裝制造成本低，使用方便，根據(jù)型號(hào)安裝相應(yīng)的加工襯片，使用過(guò)程中能有效的縮短鑄鐵機(jī)殼的生產(chǎn)周期，降低操作工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化車(chē)間內(nèi)部電機(jī)機(jī)殼的加工工藝，同時(shí)保證了電機(jī)的裝配質(zhì)量滿足客戶(hù)的安裝需求。通過(guò)該工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制作，大大的提升的我們公司內(nèi)部電機(jī)機(jī)殼的加工質(zhì)量，提升了效率，在公司領(lǐng)導(dǎo)的主推下、車(chē)間的配合下，目前這種工藝結(jié)構(gòu)已普遍的適用于我們的產(chǎn)品零件同時(shí)也推廣到供應(yīng)商。