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一 前言

隨著經(jīng)濟的全球化，科學技術(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)，使得電機行業(yè)的發(fā)展越來越迅猛，無論從電機的原材料生產(chǎn)到電機零件的加工制作再到電機的總裝，基本越來越向自動化、智能化、專業(yè)化發(fā)展；同時隨著客戶對電機的質(zhì)量要求也越來越嚴格，不在像以前電機能轉(zhuǎn)就行，需要電機經(jīng)久耐用、高效、節(jié)能。從而需要電機生產(chǎn)制造廠家不斷的優(yōu)化設(shè)計，不斷的提高電機的加工制作質(zhì)量。同時隨著機械加工設(shè)備的設(shè)計制作專業(yè)化、智能化，加工設(shè)備的精度越來越高，效率也越來越快，所以也需要電機廠家不斷的完善零件的加工工藝及工裝，設(shè)計合理的工裝夾具，制定合理的加工工藝，提升效率與質(zhì)量。在電機的零件加工中，鑄鐵機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)量問題的零件之一，機座加工質(zhì)量的好壞直接影響電機整機裝配的質(zhì)量；同時常規(guī)的電機機座的加工需要來回需要四次裝夾才能完成零件的加工，毛刀精車各需要兩次，所以加工效率慢，零件在工序間的周轉(zhuǎn)時間長，生產(chǎn)周期長，不利于效率與質(zhì)量的提升。同時隨著機座鑄造工藝的改進，由手工造型到機器造型，機殼鑄件的質(zhì)量不斷提升；需要不斷的優(yōu)化鑄鐵機座機座的加工工藝及工裝。本文主要針對數(shù)控立車對鑄鐵機座進行加工工藝工裝的優(yōu)化改進，從理論分析到前期工藝策劃，到加工裝夾工裝設(shè)計制作、刀具選擇，零件的生產(chǎn)加工、零件質(zhì)量確認最后進行數(shù)據(jù)分析推廣。

二、前期的工藝分析策劃

圖2.1常用的機座的兩種加工方式

1、常規(guī)電機機座的加工質(zhì)量直接影響到電機的裝配質(zhì)量，若機座加工出來變形、同心度、加工尺寸超差，電機裝配后定轉(zhuǎn)子相擦、死機、異響等情況，嚴重影響電機的電器性能和機械性能。電機機座的加工從車床的結(jié)構(gòu)分主要有臥式車床和立式車床兩大類如圖2.1所示，臥式車床由于工件臥式安裝，加工運轉(zhuǎn)時隨著機座重量的增加，旋轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生就較大的離心力，對設(shè)備的主軸影響較大相比對于立車的立式安裝，加工精度變低，加工穩(wěn)定性變差；同時對于臥式車床來說隨著機座零件的型號的增大，重量的增加，對比立式車床其不利于零件的安裝裝夾，所以對于中心高在H160及以上的電機型號，機座的加工基本通過立車來加工完成。同時隨著加工機械的發(fā)展，數(shù)控立車的普及，越來越多的廠家逐步更新為數(shù)控立車來加工鑄鐵機座零件。長期以來，H160及以上的電機鑄鐵機座的加工從毛坯到成品需要經(jīng)過如圖2.2所示的幾道工序：首先，夾持機座外圓或內(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，精車一端止口、端面、鐵芯檔——最后，掉頭精車另一頭止口、端面控制機座總長，需要四道工序、四次裝夾、多道周轉(zhuǎn)才能完成普通鑄鐵機座的加工。導(dǎo)致機座生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低，不利于生產(chǎn)現(xiàn)場的協(xié)調(diào)；同時根據(jù)收集的數(shù)據(jù)經(jīng)驗看，由于在精車時存在兩次裝夾，存在裝夾誤差，加上若襯片有點變形、襯片上鐵屑清理不干凈，則更容易發(fā)生機座兩端止口與機座鐵芯檔的同心度超差的質(zhì)量隱患。在目前市場經(jīng)濟競爭的前提的下，提升效率，提升質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，是目前企業(yè)必須面對的問題。所以結(jié)合一直以來的機座加工工藝及越來越普及的數(shù)控立車對其的加工工藝及工裝夾具進行改進，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。

圖2.2，常規(guī)H160及以上鑄鐵機座的加工工序流程

圖2.3，鑄鐵機座的外形結(jié)構(gòu)

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

三、工裝的設(shè)計及制作

圖3.1機座的毛刀加工工裝設(shè)計簡圖

1、裝夾工裝的設(shè)計，結(jié)合上述的工藝要求，對機座的加工工裝進行設(shè)計。（1）毛刀時機座的加工工裝設(shè)計如圖3.1所示，采用獨立的裝夾定位塊如圖3.1.1所示，根據(jù)機座的搭子外形大小，在定位塊上設(shè)計定位的臺階，定位臺階高度低于機座外搭子臺階高度，同時臺階為圓弧型，圓弧的大小要始終、避免機座毛刀一刀加工時，刀具與定位塊干涉，而撞刀；同時定位塊中間設(shè)計一個通孔，并在加工的臺階面上刮沉孔，便于裝夾定位塊的安裝。壓板設(shè)計如圖3.1.2所示，壓板根據(jù)機座搭子的外形進行設(shè)計，壓板上開有U型槽，便于零件安裝拆卸，同時壓板上加工螺紋孔，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螺栓，避免螺栓緊固時在T型槽內(nèi)緊固時打滑，影響零件的裝夾質(zhì)量。

圖3.2 機座的精刀加工工裝設(shè)計簡圖

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—襯片安裝過渡板、6—過渡板安裝緊固螺釘、7—襯片定位銷釘

（2）精車時的機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)備連接安裝過渡板、機座加工零件固定環(huán)型襯片、零件安裝搭子壓板、壓板緊固螺釘、襯片安裝定位銷等幾個部件。安裝過渡板設(shè)計如圖3.2.1所示：在安裝過渡板上設(shè)計與立車花盤相配合的止口、安裝通孔、及用于襯片安裝的螺紋孔、銷釘孔、壓板安裝螺孔，同時在其上設(shè)計四條槽避開花盤上的T型槽，不影響花盤T型槽的使用，同時由于考慮到機座零件的加工型號多為便于過渡板的使用，過渡板上留各機座型號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3.2.2所示，在襯片上設(shè)計與機座搭子定位臺階配合的止口，襯片的內(nèi)腔大于機座止口6~8mm,避免刀具加工機座下端止口時撞刀，刀具干涉，且與過渡板安裝配合的端面設(shè)計四條等分排屑槽，用于加工鐵屑的清理，同時設(shè)計安裝定位的螺孔及銷釘孔；搭子壓板的設(shè)計如圖3.1.2所示同毛刀壓板設(shè)計，根據(jù)機座搭子的大小、及機座壓板安裝的位置采用組合式設(shè)計，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)零件的型號可調(diào)節(jié)壓板高度，使零件安裝緊靠，在與機座搭子平面接觸的平板上開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。壓板緊固螺釘、及銷釘均按標準進行選用，壓板緊固螺釘?shù)拈L度根據(jù)機座零件的大小進行選擇。并在壓板緊固螺釘下方焊接螺母，避免在T型槽內(nèi)緊固時打滑。

2、裝夾工裝的制作。根據(jù)設(shè)計圖紙，對工裝零件進行制作，毛刀定位塊、過渡板、環(huán)型襯片、壓板的材料均采用45鋼，后進行調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度在HB220~250,增強其硬度，提高其力學性能；（1）過渡板加工，先對其進行毛刀，后半精車與襯片配合的平面留0.5mm，精車與花盤固定配合的止口及平面，上加工中心，銑加工四條槽，鉆銷釘定位孔、過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、銑槽后將過渡板安裝到立車設(shè)備花盤上，對過渡板與襯片安裝配合的平面進行精加工，去毛刺，并檢查其過渡板的平面跳動，使其滿足圖紙要求的0.02，從而完成過渡板的加工；（2）環(huán)型襯片加工，先毛刀，后精車襯片內(nèi)控、外圓、與過渡板安裝的平面，半精車與機座外搭子定位臺階接觸的平面及止口，留單邊0.5mm精車余量，上加工中心加工，先加工與機座外搭子配合接觸平面的的通孔及沉孔，后加工與過渡板安裝平面接觸的銷釘孔及四條等分的排屑槽，去除毛刺，將環(huán)型襯片安裝到過渡板上，銷釘定位，螺釘緊固，根據(jù)機座外搭子的尺寸精車配合接觸面，去毛刺并確認接觸底平面的平面調(diào)動≤0.015，完成環(huán)型襯片的加工；（3）壓板的制作。先對壓板進行下料，下兩塊料，對壓板零件的兩塊料進行車加工，與機座搭子接觸的一塊板后上加工中心進行銑加工U型槽，及安裝孔；另外一塊壓板長度豎直的方向上，加工螺紋孔，對兩塊壓板零件進行組裝，用螺釘固定，完成工裝零件的制作。（4）壓板緊固螺釘、及銷釘均按標準進行選用，壓板緊固螺釘?shù)拈L度根據(jù)機座零件的大小進行選擇。對工裝零件進行組裝， 完成工裝制作如圖3.3所示；

圖3.3所示機座加工工裝

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

圖3.4鑄鐵機殼加工刀具型號

四、零件的加工確認

結(jié)合生產(chǎn)實際，機座的生產(chǎn)加工一般為一人操作兩臺設(shè)備，一臺毛刀，一臺精車；現(xiàn)場以H160為例對機座進行加工質(zhì)量進行確認。

1、毛刀，第一步：將毛刀定位塊安裝到進行零件毛刀的數(shù)控立車上，根據(jù)H160機座外搭子的外形尺寸，調(diào)整定位塊的距離，使其四個定位塊所在位置的中心與花盤中心重合，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，對刀，程序運行，加工零件，先粗車機座上端端面、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的加工余量進行精車，后在精車機座上端的端面及外搭子定位臺階，外搭子的尺寸與襯片的尺寸配合為H8/h7；完成毛刀工序；并對其毛刀尺寸進行確認。其加工尺寸符合圖紙要求加工尺寸。主要加工過程如圖4.1所示。

圖4.1機座毛刀加工過程

2、精車，第一步：安裝襯片安裝過渡板，將其安裝到設(shè)備工作臺面上，安裝時需要主要過渡板上的四條槽，需要與數(shù)控立車上花盤的四條T形槽一致；后用過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渡板上，用襯片定位銷釘定位，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殼零件。以外搭子定位臺階定位，用搭子壓板壓機殼上的搭子平面，安裝時根據(jù)機殼的中心高調(diào)節(jié)壓板的高度調(diào)節(jié)螺釘，來調(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，對刀，程序運行，加工零件，精車上端端面，上端止口、鐵芯檔、白段、下端止口，實現(xiàn)一次裝夾，完成零件的加工現(xiàn)場對其零件加工質(zhì)量的進行確認，加工的尺寸滿足圖紙要求，同時效率比原來提升30%，不用再多次進行的來回周轉(zhuǎn)搬運。提升效率，降低成本。具體加工流程如圖4.2所示；

圖4.2.機座精車加工過程

五、結(jié)論

本文所述的加工工藝結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)機座在數(shù)控立車設(shè)備上加工一次裝夾一刀加工工藝，實現(xiàn)一次裝夾，完成機座的兩端止口、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，同時該文所述的工裝制造成本低，使用方便，根據(jù)型號安裝相應(yīng)的加工襯片，使用過程中能有效的縮短鑄鐵機殼的生產(chǎn)周期，降低操作工勞動強度，降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化車間內(nèi)部電機機殼的加工工藝，同時保證了電機的裝配質(zhì)量滿足客戶的安裝需求。通過該工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計制作，大大的提升的我們公司內(nèi)部電機機殼的加工質(zhì)量，提升了效率，在公司領(lǐng)導(dǎo)的主推下、車間的配合下，目前這種工藝結(jié)構(gòu)已普遍的適用于我們的產(chǎn)品零件同時也推廣到供應(yīng)商。