電機(jī)懸臂(風(fēng)電)機(jī)械加工的研發(fā)

1、電機(jī)懸臂（風(fēng)電）機(jī)械加工工藝的研發(fā)實(shí)習(xí)單位：配套產(chǎn)品事業(yè)部實(shí)習(xí)生：吳增利2010年7月12摘要電機(jī)懸臂是株洲研究所和我公司聯(lián)合生產(chǎn)的風(fēng)電設(shè)備大型工件之一，是一個(gè)由不同厚度鋼板焊接而成的毛坯，其形狀奇特，無對(duì)稱位置、無吊拉中心的大工件。在前期生產(chǎn)加工中，無工裝，而且懸臂太長(zhǎng)，操作裝夾很困難，輔助時(shí)間很長(zhǎng)，生產(chǎn)效率較低，需48h才能加工完一件，在后續(xù)生產(chǎn)加工中，根據(jù)生產(chǎn)加工中遇到的問題，在指導(dǎo)老師的協(xié)助下，通過對(duì)圖紙的分析，根據(jù)工件的形狀和加工部位，設(shè)計(jì)了專用工裝，調(diào)整了工件的整體加工方案，采用二次裝夾加工，首先在落地鏜上立式加工，加工的難點(diǎn)是如何確定工件虛擬中心，因?yàn)楣ぜ纤新菁y孔坐標(biāo)都是以前

2、法蘭面中心作為坐標(biāo)原點(diǎn)，通過拐尺與前法蘭面中心線對(duì)齊，將虛擬中心變成了可以參照的實(shí)體，最終虛擬中心問題得以解決，再平放在落地鏜或龍門銑床上二次裝夾工件，將工件直接落在4.5°斜面工裝上，無需找正，直接把其余部位加工完。在后續(xù)加工中，通過對(duì)加工中遇到的一些問題，做了專用吊具、檢測(cè)樣板、等，減少了輔助時(shí)間，提高了加工效率，最終實(shí)現(xiàn)24h加工一件的生產(chǎn)進(jìn)度，比開始加工提高了1倍的效率。關(guān)鍵詞：加工工藝 專用吊具 加工工裝 虛擬中心目 錄摘 要 I目 錄第一章 引言11.1研究的目的和意義11.1.1研究的目的11.1.2研究的意義1第二章 電機(jī)懸臂機(jī)械加工工藝的擬定22.1制定機(jī)械加工工藝

3、的基本要求22.2機(jī)械加工工藝的制訂原則22.3對(duì)圖紙進(jìn)行工藝分析32.4工藝過程設(shè)計(jì)42.4.1定位基準(zhǔn)的選擇42.4.2加工方法的選擇42.4.3加工順序的安排42.5工序設(shè)計(jì)42.5.1機(jī)床的選擇42.5.2加工余量及工序尺寸的確定52.6工裝的設(shè)計(jì)52.6.1組合工裝52.6.2斜面工裝62.6.3專用吊具62.6.4存放架72.7加工工藝的制定8總結(jié)與展望 10參考文獻(xiàn)-11致謝-12第一章引言1.1研究的目的和意義1.1.1研究的目的：隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，能源使用帶來的環(huán)境問題及其誘因不斷地為人們所認(rèn)識(shí)， 在此背景下能源的替代，新能源的開發(fā)、研究被越來越重視。風(fēng)電是可

4、再生、無污染、能量大、前景廣的能源，大力發(fā)展清潔能源是世界各國(guó)的戰(zhàn)略選擇。風(fēng)電技術(shù)裝備是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，世界各國(guó)紛紛采取激勵(lì)措施推動(dòng)本國(guó)風(fēng)電技術(shù)裝備行業(yè)發(fā)展，同時(shí)2010年后，中國(guó)將成為世界上最大的風(fēng)電市場(chǎng)和風(fēng)能設(shè)備制造中心。中國(guó)正逢發(fā)風(fēng)電的大好時(shí)機(jī)。在此背景下，風(fēng)電設(shè)備加工成為機(jī)械加工行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。我們通過電機(jī)懸臂這個(gè)項(xiàng)目，對(duì)風(fēng)電設(shè)備有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，通過對(duì)電機(jī)懸臂機(jī)械加工工藝的研發(fā)，提升了我們機(jī)械加工能力，為我們以后承接其他風(fēng)電項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。1.1.2研究的意義：通過該項(xiàng)目的研發(fā)，提升了我們自身的加工能力，同時(shí)依據(jù)國(guó)情，捕捉新的市場(chǎng)，在風(fēng)電設(shè)備加

5、工上占有一定的市場(chǎng)份額，為公司的發(fā)展帶來新的增長(zhǎng)點(diǎn)。第二章電機(jī)懸臂機(jī)械加工工藝的擬定2.1制定機(jī)械加工工藝的基本要求制定機(jī)械加工工藝的基本要求，是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，能盡量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。同時(shí)，還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國(guó)內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并保證良好的勞動(dòng)條件。2.2機(jī)械加工工藝的制訂原則制訂機(jī)械加工工藝應(yīng)遵循如下原則：1） 必須可靠地保證零件圖上技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。在制訂機(jī)械加工工藝時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)零件圖某一技術(shù)要求規(guī)定得不適當(dāng)，只能向有關(guān)部門提出建議，不得擅自修改零件圖或不按零件圖去做。2） 在規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量下，一般要求工藝成本最低。3）

6、 充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，少花錢、多辦事。4） 盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全、創(chuàng)造良好、文明的勞動(dòng)條件。電機(jī)懸臂圖紙 電機(jī)懸臂圖紙1-1電機(jī)懸臂三維圖2.3：對(duì)圖紙進(jìn)行工藝分析電機(jī)懸臂是由不同厚度的板材焊接而成的大型毛坯件， 無吊拉中心，吊拉困難，且懸臂太長(zhǎng)，裝夾、加工困難，需大型設(shè)備加工，該零件的主要加工面有：前法蘭面、凸臺(tái)法蘭面，粗糙度要求為3.2，以及各面的螺紋孔。通過對(duì)圖紙1-1的分析，所有螺紋孔的坐標(biāo)都是根據(jù)前法蘭面的中心來確定，而此中心是一個(gè)虛擬的中心，主要難點(diǎn)是如何把虛擬中心轉(zhuǎn)換為可以實(shí)際參照的中心，另為由于工件懸臂很長(zhǎng)，在鉆側(cè)面螺紋孔時(shí)，鏜桿干涉，采用什么方法解決這些問題

7、。2.4：工藝過程設(shè)計(jì)2.4.1定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：以側(cè)面為粗基準(zhǔn)，使短懸臂朝向工作臺(tái)，這樣使同一次裝夾把需要一次加工的部位加工完畢，保證了加工精度，同時(shí)這樣定位的穩(wěn)定性好。精基準(zhǔn)的選擇：以四個(gè)已加工完的凸臺(tái)法蘭面為精基準(zhǔn)，工件落到4.5°斜面工裝上，達(dá)到了工件平行。2.4.2加工方法的選擇由于所有線性和角度尺寸的公差按GB/T1804-m執(zhí)行，是中級(jí)精度，所有面采用銑削加工，先粗加工，留0.4-0.6mm的余量，最后精加工。所有螺紋孔先打點(diǎn)，再鉆、攻。2.4.3加工順序的安排電機(jī)懸臂的加工方法選擇完畢后，就要安排加工順序。一般來說，零件的加工順序可劃分為粗加工階段、半精加工

8、階段、精加工階段以及光整加工階段，并依次進(jìn)行。為了達(dá)到這些要求，工件的各個(gè)加工面的加工順序就不能隨意安排，必須遵照一定的原則，即“先粗后精、先主后次、先面后孔、先基準(zhǔn)后其他”。（1）作為基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工，因?yàn)楹罄m(xù)工序中要以它作為定位基準(zhǔn)，即“先基準(zhǔn)后其他”。本文的工藝過程中，前板法蘭面作為加工的基準(zhǔn)，故安排其先加工，以保證后續(xù)工序的加工精度。（2）前板法蘭面加工完成后，以其虛擬中心作為基準(zhǔn)，再旋轉(zhuǎn)59.5°加工凸臺(tái)法蘭面，最后鉆攻各面的螺紋孔。2.5工序設(shè)計(jì)工序設(shè)計(jì)的內(nèi)容是為某一工序選擇機(jī)床和工裝設(shè)備，確定進(jìn)給量，背吃刀量和切削速度，同時(shí)選擇刀具，量具等設(shè)備，以高效、高質(zhì)量的完成本

9、道工序。 2.5.1機(jī)床的選擇 選擇機(jī)床要遵循一定的原則。機(jī)床的加工范圍應(yīng)與零件的外輪廓尺寸相適應(yīng)；機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)；機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。所以選擇龍門銑和（或）落地鏜床。2.5.2加工余量及工序尺寸的確定為了保證零件圖上某平面的精度和表面粗糙度值，需要從其毛坯面上切除全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度叫做該表面的加工總余量。工件加工余量的大小將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。例如加工余量太小時(shí)，不易去掉上道工序所遺留下來的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太大時(shí)，會(huì)造成加工工時(shí)和材料的浪費(fèi)，甚至因余量過大而引起很大的切削力和切削熱，

10、使工件變形，影響加工質(zhì)量。目前，確定加工余量的方法一般有兩種，一是靠經(jīng)驗(yàn)，另一種是查閱有關(guān)的手冊(cè)來確定。零件的工序尺寸按照以前板法蘭面的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，按照?qǐng)D紙尺寸加工其余部位。2.6工裝的設(shè)計(jì)為了減輕工人的勞動(dòng)量，縮短裝夾時(shí)間，減少加工的輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，對(duì)此，我設(shè)計(jì)了專用工裝。2.6.1組合工裝根據(jù)工件的外形特征，我們采用立式加工，工裝設(shè)計(jì)理念：采用立式加工，工件懸臂不能接觸機(jī)床工作臺(tái)，這樣不容易找正，也不能離機(jī)床工作臺(tái)太高，這樣穩(wěn)定性差、操作危險(xiǎn)，裝夾不方便，所以懸臂距機(jī)床工作臺(tái)面的高度應(yīng)控制在5-20mm左右，由此確定工裝的大體高度，再根據(jù)三點(diǎn)定位原理，由三個(gè)找正千斤找正定位，為

11、了使工件裝夾平穩(wěn)，在每個(gè)找正千斤附近都有一個(gè)壓活千斤，在找正后，扶緊壓活千斤使工件能平穩(wěn)的立于機(jī)床上，根據(jù)以上原理，再結(jié)合工件的的實(shí)際形狀，最后確定工裝的形狀和尺寸。2.6.2斜面工裝二次裝夾工裝設(shè)計(jì)理念：根據(jù)加工面M面與已加工凸臺(tái)法蘭面成4.5°夾角，如果做一個(gè)4.5°斜面工裝，工件的4.5°斜面落在此工裝上并密貼，使工件平行，這樣無需找正，工件落于此斜面后，M面即為平面。根據(jù)工件凸臺(tái)法蘭面的縱向和橫向距離來決定斜面工裝的尺寸，再根據(jù)工件落于斜面后位置不變，即定位，需再考慮裝夾，使工件始終處于此位置，在工裝前面設(shè)置兩個(gè)擋塊，及側(cè)面兩個(gè)找正推力裝置。2.6.3專用

12、吊具立式加工，采用普通鋼扣吊拉工件，吊拉不方便，也不平穩(wěn)，工件也不容易與彎板貼緊，增加工人的工作量。為此設(shè)計(jì)了專用吊具。這樣吊拉方便、平穩(wěn)，增加了安全性，同時(shí)易與彎板密貼，簡(jiǎn)化操作，提高裝夾效率。縮短輔助時(shí)間，挺高了安全生產(chǎn)效率。2.6.4存放架電機(jī)懸臂大體規(guī)格為2900x2500x800，面積較大，平放在車間中，占用空間較大，會(huì)使車間很擁擠，而且平放使64°法蘭面直接與地面接觸，易變形和生銹，為解決以上問題，我設(shè)計(jì)了存放架，使工件立放，避免工件直接與地面接觸，防止已加工面變形，使工件的存放更緊湊、美觀，使現(xiàn)場(chǎng)更加整潔、有序，增加廠房空間的利用率。2.7加工工藝的制定：1）：吊裝將工

13、件吊拉放置在裝用存放架上，再用專用吊具吊起工件，使工件豎直、平穩(wěn)的處于平衡位置，并移向落地鏜工作臺(tái)。2）：一次裝夾（毛坯）將裝夾工裝1、工裝2和彎板按確定的位置放置并壓緊在工作臺(tái)上，移動(dòng)工件，以凸臺(tái)法蘭面為基準(zhǔn)并垂直于工作臺(tái)面，使工件緊貼彎板面，并使工件兩側(cè)落入工裝1和工裝2，這時(shí)為保證裝夾、找正的安全，用卡蘭將工件緊緊的卡勞在彎板面上。3）：找正根據(jù)工件的劃線，利用搞針和拐尺找正，調(diào)整工裝1和工裝2的找正千斤，最終使工件找正定位，再扶緊壓活千斤，最后將其余壓活點(diǎn)壓緊，使工件裝夾牢靠。4）：前板法蘭面的加工找正后，將工作臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)64°，使前板法蘭面垂直于工作臺(tái)面，再根據(jù)前板法蘭面

14、兩側(cè)的打點(diǎn)、劃線，確定加工余量，并記憶前板法蘭面的中心，銑前板法蘭面，先粗加工，留04-0.6mm的精加工量，再精加工使該面達(dá)到圖紙尺寸（35），粗糙度為3.2。5）：前板法蘭面的鉆孔、倒角根據(jù)機(jī)床記憶的原始中心，然后按圖紙中的列表4中的坐標(biāo)值編程，先用中心鉆打點(diǎn)，再用20的鉆頭鉆孔，再用33的鉆頭擴(kuò)孔，在加工完后的前板法蘭面上做十字刻線；依此時(shí)的中心作為最終的前板法蘭面中心，最后做正面3x45°的倒角。6）：凸臺(tái)法蘭面加工將工作臺(tái)逆時(shí)針調(diào)轉(zhuǎn)59.5°，使凸臺(tái)法蘭面垂直于工作臺(tái)面，以十字刻線為基準(zhǔn)，用拐尺對(duì)準(zhǔn)十字刻線，并固定好拐尺，以拐尺苗為對(duì)刀基準(zhǔn)，確定尺寸310.5（-

15、1，-0.5），并使凸臺(tái)法蘭面的粗糙度為3.2。7）：凸臺(tái)法蘭面上圓孔和螺紋底孔的鉆、攻按鉆孔列表3中坐標(biāo)值編程，首先用中心鉆打點(diǎn)，再分別用5、6.2、8.5、10.5、12鉆頭鉆孔（M16螺紋孔的底孔為盲孔，孔深32mm，其余為通孔。），并倒角05-2x45°。8）：列表2中螺紋底孔的加工將工作臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)4.5°，使懸臂與工作臺(tái)面垂直，按鉆孔列表2中坐標(biāo)值編程，首先用中心鉆打點(diǎn)，再分別用6.2、8.5鉆頭鉆孔（所有底孔為通孔），并倒角05-1x45°。9）：自檢、吊拉下床操作人員自行檢查此次裝夾，工藝要求的所有加工部位是否都加工完畢，所有螺紋孔、通孔位置、數(shù)量

16、是否符合要求，各尺寸合格后，將專用吊具扣在工件上，松開壓活裝置，吊拉下床并放置在存放架上，為二次吊拉上床做準(zhǔn)備。10）：二次裝夾將4.5°斜面工裝水平放置在落地鏜工作臺(tái)上，并壓緊。然后將工件吊拉放置在該4.5°斜面工裝上，使凸臺(tái)法蘭面自然密貼在斜面工裝上，找正中心線并壓緊。11）：兩側(cè)M10螺紋底孔的加工根據(jù)前板法蘭面的十字刻線，將前板法蘭面的虛擬中心根據(jù)圖紙尺寸要求轉(zhuǎn)換為側(cè)面螺紋孔的坐標(biāo)原點(diǎn)，根據(jù)列表1中坐標(biāo)值編程，先用中心鉆打點(diǎn)，再用8.5鉆頭鉆孔（所有底孔為通孔），并倒角1x45°。12）：頂面螺紋底孔的加工按照?qǐng)D紙的尺寸要求，先用中心鉆在頂面打點(diǎn)，然后分別

17、用5、8.5、10.5、12的鉆頭鉆孔（所有底孔為通孔），并倒角05-1x45°。13）：自檢、吊拉下床14）:鉗工打磨去毛刺對(duì)各部加工邊沿及孔口打磨去除毛刺，最后將加工部位擦拭干凈，交質(zhì)檢部門檢測(cè)。15）：交檢質(zhì)檢人員根據(jù)圖紙和尺寸檢測(cè)記錄表對(duì)各項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)并填寫尺寸記錄表。總結(jié)與展望此次我做的實(shí)習(xí)論文課題是電機(jī)懸臂（風(fēng)電）機(jī)械加工的工藝研發(fā)，在指導(dǎo)老師的協(xié)助下，通過對(duì)圖紙的分析，根據(jù)工件的形狀和加工部位，我設(shè)計(jì)了專用工裝，調(diào)整了工件的整體加工方案，最終確定了加工工藝。通過對(duì)該項(xiàng)目的跟蹤學(xué)習(xí)，我學(xué)到了很多東西，不是工件送來就直接加工，需要一段必要的前期準(zhǔn)備工作，根據(jù)工件形狀，合理選

18、用機(jī)床，通過對(duì)圖紙的分析，確定哪些部位需要加工、采用什么刀具去加工、加工難點(diǎn)有哪些，以及采用什么方法才能解決這些問題，選用什么方法才能最大限度的節(jié)約成本，最后制定首件試制加工工藝，然后再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)加工中遇到的問題，去考慮如何改進(jìn)加工工藝，解決這些問題，提高加工效率，最后確定完整的加工工藝。在加工工藝的制定過程中，我做到了自己發(fā)現(xiàn)問題并提出問題，解決問題。對(duì)遇到的設(shè)計(jì)、加工方面的問題，積極請(qǐng)教師傅和同事，力求不放過任何一個(gè)問題。并設(shè)計(jì)了專用工裝、吊具，減輕了工人的勞動(dòng)量，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，大大提高了加工效率，并獲得了客戶和領(lǐng)導(dǎo)的好評(píng)。通過這個(gè)項(xiàng)目，我大體上熟悉了從前期刀具、工藝等的準(zhǔn)備，到實(shí)際加工、及碰到問題的解決，到最后的交檢的整個(gè)工作流程，這些為我定崗后自己獨(dú)立開展工作奠定了基礎(chǔ)。我相信通過在以后的工作中，不斷的學(xué)習(xí)，提高自己的能力，一定可以適應(yīng)工作和勝任這份工作。為公司的興旺發(fā)展踏