分析盤(pán)式電機(jī)殼體零件的結(jié)構(gòu)、尺寸等加工要求，選擇合適的毛坯尺寸和材料，確定加工余量，擬定加工工藝路線，選擇合理的加工設(shè)備和刀具，保證零件的加工精度要求。測(cè)量結(jié)果表明，殼體結(jié)構(gòu)和形狀加工完整，尺寸精度滿(mǎn)足圖紙要求，工件合格。

1前言

盤(pán)式電機(jī)又稱(chēng)盤(pán)式電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、振動(dòng)噪聲低、功率和轉(zhuǎn)矩密度高等優(yōu)點(diǎn)。其基本結(jié)構(gòu)大致可分為沿軸向分布的轉(zhuǎn)子組件和定子組件，以及底座和外殼。定子通常是線圈，轉(zhuǎn)子是帶有永磁體的圓盤(pán)[1]。盤(pán)式電機(jī)外形扁平，軸向尺寸短，可以在有限的空間內(nèi)發(fā)揮作用[2]，如電動(dòng)自行車(chē)、智能家電、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組等。盤(pán)式電機(jī)還可以分為無(wú)鐵心電機(jī)和無(wú)鐵心電機(jī)兩種，其中盤(pán)式永磁電機(jī)推動(dòng)了軸向磁通電機(jī)的發(fā)展[3]。傳統(tǒng)電機(jī)往往體積大、軸向尺寸大、能耗高，難以滿(mǎn)足工作精度要求。這些問(wèn)題極大地限制了電機(jī)的工作場(chǎng)合和性能[4]。與傳統(tǒng)電機(jī)相比，使用盤(pán)式電機(jī)可以大大降低能耗，達(dá)到節(jié)能減排的效果，同時(shí)可以提高電機(jī)的工作效率，充分發(fā)揮其工作性能和利用率[5]。

圖1顯示了盤(pán)式電機(jī)的外殼部件。作為盤(pán)式電機(jī)元件的安裝框架，在電機(jī)中起到固定、散熱、隔音的作用。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工精度將影響盤(pán)式電機(jī)的精度、質(zhì)量和工作性能。

盤(pán)式電機(jī)殼體零件加工要求分析

盤(pán)式電機(jī)外殼零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工技術(shù)要求不高。其中φ21mm槽的表面粗糙度值ra為1.6μ m，φ8mm通孔的表面粗糙度值ra為1.6μ m，根據(jù)表面粗糙度的不同，可以采用不同的加工方法。加工時(shí)要選好定位基準(zhǔn)，部分零件端面要倒角。

3殼體零件毛坯的選擇

3.1空白材料和類(lèi)型的選擇

鋁合金具有密度低、重量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。其中6061鋁合金質(zhì)量較高，是以一定量的其他合金元素為基體的鋁合金。因?yàn)樗哂袕?qiáng)度高、加工成型后變形小、抗氧化性好等優(yōu)良性能。，能滿(mǎn)足電機(jī)外殼所要求的性能，所以選用6061鋁合金毛坯。

3.2坯料尺寸和形狀的選擇

為了在節(jié)約成本的同時(shí)節(jié)約材料消耗，保證加工質(zhì)量，在加工前選擇合適尺寸的毛坯是很有必要的。根據(jù)盤(pán)式電機(jī)外殼零件圖，應(yīng)選擇缸體毛坯。最大徑向輪廓尺寸為凸臺(tái)與圓心的距離加上外圓半徑，即50.5+88/2 = 94.5 (mm)。最大軸向輪廓尺寸為10.8毫米..為了保證毛坯有足夠的加工余量，盡可能節(jié)省材料，可以選擇直徑為100mm，厚度為15mm的圓柱形毛坯進(jìn)行加工。

4擬定工藝路線。

4.1確定定位基準(zhǔn)。

盤(pán)式電機(jī)的外殼是圓盤(pán)的薄壁零件，其加工分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。選擇φ8mm孔作為設(shè)計(jì)、測(cè)量和裝配的基準(zhǔn)。以同一孔為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、裝夾和測(cè)量，可以避免因基準(zhǔn)不同而產(chǎn)生的誤差，從而大大滿(mǎn)足盤(pán)式電機(jī)殼體零件的加工精度要求[6]。在精加工中，加工表面可用作定位基準(zhǔn)。粗銑和精銑內(nèi)孔時(shí)，選擇外圓面作為定位基準(zhǔn)。

4.2零件表面加工方法

殼體有許多表面需要加工，包括左右端面、通孔、錐形槽、凸臺(tái)和四個(gè)螺紋孔。根據(jù)各表面的形狀尺寸、表面粗糙度和加工精度的要求不同，所采用的加工方法也不同。通過(guò)查閱相關(guān)資料，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以選擇適合每個(gè)曲面的加工方法[7]。

4.3加工過(guò)程

加工盤(pán)式電機(jī)外殼的工藝路線是:首先粗銑毛坯的上半部分，銑掉上表面的毛坯材料，得到φ88毫米的外圓和30毫米寬的凸臺(tái)；然后銑下殼體上部的內(nèi)槽，在φ88mm的外圓上得到寬0.95mm、高3mm、直徑86.1mm的邊槽，粗銑、精銑得到直徑72mm的槽，粗車(chē)、精車(chē)得到103°的錐面；然后對(duì)錐面上的凹槽進(jìn)行粗銑和精銑，得到直徑為φ21mm的凹槽和直徑為8 mm的通孔；最后，將30毫米凸臺(tái)的多余部分銑掉，得到外輪廓的凹槽。

更換工件表面，用適合殼體的夾具固定，銑掉多余毛坯后，可對(duì)φ72mm槽形的四個(gè)孔位進(jìn)行粗銑和精銑；然后粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)103度圓錐面；最后，銑削剩余的毛坯，同時(shí)根據(jù)圖案尺寸在四個(gè)孔位鉆M3孔。之后對(duì)工件進(jìn)行后置處理，加工完成。

5確定流程規(guī)模。

盤(pán)式電機(jī)外殼上兩個(gè)標(biāo)注公差的尺寸面需要在機(jī)床上多次加工，以滿(mǎn)足尺寸公差標(biāo)定和一定的表面粗糙度要求。根據(jù)圖紙要求的參數(shù)，通過(guò)正確的加減運(yùn)算可以計(jì)算出各工序的工序尺寸[8]。標(biāo)有公差尺寸的盤(pán)式電機(jī)端蓋表面的總加工余量、工藝雙邊余量、工藝尺寸和表面粗糙度的具體值見(jiàn)表2。

在零件圖中，盤(pán)式電機(jī)殼體的軸向尺寸公差尚未標(biāo)注，這意味著要求殼體的軸向尺寸精度較小，不需要工藝尺寸鏈的計(jì)算方法就可以得到該零件的公差和工藝尺寸。數(shù)控機(jī)床加工毛坯兩面時(shí)，總的加工和車(chē)削余量為毛坯的長(zhǎng)度減去盤(pán)式電機(jī)外殼的軸向尺寸，總的加工和車(chē)削余量為15-10.8 = 4.2 (mm)。這個(gè)余量分布在銑毛坯表面的兩次加工過(guò)程中，第一次切削1.5mm，第二次切削2.7 mm，可以得出第一次加工后的剩余尺寸為15-1.5 = 13.5 (mm)，第二次加工后的尺寸為13.5-2.7 = 10.8 (mm)。

從零件圖中可以看出，殼體圖片mm的側(cè)槽和通孔的尺寸精度要求都很高，需要粗銑、半精銑和精銑三道工序進(jìn)行加工。

6加工設(shè)備和刀具的選擇

由于工件為非圓對(duì)稱(chēng)零件，為了保證只用一臺(tái)機(jī)床完成加工，減少換刀時(shí)間和安裝工件的次數(shù)，從而提高生產(chǎn)效率，不浪費(fèi)機(jī)床的能耗，可以使用車(chē)銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，可以滿(mǎn)足對(duì)工件進(jìn)行車(chē)銑加工的工藝要求。適用于輪廓形狀不對(duì)稱(chēng)的工件，既能滿(mǎn)足車(chē)削和鉆孔的要求，又能滿(mǎn)足工藝夾緊和夾具的要求[9，10]。

加工前，根據(jù)工件及其工藝選擇合適的刀具。粗銑φ72mm槽時(shí)，用φ10mm銑刀，精銑時(shí)，用φ5mm銑刀。銑φ22mm槽時(shí)用φ2mm銑刀，銑φ8mm通孔時(shí)用φ5mm銑刀。

7加工和測(cè)試

當(dāng)設(shè)備處于待加工狀態(tài)時(shí)，工人準(zhǔn)備好所需的工件，并按照上述加工步驟和方法進(jìn)行加工。根據(jù)要求，加工完成后，用精密量具檢測(cè)工件的尺寸和精度，全部合格。

8結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)新型盤(pán)式電機(jī)殼體零件的拉伸和加工工藝進(jìn)行了分析和說(shuō)明。根據(jù)其特點(diǎn)、尺寸和參數(shù)，選擇合適的毛坯材料和加工程序，同時(shí)選擇合適的機(jī)床和刀具進(jìn)行加工，從而獲得滿(mǎn)足尺寸精度要求和使用要求的新型盤(pán)式電機(jī)外殼零件。該技術(shù)科學(xué)可行，工件精度合格，有利于資源節(jié)約、工作效率高的新型盤(pán)式電機(jī)的設(shè)計(jì)和投入使用，使電機(jī)真正實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能。