高精度测量盘式电动机壳体零件加工工艺

分析盘式电机壳体零件的结构、尺寸等加工要求，选择合适的毛坯尺寸和材料，确定加工余量，拟定加工工艺路线，选择合理的加工设备和刀具，保证零件的加工精度要求。测量结果表明，壳体结构和形状加工完整，尺寸精度满足图纸要求，工件合格。

1前言

盘式电机又称盘式电机，具有结构紧凑、振动噪声低、功率和转矩密度高等优点。其基本结构大致可分为沿轴向分布的转子组件和定子组件，以及底座和外壳。定子通常是线圈，转子是带有永磁体的圆盘[1]。盘式电机外形扁平，轴向尺寸短，可以在有限的空间内发挥作用[2]，如电动自行车、智能家电、电动发电机组等。盘式电机还可以分为无铁心电机和无铁心电机两种，其中盘式永磁电机推动了轴向磁通电机的发展[3]。传统电机往往体积大、轴向尺寸大、能耗高，难以满足工作精度要求。这些问题极大地限制了电机的工作场合和性能[4]。与传统电机相比，使用盘式电机可以大大降低能耗，达到节能减排的效果，同时可以提高电机的工作效率，充分发挥其工作性能和利用率[5]。

图1显示了盘式电机的外壳部件。作为盘式电机元件的安装框架，在电机中起到固定、散热、隔音的作用。其结构设计和加工精度将影响盘式电机的精度、质量和工作性能。

盘式电机壳体零件加工要求分析

盘式电机外壳零件结构简单，加工技术要求不高。其中φ21mm槽的表面粗糙度值ra为1.6μ m，φ8mm通孔的表面粗糙度值ra为1.6μ m，根据表面粗糙度的不同，可以采用不同的加工方法。加工时要选好定位基准，部分零件端面要倒角。

3壳体零件毛坯的选择

3.1空白材料和类型的选择

铝合金具有密度低、重量轻、强度高等优点。其中6061铝合金质量较高，是以一定量的其他合金元素为基体的铝合金。因为它具有强度高、加工成型后变形小、抗氧化性好等优良性能。，能满足电机外壳所要求的性能，所以选用6061铝合金毛坯。

3.2坯料尺寸和形状的选择

为了在节约成本的同时节约材料消耗，保证加工质量，在加工前选择合适尺寸的毛坯是很有必要的。根据盘式电机外壳零件图，应选择缸体毛坯。最大径向轮廓尺寸为凸台与圆心的距离加上外圆半径，即50.5+88/2 = 94.5 (mm)。最大轴向轮廓尺寸为10.8毫米..为了保证毛坯有足够的加工余量，尽可能节省材料，可以选择直径为100mm，厚度为15mm的圆柱形毛坯进行加工。

4拟定工艺路线。

4.1确定定位基准。

盘式电机的外壳是圆盘的薄壁零件，其加工分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。选择φ8mm孔作为设计、测量和装配的基准。以同一孔为基准进行设计、装夹和测量，可以避免因基准不同而产生的误差，从而大大满足盘式电机壳体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准。粗铣和精铣内孔时，选择外圆面作为定位基准。

4.2零件表面加工方法

壳体有许多表面需要加工，包括左右端面、通孔、锥形槽、凸台和四个螺纹孔。根据各表面的形状尺寸、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。通过查阅相关资料，根据经验，可以选择适合每个曲面的加工方法[7]。

4.3加工过程

加工盘式电机外壳的工艺路线是:首先粗铣毛坯的上半部分，铣掉上表面的毛坯材料，得到φ88毫米的外圆和30毫米宽的凸台；然后铣下壳体上部的内槽，在φ88mm的外圆上得到宽0.95mm、高3mm、直径86.1mm的边槽，粗铣、精铣得到直径72mm的槽，粗车、精车得到103°的锥面；然后对锥面上的凹槽进行粗铣和精铣，得到直径为φ21mm的凹槽和直径为8 mm的通孔；最后，将30毫米凸台的多余部分铣掉，得到外轮廓的凹槽。

更换工件表面，用适合壳体的夹具固定，铣掉多余毛坯后，可对φ72mm槽形的四个孔位进行粗铣和精铣；然后粗车、半精车、精车103度圆锥面；最后，铣削剩余的毛坯，同时根据图案尺寸在四个孔位钻M3孔。之后对工件进行后置处理，加工完成。

5确定流程规模。

盘式电机外壳上两个标注公差的尺寸面需要在机床上多次加工，以满足尺寸公差标定和一定的表面粗糙度要求。根据图纸要求的参数，通过正确的加减运算可以计算出各工序的工序尺寸[8]。标有公差尺寸的盘式电机端盖表面的总加工余量、工艺双边余量、工艺尺寸和表面粗糙度的具体值见表2。

在零件图中，盘式电机壳体的轴向尺寸公差尚未标注，这意味着要求壳体的轴向尺寸精度较小，不需要工艺尺寸链的计算方法就可以得到该零件的公差和工艺尺寸。数控机床加工毛坯两面时，总的加工和车削余量为毛坯的长度减去盘式电机外壳的轴向尺寸，总的加工和车削余量为15-10.8 = 4.2 (mm)。这个余量分布在铣毛坯表面的两次加工过程中，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为15-1.5 = 13.5 (mm)，第二次加工后的尺寸为13.5-2.7 = 10.8 (mm)。

从零件图中可以看出，壳体图片mm的侧槽和通孔的尺寸精度要求都很高，需要粗铣、半精铣和精铣三道工序进行加工。

6加工设备和刀具的选择

由于工件为非圆对称零件，为了保证只用一台机床完成加工，减少换刀时间和安装工件的次数，从而提高生产效率，不浪费机床的能耗，可以使用车铣复合数控机床进行加工，可以满足对工件进行车铣加工的工艺要求。适用于轮廓形状不对称的工件，既能满足车削和钻孔的要求，又能满足工艺夹紧和夹具的要求[9，10]。

加工前，根据工件及其工艺选择合适的刀具。粗铣φ72mm槽时，用φ10mm铣刀，精铣时，用φ5mm铣刀。铣φ22mm槽时用φ2mm铣刀，铣φ8mm通孔时用φ5mm铣刀。

7加工和测试

当设备处于待加工状态时，工人准备好所需的工件，并按照上述加工步骤和方法进行加工。根据要求，加工完成后，用精密量具检测工件的尺寸和精度，全部合格。

8结束语

本文对新型盘式电机壳体零件的拉伸和加工工艺进行了分析和说明。根据其特点、尺寸和参数，选择合适的毛坯材料和加工程序，同时选择合适的机床和刀具进行加工，从而获得满足尺寸精度要求和使用要求的新型盘式电机外壳零件。该技术科学可行，工件精度合格，有利于资源节约、工作效率高的新型盘式电机的设计和投入使用，使电机真正实现绿色节能。