电动工具外壳的测量和修模.doc

电动工具外壳的测量和修模摘要:针对电动工具外壳筋条的测量和修模问题,介绍了如何利用CMM测量和指导修模,并经过理论与实践证明了该方法的正确性和有效性.关键词:外壳筋条,CMM,测量,修模在电动工具的设计中,外壳是一个非常重要的部件,它是用来固定马达定子的.一般在壳体内壁布一些筋条,用来卡紧定子.如下图一所示:在实际应用过程中,马达定子卡得过紧不利于定子压装,降低生产效率;如卡得过松或与设计要求错位,则会造成马达擦铁而导致失效.所以各筋条的位置很重要.然而在实际生产中,由于塑料收缩率的影响, 各筋条的位置很难一次到位,需要经图一 外壳过多次调整.本文试图利用CMM来测量和指导修模,快速有效地调整模具.在此讨论的对象是整体外壳,对于分离式外壳也有一定的参考作用.A基准B基准中心轴线C基准轴承孔内侧中心轴线图二 基准体系平行筋条(4处)D基准中心截面下面以图一所示零件为例进行分析.该机型外壳内壁有12条筋,宽1mm,机壳较深,其设计基准如下: 设计要求如下: A基准面 0.05 B 基准 E70.175A0.025 C基准 E21.055A0.025 E0.1 M A B 周向筋条(8处) E49.80(+0.1/0) E0.1 M B-C A 平行筋条(4处) 44.0A0.05 0.1 B-C A D图三 辅助夹具简图由于塑料件容易变形,故自由状态下和装配状态下有较大差异.因此我们模拟实际装配并制作夹具来辅助测量.实际装配时,以B基准外圆定位,A基准面为接触面,外壳与齿轮箱通过4个自攻螺钉联接.根据装配要求,辅助测量夹具设计如下图三: 要求上端板上下面平行度为0.03,上平面平面度为0.03 调试时按如下步骤进行:1. A基准平面度 利用CMM测量,对被测点做好记号,以便与测量结果对应.确保实际平面度符合要求.2. B基准尺寸利用CMM测量,椭圆度要在0.05mm内.如有差异,可与上一步一并修正后转下一步.3. C基准尺寸和位置度 C基准的位置度实则是相对于B基准圆的同轴度,由于同轴度没有方向,故习惯上我们使用位置度来表示.当然,它也含有垂直度的意思,不过该轴承孔的孔深较浅,可忽略不计. 以A,B,D基准体系(加D基准是为了定方向,以便确定中心位置的偏差方向),用辅助夹具来夹持外壳,利用CMM测量C基准的尺寸和位置度.C基准内侧有6个突出的圆弧面,测量时在各面上取一点,共6点,用CMM圆程序模拟得一圆.当然,所取6点并不一定在圆上,CMM会给出模拟圆直径,圆心位置和最大最小偏差点.然后,借助CAD,绘出理论边界和实际位置,并对最大最小点进行补偿.从该图中,我们可以直观地看到各点实际位置和理论位置的差异.如果要修模,我们可以根据以上得出的差值用逼近法来修正.4. 筋条的位置 以B-C,A,D基准体系,用辅助夹具来夹持外壳. 由于被测筋条较长,筋条位置受垂直度影响较大,故选取筋条上中下三个截面测量(Z=-45,Z=-65,Z=-85),然后比较各截面的位置差异.另外,用CMM很难直接测量周向半径,因为CMM只能直接得到探测球的中心位置,它还需要补偿探测球的中心到触点的距离.然而一般情况下CMM只能补偿X向或Y向的距离,在周向测量时需要给一角度,但是筋条很窄,如果给定角度测量,探头很可能偏掉.故还是用圆程序测量.以下是各筋条(3个样件)的实际测量值:8条周向筋标准: 49.80(0/+0.1)位置度:DIA. 0.1ItemSizePositionX(-45)Y(-45)PositionSizeX(-65)Y(-65)PositionSizeX(-85)Y(-85)Position150.4117-0.0234-0.03810.089 50.2675-0.0193-0.04350.095 50.2251-0.0326-0.01950.076 250.4117-0.0488-0.01690.103 50.2552-0.0215-0.01240.050 50.2523-0.045-0.01090.093 350.4013-0.0364-0.01640.080 50.2548-0.0264-0.01980.066 50.2314-0.0549-0.00880.111 Average50.408 (0.036)(0.024)50.259 (0.022)(0.025)50.236 (0.044)(0.013) 4条平行筋标准:43.90(-0.05/+0.05)Position:0.1 编号尺寸位置度 (前2,7号)X_l(-45)X_r(-45)PositionSizeX_l(-65)X_r(-65)PositionSizeX_l(-85)X_r(-85)Position144.3338-22.282722.0511-0.231644.2112-22.24321.9682-0.274844.1707-22.261821.909-0.3528244.3731-22.286522.0866-0.199944.2549-22.229322.0256-0.203744.1741-22.217521.9566-0.2609344.354-22.219422.1346-0.084844.2163-22.184722.0317-0.15344.164-22.181221.9828-0.1984均值44.35363-22.2628722.090767-0.172144.227467-22.21922.0085-0.210544.1696-22.2201721.949467-0.2707编号尺寸位置度 (后1,8号)X_l(-45)X_r(-45)PositionSizeX_l(-65)X_r(-65)PositionSizeX_l(-85)X_r(-85)Position144.3215-22.195622.1259-0.069744.1858-22.165222.0206-0.144644.1636-22.177621.986-0.1916244.3622-22.266722.0955-0.171244.2178-22.21422.0038-0.210244.1803-22.214621.9638-0.2508344.3241-22.313822.0103-0.303544.2157-22.266321.9494-0.316944.1613-22.280321.881-0.3993均值44.33593-22.258722.077233-0.1814744.206433-22.2151721.99127-0.223944.1684-22.2241721.9436-0.28057由于筋条顶面(Z=-45mm)处有拔模斜度,故Z=-45处截面数据仅做参考.对中截面和底截面的数据取平均值,如下:周向筋: 直径 E50.2477 实际位置 X=-0.0333 Y=-0.0192平行筋: 前方(2,7号) X=-22.2196 Y=21.9788 后方(1,8号) X=-22.2197 Y=21.9674绿线代表实际位置,黑线代表理论位置 图 四YX0根据图示测得各筋的偏差如下:PHASE 1注:第5,9条筋是椭圆度的极大点位置Adjust10.0289 0.00020.0174 0.00030.1610 0.10040.1694 0.10050.1922 -0.0381 0.00060.2120 0.15070.2696 0.20080.2697 0.20090.2367 0.5626 0.500100.1989 0.150110.2055 0.150120.1857 0.100模具调整方案:图 五 模芯简图图五所示是模芯俯视图,外侧多边形环座是模芯加工时的辅助夹具.一般情况下,模具制造商会用整体电极来加工模芯,但是在筋条较多而且长的情况下,由于整体电极加工速度慢,电极筋条模板磨损较大,从而导致偏差.在本例中,实际采用单电极加工各筋,利用多边形环座来定位,每边与所在筋条位置垂直.多边形环座通常采用快丝线切割加工,加工精度不高,各边到中心的距离会有差异,故其加工完后需精确测量各边到中心的距离,并编号,作为加工筋条时的参考.如右图六所示,这是某个模芯在加工时的情形.该模芯有四条筋,故其辅助夹具是四边形,每边作为电极调零用,然后根据每边到中心的实测值调整进刀量.图 六 模芯筋条加工 第一次调整后,按照上述步骤测量结果如下(测3个,取平均值):PHASE 2Adjust10.02958020.04983注:第9,11条筋是椭圆度的极大点位置周向筋: 直径 E50.0063实际位置 X=-0.0708 Y=-0.0664平行筋: 前方 X=-22.0703 Y=21.9998 后方 X=-22.1184 Y=21.9796030.17510.140.16470.150.11620.0560.0664070.12030.180.16840.19-0.01880.1197 0.05100.03790110.0398-0.1163 0120.08950第二次调整后, 测量结果如下(测3个,取平均值):PHASE 3注:每个零件椭圆度的极大点位置不一致,该例中有3,5,9,11号筋条为极大值,故认为筋条的椭圆度呈随机性变化,模具尺寸对零件的影响已到极限.从实测值看,数据已在范围内.因此可认为模具调试结束.周向筋: 直径 E49.8238实际位置 X=-0.0508 Y=-0.0724平行筋: 前方 X