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一.背景介绍
作为计算机系统的重要组成部分,随着电脑数量的增长硬盘驱动器的需求量也迅速增多。
面对越来越大的市场需求量和越来越高的质量要求,各地大的硬盘生产商都在努力提高生产效率和产品质量。
磁头驱动臂组合是硬盘驱动器的重要组成部件,磁头驱动臂的质量是影响磁头驱动臂臂组合性能的关键因素,因此提高磁头驱动臂的质量具有重要意义。
而已T/H命名的磁头驱动臂是计算机硬盘组成的一部分,它的简易作用是让读写磁头动起来的玩意儿。
二、T/H的设计
(一)T/H的材料
铝材料在地壳里的含量仅次于氧和硅。
它来源充足,银白色,有光泽,有良好的延展性,它的抗腐蚀性也相对较好。
作为电脑硬盘的组成部分,应当具备以上的优点。
因而本产品加工所用的毛坯是成型的铝件。
它都是其他公司批量生产,再运送到我们公司。
铝件的样式如下图1-1所示。
图1-1
(二)机械机构设计
2.1加工设备选择
为了全方面的考虑,例如我们经常讨论的加工效率、加工精度、甚至操作者的身体健康等。
我们选择了由日本进口的brother系统,型号为TC-31A、B的加工中心设备。
它的工作台尺寸:
X方向为500毫米,Y方向为270毫米。
快速进给速度:
XYZ方向能达到每分钟50米。
刀具位置的转换差不多为1.8s。
主轴转速能达到每分钟1万转。
工作时超程区域范围X方向350毫米、Y方向250毫米、Z方向350毫米。
刀具库是盘式刀库,能同时装26把刀具。
通过高的工作台行程来得到高效的加工。
在等级中最高的主轴转速为每分钟25000转。
具有新的26把刀具ATC(标准为22把刀具)。
附加的两轴控制,可使用单旋转分度头和双旋转分度头。
Z轴热变位补偿系统,不需要准备工作。
它具有较高的动态刚度,精度及耐磨性,热变形性。
它是集加工精度高,生产效率高,自动化程度高,生产成本低于一身的优良设备。
如下图2-1所示。
图2-1
2.2夹具设计与夹紧机构设计
我们的夹具都是选择专用夹具,只需把成型的铝件放入夹具相应的位置即可。
我们接触到的T/H产品的加工有三道工序。
P1/P2/P3(program缩写)。
P1选择的夹具又分为三种:
1.手动装夹,上面夹住工件的部位是上面板。
它由四个螺丝固定在四角的位置。
上夹具面板下走手边位置是带有10个可以插插销的孔。
方便加工工件后依次往上抬插销位置,以此来确保加工时的夹持高度。
上面板右端还有一个拧紧螺丝,两个夹具芯,来拧紧工件。
底部又使用两个底板螺丝将整个夹具固定在工作台上。
装夹相对麻烦,每次需要拿扳手把每个螺丝拧开,装好铝块之后在每个拧上,步骤相当繁琐。
但相对于下面的夹具具有一定的稳定性。
如下图2-2-1所示。
图2-2-1
2.半自动油压夹具,它节约了来回松拧螺丝的时间。
相对的提高了生成效率。
它是使用电动传感器将拷贝好的松开夹紧的程序传输到机床上实现自动化。
一个工作台加工结束以后会自动转出,将加工好的工件掰下,再将底部的档杆依次的往上抬一个孔的高度来保证夹持高度。
按下启动键即能够自动夹紧实现自动加工。
如下图2-2-2所示。
图2-2-2
3.全自动夹具,和半自动化夹具的相似在于夹具面的组成,刀检器,底部档杆等部件。
不同在于左边边上有个“自动抬升”装置。
它只需在档杆位于最低时放入成型铝件按下启动键即可。
它在程序里已实现了自动抬升的本能。
直至整根铝件加工完毕,操作人员更换铝件。
大大的节约了劳动力。
(半自动和全自动都
是通过油压来实现夹紧)它的装置结构如下图2-2-3所示。
图2-2-3
P2选择的夹具。
如下图2-2-4所示。
采用气压推动夹具夹紧方式实现零件装夹。
本产品是已大孔圆心作为基准。
所以将零件大孔放置在下图所示的圆心处,它加工零件的正反两面。
位于图片下方的三个加工P2A的工序,上边的为加工P2B的工序。
在装夹的时候应该注意夹持高度,避免夹高导致刀具横向走动的时候断刀。
夹好后关上右手边的气阀。
按下启动键即可。
图2-2-4
P3选择的夹具。
如下图2-2-5所示。
采用气压推动夹具夹紧方式实现零件夹紧。
因为它要加工零件侧面的位置,所以采用的夹具通过伺服系统来实现围绕X轴旋转。
以此能够加工侧面的孔。
以上的夹具都具有一定的人性化,这样能够很好的节约劳动时间,为了产量的提高做出了贡献。
图2-2-5
2.3定位设计与工作台设计
P1/P2/P3它们分为1号和2号两个工作台,它依靠中间的转动轴带动工作台转动,P1一个工作台又有六个夹具,可以同时夹持6个铝件,依次加工。
P2、P3根据加工位置与加工作用的不同而设计的专用夹具,它有着和P1相同的便于提高生产效率的诸多的设计理念。
它能够大大地缩短时间,能够很好的提高生产效率,为公司带来更大的经济利益。
夹具良好的定位是保证加工精度的必要。
P1:
定位之前清理工作台。
按照615432的顺序一个一个放上夹具。
把定位棒装在主轴上,依次输入相对应的夹具坐标。
实现定位棒的快速定位。
轻拧底座螺丝,使得夹具相对固定。
再取下定位棒,把百分表装在主轴边上方便于装夹的位置。
实现夹具的X、Y轴定位。
待2工作台12个夹具定位之后进行圆心定位。
本产品是以打孔的圆心坐标为坐标原点。
如下图2-3所示。
图2-3
(三)T/H的加工工艺
3.1零件图的工艺分析
本零件是板类零件,外形相对复杂,它是将毛坯加工成产品的初步。
没有螺纹,大致是孔与面的加工。
根据先外后内,先孔后面的原则进行加工。
以下图3-1是本产品大致画出来的的UG图。
图3-1
3.2刀具的选择
该零件外形相对复杂,P1工序所涉及的刀具也是最多的,它有22把刀。
机床的刀库是盘式刀库,如下图3-2-1所示。
图3-2-1
其中有盘刀、麻花钻、镗刀等。
刀具规格描述详情见下表3-1。
工序号
刀具号
刀具描述
1
T4
D2.65*26CL*SHK4GUNDRILL
2
T41
D70*3.0saw
3
T7
D63*1.5SlittingSaw
4
T2
D6.0*22ENDMILL
5
T3
D4*D8*19.82*60*SD8SPECIALMultiform
6
T22
7
T12
D3.0*21ENDMILL
8
9
T30
D2.74*26*60*SHK4CARBIDEDrill
10
T10
D2.786*R3.0*10*26*SHK4CARBIDEREAMER
11
T5
D3.2*25CLCBD.DRILL
12
D63*1.5SiittingSaw
13
T8
D32*2.0/3.015Saw
14
15
T36
D2.6*2.7*24CLSwageHolechamfertool
16
T9
D4.0*14.2CLChamferSwagePad
17
T42
D32*3.015SiittingSaw
18
D70*3.0SiittingSaw
19
T15
D15*0.29SiittingSaw
20
T19
D80*2.0SiittingSaw
21
T16
D100*2.72/2.2SiittingSaw
22
D3.0*21ENDMILL
23
D6.0*22ENDMILL
24
T20
D3.0*90*18.5CLFantailChamfer
25
T17
D2.8*90ChamferToolTearHole
26
T18
BoringinsertW2850.0400-0600SLPKD-0.05L(刀头)
27
28
T13
D8*2CL*6FormTool
29
D80*2.0*22SlitteSawFanoff
表3-1
其中T2/T22是粗加工外轮廓,大孔的刀,两把刀是同规格的刀,它有四个刀刃。
T3相对独特,刀尖头部是带有一定角度的,以此来点孔和加工台阶孔。
T5是把麻花钻。
T4/T30/10是加工要求较为严格的直径为2.8的孔。
T6/T7/T8/T16/T19/T41/T41是盘刀,由于一次性加工出好多片的零件,所以盘刀都是由相应的刀片组成,其装配相对复杂,垫片规格也有好多种。
装配时需要仔细。
T9/T12/T13/T17/T20/T36为倒角刀。
T15为槽刀。
T18为成型的大孔精加工刀具。
这些刀具与学校里学习的有所区别,在装配时我们应当考虑刀具伸出的长度,装配方式等。
3.3加工路线的选择
数控加工工艺路线设计与通用机床加工工艺路线设计的主要区别,在于它往往不是指从毛坯到成品的整个工艺过程,而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。
有孔和面的加工,我们采用的是先孔后面,先外后内的原则进行加工。
P1的加工工艺如下表3-3-1所示。
程序名
加工部位
8004
D2.8*18.4CLshipcombc’ferTOOL
防止夹高
1041
D70*3.0/5.3*16*26*40BsliitingSaw
割A基准面余量
1002
D6.0*22ENDMILL
粗加工大孔,外轮廓
1007
D32*2.0*8*16*24BsliitingSaw
粗割fantail
1008
粗割PADARM
2022
精加工外轮廓,控制5.2粗加工大孔
1003
D4*D8DRILL/RECESSINGTOOL
粗加工PAD点φ3.2,φ2.8孔
1004
D2.65*26GUNDrill
粗加工φ2.8孔
1030
D2.74*26COREDrill
半精加工φ2.8孔
1010
D2.786*R3.0*10*26REAMFER
精加工φ2.8孔
1005
D3.2*2.05GUNMILL
精加工φ3.2孔
2008
D32*2.0siittingSaw
粗割PAD,粗割ARM表面余量
2010
去2.8毛刺
1036
D2.6*2.7*24CLSwageholec’ferTOOL
加工φ2.8倒角
1009
D4.0*15.16CLswagepadchamfertool
加工PAD倒角
1042
D70.8.3/4.0*16*26*40Bslittingsaw
割FANTAIL(控制厚度1.6高度3.45,5.05)
1141
D32*2.0slittingsaw
粗加工camel
1142
D70*3.0/5.3slittingsaw
割camel(控制高度1.85,6.45)
7019
D80*1.0/2.0*22*32*48Bslittingsaw
割ARM中间余量
1015
D15*0.29slittingsaw
割tubingslot
8016
D100*2.72/2.2slittingsaw
割ARM,控制ARM大小
1122
去外轮廓毛刺
1120
D3*16.8CLFantailc’ferTool
加工fantail倒角
1017
D2.8*18.4CLshipcombholetool
加工tearhole,shipcombhole,tubingslot,arm倒角
1018
精加工大孔
1103
加工大孔倒角
1013
D84TT-SLOTFORMTOOL
加工台阶孔,控制0.3
1119
D80*1.02/2.0*22*32*48Bslittingsaw
割断工件,控制8.9
表3-3-1
P2主要加工P1加工完的零件。
它的加工工序如表3-3-2所示。
T14
614~664(P2A)
Dia4.0*90*15CLspotdrill
R12.312倒角,去外轮廓毛刺,点Toolinghole孔
614~664(P2B)
R12.312倒角,去外轮廓毛刺
505(P2A)
Dia2.9*20*60*SD4Reamer
粗加工toolinghole
707(P2A)
精加工toolinghole
201(P2A)
Dia2.8Backchamfer
加工toolinghole背面倒角
1444(P2A)
Dia2.0*5CLNCspotdrill
加工R12.5倒角
445(P2B)
T6
206(P2A)
加工camelc’fer
216(P2B)
加工camelc’fer,5.01c’fer,groundpinholec’fer
1555(P2A)
加工toolinghole正面倒角
453(P2B)
Dia0.695*5CLpcbdrill
加工Groundpinsidehole
表3-3-2
P3又是相对于P2所加工完的零件进行FCBA面及Latchpinhole面的打孔。
它的加工工序如表3-3-3所示。
T1
103
Dia0.695*5CLPCBDRILL
加工侧面的Groundpinhole
301
Dia0.760*2.19CLSTEPDRILL
加工camel角上的latchpinhole
302
Dia1.8*16CLPCBDRILL
加工latchpinhole的倒角
表3-3-3
零件的成品展示如下图3-3所示:
图3-3
四、重点与难点
本产品的加工重点首要在于它的机床选择,一个好的机器设备才能保证一个产品的精度,所以选择机床很重要。
现代化的社会,软件的仿真也是我们的重中之重。
先在计算机上模拟加工,把最终生成的程序传输到机床里面,这是加工中心的首要条件。
本来零件尺寸就小,这便对其精度要求极其严格,所以不容许马虎。
再来,刀具的选择也很重要。
每一道工序都会用到很多刀,相对应的部位使用相对应的刀具,这样能提高生产效率,也能很好的加工零件。
定位与夹具的选择也是密不可分的一部分。
为了达到千分位的精度要求,每个夹具的定位都应当控制在范围之类。
总而言之,从设备的选择到产品的生产完毕,甚至检测结束。
之间的每一步都是很重要的,每一步都有着看似简单的而却被我们称为难点的知识。
这要求我们一丝不苟,不断的改变来应万变。
总结
本文阐述的是磁盘驱动壁零部件的设计与加工,从机床的选择到材料的选择,还有夹具与夹紧装置、定位到加工、工艺以及图纸的分析等各方面都有相应的介绍。
在实习的每一天里,我都认认真真的完成领导所赋予我的任务,能够积极响应单位的号召,不断地结合实际,不断学习理论,业务知识,社会知识和做人之道。
用先进的技术武装头脑,用精良的业务知识提升自己的能力,以广博的社会知识拓展视野。
我抱着极为踏实的态度来做好每一件事,虚心请教,因为这样往往能得到别人的认同,也能得到别人的帮助与和善面对。
里面员工的说笑、团结和热情,以及对工作认真负责的态度让我深受感动!
总之,每时每刻,我都在不断的磨练自己,能多劳便多劳,从未有所抱怨。
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- 毕业设计 TAHOE 产品 设计 加工