毕业设计Jamaica磁盘驱动臂的与加工讲解Word文档格式.docx

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内部结构

一、工件的整体分析

（一）工件的外形分析

Jamaica磁盘驱动臂的尺寸要求比较多，主要包括孔径、孔深、高度、长度、圆弧、倒角、位置度、垂直度等，总共需要检测82项尺寸，如图2、图4所示工件的上表面就包含孔径、长度、圆弧、位置度等尺寸要求，垂直度和高度主要表现在侧面如图3，里面不仅包含了高度，还有两个小孔的位置度和工件的垂直度，其中位置度和垂直度对机床设定和机床本身稳定性能的要求比较高，高度和孔深要求机床震动小，孔径、长度和圆弧由于刀具磨损，常常会导致尺寸不准确，而且工件正反两面和侧面都有需要加工的部位和倒角。

零件中各部位的英文名称如图5所示。

因为工件的体积比较小，考虑到成本因素，在加工时加工速度必须要快。

由于工件总厚度是6.49mm，考虑到夹具在不晃动的情况下所能伸出的最长距离，尽量每次加工可以更多的产品，在保证质量的情况下提高产量。

图2工件正面的外形及尺寸

图3工件横截面外形及尺寸

图4工件反面外形及尺寸

图5工件各部位的英文名称

（二）工件的尺寸分析

工件四周的尺寸要求很多也很复杂，如图6所示，方框里的数字为尺寸序号，方便于快速查找尺寸，箭头所指的数字为该工件的零件尺寸值，看是复杂的尺寸标注，只要稍微分解一下就很清楚了，其中带R的均为圆弧尺寸，除4号标识1.18为该面相对于水平面倾斜度数，4.4为12标识尺寸处的宽度，33.082为61、62、64标识尺寸处的圆弧外，其余尺寸都是以大孔圆心为中心，到该尺寸面的距离。

图6工件的相关尺寸

（三）工件的工艺分析

依据工件外形及尺寸要求，制定工件工艺步骤如表1所示

表1工件工艺步骤

序号

加工部位

刀具号

1

防夹高

T5

2

割A基准面余量，粗加工Camel高度

T52

3

粗加工Arm.Pad

T8

4

粗加工大孔，外轮廓，粗铣7.56高度

T26

5

精加工外轮廓控制CAMELHT3.58及7.56

T2

6

加工外轮廓倒角及点2.83.2孔

T15

7

粗加工ø

2.8孔

8

半精加工ø

T30

9

精加工ø

T11

10

3.2孔

T6

11

粗加工PAD

12

精割pad控制PAD大小

T9

13

去2.8毛刺

14

加工ø

2.8倒角

T36

15

精加工Tearhole及R2.0，FantailR1.8R2.3

16

割槽

T13

17

加工pad倒角

T10

18

割Fantail，控制Fantail高度5.18及7.38

T51

19

割ARM,控制ARM大小

T14

20

加工DATUM'

A'

基准面

21

加工Camel台阶控制CMM:

1.04Height

22

去FANTAIL内毛刺arm外轮廓毛刺

23

加工Fantail倒角

24

加工CAMELR12.3倒角

25

加工Tearhole,Tubingslot,Arm，ø

3.2倒角

T19

26

精加工大孔

T17

27

加工大孔倒角及台阶孔

T3

28

割断工件

T20

二、选择毛坯、安装夹具

（一）选择毛坯

为了更大程度的节约成本，加工方法选择仿形加工，在保证能被切到的情况下，尽量减少毛坯用量，考虑到加工次数和夹具的最大伸出长度，最终确定，毛坯总长179.4mm，可加工5次，每次加工四片工件，每片工件总厚度6.49mm，毛坯在被加工完成后会有25mm的余量被作为废料处理。

如图7、图8为毛坯的实体图。

图7毛坯的形状图一

图8毛坯的形状图二

（二）安装夹具

安装夹具是指机床从夹具的装配到加工调试结束投入生产前的一个过程，在工作台上装夹具前首先先将夹具配好，夹具由底座、夹具面、凸形块、夹具芯、子弹头、垫片、挡板、插销和各种相配套型号的螺丝等组成。

安装夹具的基本步骤：

定位→拉线→拉水平面→定圆心→定Z值。

1、定位

定位的目的是固定夹具的位置，防止工件与工件之间距离过近而影响到刀具切割。

机床有两个工作台，每个工作台有六个夹具，1号工作台分为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6，2号工作台分为2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，每个夹具都有相对应的坐标。

如表2、图9所示。

表2夹具坐标

夹具号

夹具坐标

1-1、2-1

（X-53.0Y-55.7）

1-2、2-2

（X-174.5Y-55.7）

1-3、2-3

（X-292,9Y-55.7）

1-4、2-4

（X-53.0Y-189.6）

1-5、2-5

（X-174.4Y-189.6）

1-6、2-6

（X-292.9Y-189.6）

图9夹具定位

2、拉线

拉线如图10、11所示，将百分表指针靠在夹具面侧边，当百分表上有一定数值时，用手轮移动Y轴，观察百分表指针摆动的幅度。

若摆动的幅度大于10格，就用铁锤敲击夹具底座，敲数值小的相对位置，直到再次拉线时，指针的摆动幅度小于10格，拉线完成。

图10X方向拉水平线图11Y方向拉水平线

3、拉水平面

拉水平面可用拉线的百分表也可以用定圆心的百分表。

拉水平面的目的是保证夹具面的平行，要求的精度很高，在同一个Z值下拉夹具面上的四边，要求四边的指针摆动幅度不得超过0.02。

若超过要求值，就要将夹具面换下并重新换夹具面重复上述步骤。

4、定圆心

定圆心如图12、13用定圆心的百分表，圆心表的精度比拉线表的精度相对要高。

定圆心时先要将一个已经将大孔精加工结束的半成品夹在需要定圆心的夹具上，将圆心表伸入大孔中，当表头要靠近大孔内壁以低倍率的进给移动Y轴，直到表针有一定的数值是，用手慢慢的旋转圆心表，若圆心表的摆动幅度较大时，这时可以相对应的移动X轴和Y轴。

直到表针的摆动幅度控制在一定范围内。

此时观察坐标界面下的机床坐标就是此夹具的圆心坐标，若这时实际坐标与夹具定位时的坐标相差太多时就要将夹具拆下来重新装夹。

图12调表头的倾斜角图13定工件圆心

5、定Z值

定Z值相对比较简单，用一把铣刀装在主轴上并慢慢靠近工件上表面，当但移动到接近工件表面时，此时用一张纸不断的在工件表面来回移动移动Z轴直到纸移动不了，在这过程中Z轴的下降速度一定要放的很慢。

此时观察界面上机床坐标的Z值，用此Z值减去定Z值的这把铣刀的刀补就是此夹具实际的Z值。

在定Z之前的工件一定要是一个完整的毛坯工件，且长度控制在一定的范围内，并将毛坯工件插入到挡板的插销上。

图14设定好的夹具

在设定夹具时，需要注意百分表的用法，和敲击夹具的力度，为了不使工件在拉线合格后，圆心偏离太远，一般我们选择紧死一个螺丝，松开一个螺丝的方法敲击，这样的好处是，敲击工件时，工件移动的距离小，这样对后来的定圆心有很大的好处。

每台机床有两个工作台，每个工作台最多可以放六个夹具，每台机床放十二个夹具，为了不使在加工中超程，每个夹具都有固定的位置，如图9所示。

为了保证精度，每个夹具都必须经过严格的百分表拉线定圆心，最后还要经过整体检验，才算合格。

实际装夹工件如图14所示。

由于毛坯定做好后需要在公司截断，所以经常会出现毛坯长短不齐，这样对刀具的安全，和第一片工件的质量造成很大的影响，为防止这种事情的出现，我们做了个量块，在夹好工件后，简单方便的对工件测量，这样既能防夹高，又能防夹低。

减少了换刀次数，为公司节省了很多成本。

三、刀具及切削液的选择

（一）选择刀具

由于工件类型复杂，很多尺寸精度要求比较高，所以在选择刀具时，我们尽可能的统一定做，以保证工件加工的尺寸。

根据加工工件的具体情况，选用的刀具，如表3所示。

图15为实际加工中使用的刀具。

表3刀具的规格及加工内容

刀号

工序

刀具名称和规格

更换刀具或调试所需检测的尺寸

P1

Φ3.6X70CL钻头

IPQC测ø

3.6孔径及粗糙；

QA测ø

3.6位置度

Φ8.0倒角刀

IPQC目测Bearinghole倒角:

T4

Φ3X10X30x6CL铣刀

IPQC目测外轮廓，槽表面粗糙，4.4大小；

QA测外轮廓CMM

Φ2.65×

32X70XSD4钻头

2.8孔径及粗糙；

2.8位置度

Φ1.79×

32X70CL钻头

IPQC测Shipcombhole孔径、粗糙,QA测位置度

T7

Φ1.5x16CL钻头

Φ30x1.0盘刀

IPQC目测Arm，Pad是否有台阶

Φ32x1.5盘刀

IPQC测Pad大小，目测ø

2.8倒角，Pad倒角是否偏移有毛刺，Pad表面是否粗糙，台阶线是否有毛刺；

QA测5.42大小

Φ32x2.04盘刀

Φ4.0x27.2倒角刀

IPQC测Pad倒角是否偏移有毛刺

Φ2.784XR0.3X32X6XSD4钻头

IQPC测ø

Φ12.5×

0.39盘刀

IPQC测槽宽、槽深、槽偏移

Φ63×

1.86/1.0盘刀

IPQC目测Arm粗糙，ø

2.8、ø

1.8、窗口、槽、Arm倒角是否偏移有毛刺，是否有台阶线，Pad，Arm大小；

QA测Arm高度

Φ3.3×

29.5CL倒角刀

IPQC目测Window、Arm、TubingSlot倒角是否偏移有毛刺

Φ9.3镗刀

IPQC目测Bearingholerough、Fishingmark；

QA测大孔孔径

Φ3.0x27.6CL倒角刀

IPQC目测Fantail倒角是否偏移有毛刺

1.0盘刀

IPQC测A基准面，A基准面背面是否粗糙过切，6.49大小，所有高度；

T22

Φ1.5X30CL倒角刀

IPQC目测ø

1.8孔倒角是否偏移有毛刺，台阶

Φ6.0×

30CL铣刀

IPQC目测外轮廓粗糙、毛刺；

4.4大小，大孔大小；

QA测外轮廓CMM

Φ2.74x32x70xSD4钻头

Φ2.6×

1.9x29.5CL钻头

Φ.63X3.0盘刀

IPQC目测Fantail倒角，测1.2大小，Fantail处所有高度（2.315,3.515,5.32）

Φ63X2.5盘刀

Φ63X3.0盘刀

IPQC目测ARM表面是否有台阶,Camel2.315，5.32高度

P2

Φ2.5×

5CL钻头

目测A基准面背面,外轮廓及Camel倒角

T40

Φ4.0x90x15CL倒角刀

IPQC目测R8.3处毛刺，大孔倒角

P3

Φ2.5×

5CL倒角刀

目测A基准面及外轮廓及Camel倒角，ø

1.0倒角

Φ0.965x4CL钻头

0.5的倒角，IDDot大小及ø

1.0孔径；

1.0位置度

Φ0.495x5.5CL钻头

0.5孔径及孔深（通孔，盲孔）QA测ø

0.5位置度

T21

Φ1.5x6倒角刀

IPQC目测Camel处是否有毛刺，台阶

T50

Φ1.7x10钻头

IPQC测ToolingHole孔径;

QA测位置度

T60

Φ1.8xR0.3x6x20x60xSD4铰空刀

T70

Φ1.65BACK倒角刀

IPQC测ToolingHole倒角

图15加工中使用的刀具

（二）选择切削液

因为加工的工件材料是铝合金，所以选用SM-3L铝合金铝合金切削液来进行加工。

SM-3L铝合金铝合金切削液用途及特性:

与水调成乳化液并且乳化性能稳定，不易滋生细菌，不刺激皮肤，对人体没有危害，使用寿命长久，不含亚硝酸盐,不含酚醛磷硫氯化合物，属新一代环保产品专为铝和金加工而研制，润滑及清洁性良好。

有良好的防锈性能和置换性。

不必另外进行工序间防锈处理，并具有良好的冷却、润滑、清洗性能。

切削液的使用方法：

1、调配浓度根据加工工艺及工件要求而定,对防锈及润滑性能要求高,可调配浓度高一些,对清洗及冷却性能要求高,可调配浓度低一些。

一般使用浓度为4%～6％。

2、更换不同牌号乳化液时，应将原使用之废液放净，以免影响使用效果。

一直使用本品之乳化液，如发现乳化液量不足，可再补入一部分，不必全部更换。

四、程序编辑

（一）主程序编辑

由于加工时使用刀具比较多，修改起来比较麻烦，所以我们把每把刀的走刀路径全部放入子程序中，这样可以在修改刀具补偿的时候，既能方便的找到该问题是哪把刀加工的，还能及时掉出该刀的子程序，而且每个子程序不会太长，这样方便于查找相关尺寸和刀补，调试起来比较方便，如表4所示为主程序。

表4主程序

（JAMAICAREV-04P4PCSTABLE-1）

（1STPROCESS）

（NOADJUST）

/M211

机床自动计算产量

G100T5（DIA2.65GUNDRILL）

防止工件夹高

T52M1

M98P1

M98P4105

G100T52（DIA63X3.0RGHDTM-A-）

割A基准面余量

T8M1

M98P4252

G100T8（DIA30X1.0ROUGHSAWFORSWAGEHOLE）

粗加工外轮廓

T3M1

M98P4008

G100T3（D8MMB/HOLECHFRTOOL）

加工大孔倒角，点ø

1.8，ø

2.8，ø

3.6孔

T7M1

M98P4003

G100T7（DIA1.7PRE-DRILL）

1.8

T26M1

M98P4007

G100T26（DIA6ENDMILL*FINISHING）

粗加工大孔，精加工外轮廓

T5M1

M98P4026

2.8

T30M1

M98P4005

G100T30（DIA2.74COREDRILL）

T11M1

M98P4030

G100T11（DIA2.784FINISH*REAMMER）

T2M1

M98P4011

G100T2（DIA3.6GUNDRILL）

3.6

M98P4002

G100T8（DIA30X1.0ROUGHSAWFORCOMBHOLE）

粗割PAD

T6M1

M98P4108

G100T6（DIA1.79GUNDRILLCOMB/TOOLINGHOLE）

T17M1

M98P4006

G100T17（DIA9.3BORINGBAR）

M98P4017

加工大孔倒角

T4M1

M98P4103

G100T4（DIA3.0X10CLARC-R1.5W-SLOT）

T13M1

M98P4004

G100T13（DIA12.5-CCWSAW*WIRESLOT）

加工CD4.4槽表面

T9M1

M98P4013

G100T9（D32*GANGSAW）

M98P4009

G100T11（DIA2.784RE-FINISH*REAMMER）

精加工PAD,控制PAD大小

T36M1

M98P4111

G100T36（DIA2.6S/HOLECHF）

去ø

2.8毛刺

T10M1

M98P4036

G100T10（DIA4S/PADCHMR）

加工PAD倒角

M98P4010

G100T52（DIA63X3.00SAW*CUTCAMELBACK）

粗割Fantail短角，割Camel控制5.32高度

T14M1

M98P4052

G100T14（DIA63X1.86SAW-CCW*GANGBODYARM）

割ARM

T51M1

M98P4014

G100T51（DIA63X3.00SAW*CUTFANTAIL）

割Fantail，控制1.2厚度；

M98P4051

G100T52（DIA63X3.00SAW*CUT2NDCAMELBACK）

割Fantail,Camel,ARM中间余量

M98P4152

G100T4（DIA3.0X10CLARC-R1.6/R2.0）

精加工Fantail,R2.0

M98P4104

去外轮廓毛刺，精加工5.102

T22M1

M98P4126

G100T22（DIA1.5S/COMBCMFR）

1.8倒角

T15M1

M98P4022

G100T15（DIA2.8C/FERTOOL）

加工Tearhole,Tubingslot,Armc'

fer

T19M1

M98P4015

G100T19（DIA3.0FANTAILC/FERTOOL）

加工Fantail倒角

T20M1

M98P4019

G100T20（DIA63X1.0SAW*PARTINGOFF）

割断工件，控制6.49

M98P4120

M9

关切削液

M30

程序结束

由于每个工作台需要加工6个夹具，所以每把刀需要被调出六次，为了方便技术员能快速找到子程序，我们把每个子程序编为41+刀具号，如果使用两次或三次的刀具，子程序为40/42+刀具号。

（二）子程序编辑

在加工中，子程序没有编入主程序是为了方便程序员快速查找程序，修改涉及不合格尺寸或表面的相关程序，例如Arm加工完成后表面粗糙，因为在加工割Arm面的刀具为14号盘刀，这时就可以打开14号盘刀的子程序4011如表5所示，调整里面的进给和速度。

表5子程序

（JAMAICA/D63X1.84S/SAWGANGBODYARM）

（ALLCANADJUST）

M400

打开切削液

G90G10L12P32R31.490

调用工件坐标系和刀补

G0G90G54G40G0X-36.000Y-17.785

X、Y方向快速定位

G43Z20.0M4S5000H14

Z方向到安全距离

Z-28.5

Z方向快速定位

G1Z-29.340F1200

Z方向精确定位

G1G42X-5.349Y-2.718D32F170

X、Y方向切削加工

G3X-2.330Y-5.529R6.0

加工圆弧

G1X4.787Y-8.528

直线加工

M5

主轴停止

G1G40X25.52Y-51.45F1500

刀具离开工件

G0Z20.0

Z方向到安全平面

M401

M99

子程序结束

（三）程序编辑时需要解决的问题

在编辑程序时我们往往会遇到加工先后顺序不合理的情况，那是我们必须得反复就该尝试，知道该程序能稳定的进行加工生产。

记得我遇到的第一个问题时，打孔的转速和进给配合不好，使得工件在精加工完孔后，孔里面依然很粗糙，可能分析的原