爱立信通讯基站877型号散热片工艺分析(毕业设计).doc
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1、本 科 毕 业 设 计(论 文)题目 爱立信通讯基站877型号散热片加工工艺分析学术诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本毕业设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。中文题目:爱立信通讯基站877型号散热片加工工艺分析英文题目:Analysis in Processing Technology of 877 CommunicationsBase Fins作者签名: 日期: 年
2、 月 日版权使用授权书本毕业设计(论文)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海建桥学院可以将本毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计(论文)。 保 密 ,在 年解密后适用本授权书。本论文属于 不保密 。(请在以上方框内打“”,如作者未做出选择的情况下,按不保密处理。)作者签名: 指导教师签名:日期: 年 月 日 日期: 年 月 日爱立信通讯基站877型号散热片加工工艺分析爱立信通讯基站877型号散热片加工工艺分析摘 要对于散热片加工工艺,首先就是从选择材料开始。材
3、料的选择是根据产品的用途和加工时的成本来考虑的。确定完材料之后就要确定毛坯的加工方法和毛坯的处理,知道让毛坯在机床上加工时能达到实用中的某些性能。加工完毛坯后就是要确定零件的加工方案了。选择合适的刀具、夹具的选择、主轴的转速和进给量的确定,这些都是加工工艺过程中必须要做的。本文中的机床用的是CNC加工中心对零件进行加工,对散热片进行分析后,确定了加工的方案。特定夹具的设定、主轴转速和进给量的确定还有加工顺序的确定和数控程序的编写。整个加工工艺的制定,零件的加工精度、加工效率都充分的得到了体现。关键词:加工工艺,散热片,通讯基站-I-Analysis in Processing Technolo
4、gy of 877 Communications Base FinsAbstractThe processing technology of heat sink, the first is the choice of material from the beginning. The choice of materials is based on the use and processing of products when the cost to consider. It is necessary to determine the processing method and rough mac
5、hining of blank determination of finish materials, know that can achieve the performance of the utility of some rough machining in machine tool. After processing the blank is to determine the machining parts. To determine the speed and amount of feed of the tool, fixture spindle selection of appropr
6、iate choice, these are in the process of must do.This paper machine is used for parts for processing CNC machining center, carries on the analysis to the heat sink, the processing plan. Preparation of determining set, spindle speed and feed rate to determine the specific fixture and processing seque
7、nce and NC program. Make the machining process, machining accuracy, the machining efficiency of the parts are fully embodied.Key Words:Processing technology, Heat Sinks, Communication base station-II-目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 散热片的发展概况11.2 877型号散热片的特点11.3 本设计的目的和意义22 877型号散热片的工作原理32.1 877型号散热片的结构32.2
8、 877型号散热片的工作原理33 877型号散热片的加工工艺和分析53.1 零件图及分析53.2 零件材料选择83.3 加工工艺流程83.3.1 确定加工方法83.3.2 定位基准选择的原则93.3.3 确定零件的定位基准113.3.4 选择数控刀具的原则113.3.5 选择数控刀具123.3.6 877型号散热片加工工艺124 877型号散热片加工工艺卡片174.1 877型号散热片加工工艺卡片174.2 877型号散热片刀具卡片19-III-5 877型号散热片数控仿真205.1 877型号散热片数控仿真205.2 877型号散热片数控仿真步骤22结 论24参考文献25致 谢26附录1散热
9、片铣床仿真程序27附录2散热片二维图29-IV-1 绪论1.1 散热片的发展概况电子元件的寿命和器件的稳定性在很大一部分上是由其工作环境的温度所决定的,想要保证所使用的电子元件所在的工作环境下的温度必须在一个合理的范围之内外,还需要对其他部件进行散热的处理,这样才能对电子元件起到一个保护的作用。现在随着一些元器件的能力的增强,随之而来的是它们的功耗也会增强,功耗的增强则会促进热量的大量增加,则散热的问题现在已经成为一个不容小觑的问题。1.2 877型号散热片的特点由一个散热片和一个风扇结合就能组成一个简单的散热系统。简单的来说,散热片上面一般只有一些金属片之类的东西,除此之外就不会再有别的什么
10、东西。那么,作为散热片到底是怎样利用自己本身来进行散热的。根据热所拥有的特性来看,热的传递方法有三种:传导、对流和辐射。先从辐射来说,辐射指的就是以电磁的方式把热量从热源地给发送出去。辐射不仅可以在大气中进行,在真空中一样能够发散。从热源的材料和材料表面的颜色都能对辐射的传递效率产生影响。分子之间有着不同形式之间的能量转换,它们可以由不同能量的粒子之间的相互碰撞的结果来得到能量,所以如果只有一个散热片的话,它是不可能实现热能之间的传递。最后总结来说,散热片想要获取热量的基本途径就是传递了。对流是运用物质运动所产生出来的热来实现热传递的过程。这也就说明气体或者液体所包围形成的热源会产生一定的热能
11、,并且实现热能的传递是通过分子的移动。从以上可以看出,就单指一块877型号散热片是不可能进行彻底的散热功能。它必须配上一个风扇。用风扇产生的风来走散热片上面的热量,用这样的方式来达到散热的效果。就单从散热片这个方面来说,可以适当增加散热片的表面积,面积的增加可以使空气的流通量变大,从而使散热片的散热效率增加。877型号散热片上导轨被做成歪歪扭扭的样子,其实上目的就是为了加大散热片上面的接触面积。散热片的表面积的大小,会让散热片的散热效率有直接影响。我们从CAD图中可以看出,此散热片有个平面度,这么做的原因就是为了表面平滑。因为散热片的表面与电器元件的接触面越平滑,元件与散热片之间就越难形成一个
12、保温层,两个平面的平面如果不平行,那么在元件发热过程中,这两个平面之间就会多一层保温层,所以为了确保散热片能够正常的进行散热功能,一定要把表面加工平整,尽可能不让这两个平面之间多出一个保温层。877型号散热片是铝材质的散热片,与其它材质相比之下的优势在于:相比其它的散热片来说比较节能、在材料的选择方面也比较节省、铝制的散热片在装饰的方面优于其它类型的散热片、在价格方面相对其它材料也比较便宜、重量上铝比铜和铁都轻。特点是:在热量传递的方面效率相比其它来说比较高。轻巧伶俐,便于加工就是它的一大特点。同一种类型下的散热片,钢制散热片的相对质量是铝合金的三倍之多,因此在使用铝合金的散热片时,它的重量也
13、会轻很多。877型材料具有着比较高的导热性,它能保持良好的散热功能同时也是热量用来转换的理想介质。由于铝氧化后会形成一层致密的氧化铝保护膜,这种保护膜能保护里面的铝合金,因此它不怕氧化腐蚀,而且这个价格适中也是很受工薪阶层的欢迎理由。 877型散热片在诸多种散热片中是最轻的,安装比较方便,同时它的导热性比一般的散热片好,散发出来的热量比其它大,所以它的传递效率也会比较高,由此可以看出铝制金属热量强度也比较高。由于它成形比较容易,能够很好的挤压成各种各样的形状,所以它的外观相比其它的看去会比较的新颖。877型散热片的导热性能良好,并且能耐高压。877型散热片的强度时铸铁散热片的四倍之多,但是重量
14、只有铸铁的十分之一左右。从各种性能上来看,877型的散热片要比铸铁的好上很多。在装散热片中,它占用的空间小,也比较环保节能。这很符合我国经济型散热片的“环保、高效、节能、轻型”的八字要求。1.3 本设计的目的和意义在这与时俱进的当今时代,数控加工的高精度、高效率功能使得工业的生产效率提高不少。四年的课本知识学习终于有机会让我从理论中用在了实践上,虽然这次设计的散热片是一款比较简单的产品,但是这也是自己第一次去设计完成的产品。要做出这款产品,首先你要知道机械的加工工艺,机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的大小、毛坯的外形和材料的物理机械性质都会让其变成一个精度相对来说比较高、具有比较精细的
15、粗糙度等零件。想要把零件的加工过程更加完善的表达出来,使工件能按照零件图的技术要求加工出来,就得拟定一个相对比较严谨的加工工艺过程来保证零件的加工,让我具体学习到加工工艺和制定工艺路线就是本课题研究目的。希望通过在上海静波精密机械有限公司的毕业实习和此次毕业论文(设计)的撰写,我能将毕业实习中所学到的东西,运用到以后的工作中,为以后的工作打下一个基础。2 877型号散热片的工作原理2.1 877型号散热片的结构图 2.1 877型号的三维模型A面图 2.2 877型号的三维模型B面这款散热片从外观上看形似一个长方形的块铝,外形比较简单,四个角都有着不同大小的倒圆角。从二维图纸的尺寸上面来看,这
16、个散热片是一种中小型的散热片。不同于别的散热片,在这种散热片上面是没有鳍片的。此877型的正反两面有两处是打通的。打通的两处是用来放置传热的元件。为了美化这通的区域,分别在四个角打上直径为一的圆。在通孔与轨道相连的地方,本来是一个90度的直角。因为这里是要放置一些铜质的感应线,于是就把这90度的角导成一个钝角。这么做的目的就是防止铜质的感应线在这个角被磨损。因为直角和锐角更容易使线磨损,而钝角几乎不会出现这个问题。随后看这三个导轨。在二维图里面你可以看出,此导轨不是普通的球头刀所导出来的。仔细看此球头刀上小下大,所以在做这三个区域时,球头刀是怎么进就怎么出的,如果直接从尾那里提上来的话,导轨的
17、上面部分就会被导大了。至于为什么这样设计,原因在于此导轨中要放置一些特殊的电子元件。这些电子元件的横截面和球头刀的横截面是一样的。这样设计的目的在于把电子元件放置进去后就不会掉出来了。此外在散热片上还有两个小孔,小孔的作用毋庸置疑是用定位孔的作用。最后在散热片旁边有一个向外突出的一个半圆,它是要与其散热部件能有一个较好的装配才加工出来的。一个散热片的另外一面也有三个导轨,这三个导轨相比之前的那三个,短了好多。这三个导轨就是为了放置一些特定的电子器件。2.2 877型号散热片的工作原理877型号散热片的工作原理,在图2.1和图2.2中所示。三个导轨中安放的铜质感应线把另一面三个导轨中放置的特定元
18、件和其它电子元件中产生的一部分热量吸收过去,热量进入三个导轨中。铜质感应线的作用是能把旁边产生的热量能够及时的吸收过来。把三个导轨放到同一边,是要把所产生的热量集中,通过外置的风扇,把集中的热量吹走。剩下的一部分热量通过散热片的表面,配合散热片的传导性,使其热量传导到散热片的另一边,与风扇形成对流,这样就能让散热片实现散热的功能。其实说白了就是散热片把元器件所产生的热量给吸收过来,然后通过风扇吹动,使空气流动,把热量给带出去,从而达到散热的功能。3 877型号散热片的加工工艺和分析3.1 零件图及分析877型号散热片零件图见图3.1、3.2和3.3所示,其技术要求为:(1)去除所有尖角和毛刺;
19、(2)清洗油渍、灰尘和其它污染物;(3)重量0.79kg;(4)其余粗糙度6.3m。图 3.1 877型号的二维图A面图 3.2 877型号的二维图B面图 3.3 877型号的A面剖视图和局部放大图由零件图所示,该零件由长方体、顺圆弧面、逆圆弧面、突出外半圆、孔、轨道等表面组成。一眼看去,其零件结构比较简单,但是对于有公差的尺寸要求还是蛮高的,这里面有公差要求的尺寸无非是几个孔的安装定位位置关系和散热片平面与元器件之间是否是平行的关系。首先从图3-1(A面)零件图来看,有公差的尺寸只有3个。一个是总长274.2mm,一个是总宽111.1mm和一个突出外半圆长度5.75mm。为什么A面的零件图只
20、有这3个尺寸有公差,而别的尺寸都没有公差,其实原因也很简单。正如大家所知道的,这是一款散热片,对于零件上的一些精度要求基本没有,而恰恰对着外形和表面的要求比较高。因为是做散热的作用,散热片本身就要放置在需要散热的零部件旁边,这就需要散热片外形尺寸要与放置的尺寸偏差不能太大。所以说A面只对外形尺寸有精度要求。至于突出外半圆,它的作用是在加工的时候做定位用的,具体会在后面说明。另外这三个导轨的位置没有公差,从这里也可以看出三个导轨的位置关系不是特别重要,因为这是放置铜质感应线的,而感应线的形状可以自行弯曲,所以也没有必要把这三个导轨位置精度要求做的太高,没必要浪费加工费。图3.2(侧面和B面)的零
21、件图。首先从侧面的零件图来看,简简单单的几个标注,就可以看出对着散热片2平面的精度的要求有多高了。首先1.6m的粗糙度,铣床需要精铣才能达到这样的精度。精度的要求之前也说了,就是不要让散热片和元器件之间产生保温层。再看以散热片A面的表面为基准的位置公差中的平行度,此平行度的意思是,在此表面上必须位于距离为公差值0.15,且平行于基准轴线的两平行平面之间。还有一个要求就是保证此面的平面度,平面度的意思是在此表面上必须位于距离为公差值0.1的两平行平面内。还有个精度要求就是散热片的厚度了,对于厚度的要求,只要对好刀,一般是不会出现什么问题的。厚度的要求也就是外形尺寸了,也是为了能够配合元器件,能够
22、更好的安装。图3.3是散热片A面的剖视图和局部放大图,这个图主要是让我们了解导轨里面的形状,上小下大,让元件卡进去后就不易再掉出来。3.2 零件材料选择我们现在用的散热片材料不是铜质的就是铝制的。不过现在大多数的散热片用的都是铝的材料。主要是因为现在的铝相比其它的材料来说价格上低了很多,还有就是铝制的材料比较容易切削,各种的原因让铝制的散热片成为大家的喜好。从理论上来讲,一块纯金属导热性相比它的合金要好。但是现在的工厂基本用的是合金来制造,这样做是为了能够更加好的去取得这种材料的加工特性。考虑到一些实际的情况,这款散热片所选的材料是AL 6063-T5。其中6表示:Al-Mg-Si系列 0表示
23、:表示的是合金改进的次数(0指的是基本合金) 63表示:编号 T5表示:热处理状态代号,是指淬火随后进行人工时效,为获得足够高的强度并保持高的塑性。人工时效是在较低的温度(150-180)和只经短时间(3-5h)保温后完成的。根据经济性的原则,所选用的是Al-Mg-Si型号的铝合金材料。至于T5,是因为铝合金本身的硬度比较低,采用T5的热处理后,可以使铝合金的硬度提高。此877型有以下特点:加工之后的表面会十分的平整光洁,并且比较容易氧化形成保护膜和着色。相对暴露出来的缺点大家也是能够看到的,就是让材料淬火后如果在温室下放置会儿,这样会对材料的硬度产生一定的影响应力的方面来说也是比较好,耐腐蚀
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