第一章概述1.1鉸鏈的作用與分類鉸鏈又稱合頁，是用來連接兩個固體，并允許兩者之間做轉動的機械裝置。鉸鏈可由可移動的組件構成，或者由可折疊的材料構成。最常見的是門窗上安裝的鉸鏈：一物體A套在另一物體B的一部分C上，物體A的運動受到C的限制，但A可以饒C在平面或空間內(C為球形)轉動，物體A與B就夠成鉸鏈。鉸鏈分類：合頁、彈簧鉸鏈、大門鉸鏈、其他鉸鏈包括有臺面鉸鏈、翻門鉸鏈、玻璃鉸鏈、天線鉸鏈等等。本篇論文鉸鏈（B）型屬于天線鉸鏈。1.2目前鉸鏈市場的概括及分析隨著國家工業化步伐的邁進，鉸鏈這個傳統的產品已經滲透到生活的各個角落。大到航空航天，小到民用家居，市場的需求使得鉸鏈的品種不斷增加，樣式不斷改革。入世的歷史之門打開后對傳統企業來的沖擊和壓力將是巨大的。加入世貿組織以后，鉸鏈的進出口平均關稅降到10%，配額將逐步減少，國產化率的鼓勵措施將取消，全球采購數量越來越多，鉸鏈生產企業屬于傳統的大批大量生產類型企業，講究的是規模效益，但隨著市場競爭的不斷深化，顧客的需求不斷變化，其生產方式也在向著多品種、中小批量生產方式轉化，鉸鏈企業要實現跨越性的發展，不僅需要在提高產品質量、不遺余力地采用新工藝、新技術，不斷進行產品創新等方面下功夫，還要不斷的更新觀念，優化生產組織方式，積極主動地應對市場不斷變化的需求，降低成本、提高效益，以保持在市場上的競爭優勢。1.3機械加工工藝在生產過程中，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等使之成為成品或半成品的過程，稱之為工藝過程。它包括毛坯制造、零件加工、部件或產品裝配、檢驗和涂裝、包裝等。其中，采用機械加工的方法直接改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量和性能等，使其成為零件的過程，稱之為加工工藝過程。機械加工工藝過成由若干個按順序排列的工序組成，而工序又可以依次分為安裝、工位、工步和走刀等幾個層次。工序：一個或一組工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件連續完成的那一部分工藝過程，稱為工序。工序是組成工藝過程的基本單元。劃分工序的依據是工作地點是否變動和工作過程是否連續，以及操作者和加工對象是否改變四個要素。安裝：同一工序中，工件可能裝夾一次，也可能是幾次。工件經一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程，稱為安裝。工位：工件一次裝夾后，在相對機床（或刀具）所占據的每一個工作位置中所完成的那一部分工藝過程，稱之為一個工位。機床或夾具的工位有兩個或兩個以上的，稱之為躲工位機床或多工位夾具。工步：工步在加工表面不變和加工工具不變以及切削用量中的切削速度和進給量不變的條件下，所連續完成的那一部分工序工藝過程稱為一個工步。為了提高生產率，用幾把刀具同時加工幾個加工表面的工步，也可以看作一個工步，稱為復合工步。走刀：在一個工步內，若需要切去的材料層較厚時，需要經幾次切削才能完成，則每次切削所完成的工步內容，稱之為走刀。因此在切削速度和進給量不變的前提下刀具完成一次進給運動稱為一次走刀。第二章鉸鏈（B型）的工藝分析鉸鏈（B型）主體的實體圖如圖2-1，圖2-2所示。圖2-1鉸鏈（B型）主體前視圖圖2-2鉸鏈（B型）主體后視圖2.1零件材料的選擇我所用的硬鋁的型號是LY12-LZ，這是一種高強度硬鋁，可進行熱處理強化，在退火和剛淬火狀態下塑性中等，點焊焊接性良好，用氣焊和氬弧焊時有形成晶間裂紋的傾向；合金在淬火和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后可切削性低；抗蝕性不高，常采用陽極氧化處理與涂漆方法或表面加包鋁層以提高其抗腐蝕能力。LY12為鋁－銅－鎂系中的典型硬鋁合金，其成份比較合理，綜合性能較好。2.2鉸鏈的主要表面分析及加工方法1、鉸鏈主體主要由端面，外圓，內孔，臺階面，倒角，倒圓，小孔組成。鉸鏈主體共有兩組加工基準表面，它們之間有一定的位置要求。現分述如下：①以Φ20.5mm通孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：銑上下面以及外型。上表面包括Φ23.5mm高40mm和Φ26mm高5mm圓柱及其倒角，下表面為斜面斜角6o階梯型腔，如圖2-2-1所示。圖2-2-1部分零件圖②以Φ11.5mm通孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：銑前后面以及銑孔。前面包括兩個凹臺以及周圍環繞的六個通孔，還有兩個斜度為6o翅膀及其翅膀上的通孔。后面包括一個平面以及兩個斜度為6o翅膀，如圖2-2-2所示。圖2-2-2部分零件圖由以上分析可知，對于這兩組加工基準表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。2、鉸鏈的主要加工方案①上、下表面及臺階面的粗糙度要求為3.2μm，可選擇“粗銑—精銑”方案。②零件孔的分析孔加工前，為便于鉆頭找正，先用中心鉆加工中心孔，然后在鉆孔。內孔表面的加工方案在很大程度上取決于內孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。對于精度要求特別高、粗糙度值較小的表面，一般不能一次加工到規定尺寸，而要劃分階段逐步進行。該零件孔系加工方案的選擇基本上為先用中心鉆加工中心孔，然后再鉆孔。3、主要技術條件①銑面(所有的外表面)②打孔(兩個基準孔、外表面10個孔)③挖槽(底面兩個槽)④倒角(零件頂端圓柱兩個倒角、零件外表面12個倒角)⑤電火花清根（底端深槽）2.3刀具的選擇一般優先采用標準刀具，必要時也可采用各種高生產率的復合刀具及其它一些專用刀具。此外，應結合實際情況，盡可能選用各種先進刀具，如可轉位刀具，整體硬質合金刀具、陶瓷涂層刀具等。刀具的類型、規格和精度等級應符合加工要求，刀具材料應與工件材料相適應。數控加工所用刀具在刀具性能上應高于普通加工所用刀具。所以選擇數控加工刀具時，還應考慮以下幾個方面：1、切削性能好2、精度高3、可靠性高4、耐用度高5、斷屑及排屑性能好6、零件上、下表面采用端銑刀加工，根據側吃刀量選擇端銑刀直徑，使銑刀工作時有合理的切入/切出角；且銑刀直徑應盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進給之間的接刀痕跡。7、臺階面及其輪廓采用立銑刀加工，銑刀半徑R受輪廓最小曲率半徑限制，取R=6mm。8、孔加工各工步的刀具直徑根據加工余量和孔徑確定。第三章鉸鏈（B型）工藝規程設計3.1機床的選擇對于鉸鏈主體零件精度、形狀的特殊性，在加工過程中除了下料、銑六面我們選擇普通鋸床和普通銑床進行粗加工，其余加工工序我們選擇加工中心。加工中心是一種綜合加工能力較強的數控加工機床。它是把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設備上，使其具有多種工藝手段。加工中心設置有刀庫，刀庫中存放著不同數量的各種刀具或檢具，在加工過程中由程序自動選用或更換。1、加工中心的類型選擇①一般單工位（單面）加工的工件最好選用立式加工中心。②加工兩工位（雙面）以上的工件或在四周呈徑向輻射狀排列的孔系、面的加工宜選擇臥式加工中心。③鉸鏈B型在一次裝夾中不能完成多工位加工時，則應選擇四軸加工中心。2、刀庫容量選擇同一種規格的加工中心，通常都有2-3種不同容量的刀庫，在選定刀庫容量時，根據被加工件的工藝分析結果來確定所需數量，通常以滿足一個零件在一次裝夾中所需刀具數量確定刀庫容量。從統計結果看，立式加工中心選用20把刀左右的刀庫，臥式加工中心選用40把刀左右的刀庫為宜。用于柔性制造單元或柔性制造系統中的加工中心，應選用大容量刀庫，甚至配置可交換刀庫。3、冷卻功能選擇冷卻方式有：大流量的噴淋式冷卻、刀具內冷裝置、氣霧冷卻等。根據工件和刀具的實際情況進行選擇。3.2定位基準的選擇基面選擇是工藝規程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。1、基準的概念與分類基準：零件上用以確定其它點、線、面位置所依據的那些點、線、面。設計基準：零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準。工藝基準：零件加工、測量和裝配過程中使用的基準。分為定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準。2、精基準的選擇原則①應保證加工精度和工件安裝方便可靠。②基準重合原則：選用設計基準作為定位基準。③基準統一原則：采用同一組基準定位加工零件上盡可能多的表面。④自為基準原則：選擇加工表面本身作為定位基準。⑤互為基準原則：工件上兩個相互位置要求很高的表面加工時，互相作為基準。3、粗基準的選擇原則應保證各加工面有足夠的余量，并盡快獲得精基面。若要求保證某重要表面加工余量均勻，選該表面為粗基準。若要求保證加工面與不加工面間的位置，選不加工表面為粗基準。粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。粗基準表面，應平整光潔。4、輔助基準的選擇原則為裝夾方便或實現基準統一，人為制造的一種定位基準。5、鉸鏈主體的設計基準①粗基準的選擇：以鉸鏈的Φ20.5mm圓孔上端面為主要的定位粗基準，以Φ23.5mm外圓表面為輔助粗基準。②精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以Φ20.5mm內孔表面為輔助的定位精基準。3.3加工路線的原則理想的加工路線不僅可以加工出合格的產品同時也能使數控機床得到合理的利用和充分的發揮，而要實現這一原則必須實現這兩個原則，一是保證精度原則，二是提高生產效率原則。按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原則確定加工順序，詳見鉸鏈（B型）零件數控加工工序卡。外輪廓加工采用順銑方式，刀具沿切線方向切入和切出。先用平口鉗夾粗銑底面以底面作為基準粗銑上表面、圓柱和臺階面，然后再用平口鉗夾住圓柱粗銑外形。接著精加工是在加工中心上，用三爪卡盤同樣方式精銑上下端面特征到尺寸。在劃分了加工階段，確定了工序集中與分散方法后，便可安排零件的機械加工工序。安排零件表面的加工順序時，通常應遵循以下幾個原則：1、先主后次根據零件的功用(可從裝配圖上知道)和技術要求，分清零件的主要表面和次要表面。主要表面系指裝配基準面、重要工作表面和精度要求較高的表面等；次要表面是指光孔、螺孔、未標注公差表面及其他非工作表面等。分清零件的主、次要表面后，重點考慮主要表面的加工順序，以確保主要表面的最終加工。按照先主后次的原則。安排機械加工工序的一般順序是：加工精基準面--粗加工主要表面--半精加工主要表面--精加工主要表面--光整加工--超精密加工主要表面。次要表面的加工安排在各階段之間進行。2、基面先行應先加工出選定的后續工序的精基準，如外圓、內孔、中心孔等。如在加工軸類零件時，應先鉆中心孔；加工盤套類零件時，應先加工外圓與端面。3、先粗后精在加工工件時，一般先粗加工，再進行半精加工和精加工。4、先面后孔為了保證加工孔的穩定可靠性，應先加工孔的端面，后加工孔。如加工箱體、支架和連桿等零件，應先加工端面后加工孔。這是因為端面的輪廓平穩，定位、裝夾穩定可靠。先加工好孔端平面，再以端面定位加工孔，便于保證端面與孔的位置精度。此外，由于平面加工好后再加工孔時，可使刀具的初始工作條件得到改善。詳見零件工藝卡片。3.4制訂鉸鏈（B型）工藝路線制訂工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用加工中心進行加工，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工序T00：下料。在鋸床上下材料為LY12板料，尺寸為120mmX120mmX55mm，最后用游標卡尺檢驗尺寸。工序T05：銑六面。在普通銑床上用平口鉗固定零件毛坯，銑下料零件到尺寸長115mm，寬96mm，高55mm，最后用游標卡尺檢驗尺寸。工序T10：銑凸字。在普通銑床上用平口鉗固定零件，用Φ25銑刀銑工序T05零件保證尺寸凸字頭寬60mm和高45mm，最后用游標卡尺檢驗尺寸。如下圖3-4-1所示。圖3-4-1銑凸字5、工序T15：粗銑底面。在加工中心上用平口鉗固定零件圓柱。①工步1：銑外形。先用Φ12的鉆頭打孔工藝孔通孔Φ12，然后用Φ25銑刀銑外形，保證尺寸56.2mm,48mm,38mm,43mm,55.2mm.21.5mm以及斜面斜角6度，最后用游標卡尺檢驗尺寸。如下圖3-4-2所示。圖3-4-2銑外形②工步2：粗銑凹臺。圖4-4-5銑凹臺刀具參數③工序4：銑型腔。在“主功能表”中選擇“刀具路徑”再選擇“外形銑削”點擊“串連”選取實體上外形邊界線：然后選擇“執行”（注意：在選擇邊界線時注意方向的選擇，一般加工都選擇順銑），此時會出現“外形銑削”對話框，選擇刀具直徑為Φ12，主軸轉速給3000，進給率給800，深度給-25，xy方向預留量給2，z方向預留量給2。如圖4-4-6，4-4-7。④工序5：銑型腔。在“主功能表”中選擇“刀具路徑”再選擇“挖槽”點擊“串連”選取底腔邊界線。銑型腔刀具參數設置如下圖4-4-6，圖4-4-7所示。只需將深度改為-40即可。⑤工序3：銑半圓。在“主功能表”中選擇“刀具路徑”再選擇“外形銑削”點擊“串連”選取實體上外形邊界線：然后選擇“執行”（注意：在選擇邊界線時注意方向的選擇，一般加工都選擇順銑），此時會出現“外形銑削”對話框，參數設置與4-4-6，4-4-7。只需將深度改為-33即可。圖4-4-6銑型腔刀具參數圖4-4-7銑型腔刀具參數確定后即可生成銑型腔刀路。如下圖4-4-8所示。圖4-4-8銑型腔刀路3、精加工型腔仿真操作步驟與粗加工型腔仿真相似，只需增加主軸轉速，減小進給率，除去余量即可。4、實體模擬在“主功能表”中選擇“操作管理”彈出對話框，在對話框中再選擇“全選”再選擇“實體模擬”點擊“開始”進行實體模擬。銑型腔實體模擬如下圖4-4-9所示。圖4-4-9銑型腔實體模擬注：其他面實體仿真方法與以上相似，詳見鉸鏈（B型）加工仿真。5、NC代碼的生成在“主功能表”中選擇“操作管理”彈出對話框，在對話框中再選擇“全選”再選擇“執行后處理”點擊“確定”可導出NC代碼。如下圖4-4-10所示。圖4-4-10NC代碼的生成第五章全文總結本文前三章介紹了鉸鏈（B）型工藝編制，最后一章介紹了運用Mastercam軟件鉸鏈的正面進行仿真。通過這幾章內容串起了我大學本科階段的所學的所有專業知識，在鞏固和加深中力求能夠達到獨立的運用所學知識發現并解決問題的目的。因為對于即將走人工作崗位的我來說，以后需要的就是這種發現問題并能夠及時解決問題的能力。對于這次畢業設計的課題來說就是一個很好對這種能力的鍛煉，它整個設計過程中貫穿了數控機床與普通機床的融合，這不僅考慮到成本問題也符合當前的實際情況，當然這是保證在零件質量的前提下，這個過程其實就是出現問題和解決問題的演繹。同時這次設計中尚有一些不足的地方，因為工藝它本身也可以說是一門藝術，每一工步的安排都是前后聯系的。而此次鉸鏈（B）型的工藝編制在熱處理那一塊是否應該安排的更合理點，以便更能夠達到零件的質量和精度要求，這有待以后進一步的研究。還有工藝那一塊，雖然在理論上能夠達到工序的要求，但是還沒有在實踐中得到驗證。總之做完這篇論文之后我受益頗多，但也發現自身的一些不足之處，在以后的學習和工作中一定要改正，并汲取此次的經驗。參考文獻[1]閻光明主編，侯忠濱.現代制造工藝基礎.西安：西北工業大學出版社.2007.[2]甘登岱主編.AutoCAD機械制圖教程.北京：人民郵電出版社.2003.[3]劉軍營，馬蘭主編.機械制圖.北京：機械工業出版社.2006.[4]張煜主編.機械制圖.蘇州:蘇州大學出版社.2004.[5]趙長明，劉萬菊主編.數控加工工藝及設備.北京：高等教育出版社.2003.[6]許祥泰，劉艷芳.數控加工編程實用技術.北京：機械工業出版社.2001.[7]孫德茂著.數控機床銑削加工直接編程技術.北京：機械工業出版社.2004.[8]孟少龍主編.機械加工工藝手冊.北京：機械工業出版社.1992.[9]王志平主編.數控編程與操作.北京：高等教育出版社.2003.[10]華茂發主編.數控機床加工工藝.北京：機械工業出版社.2000.致謝首先感謝母校，是她給我一個難得的學習機會，讓我在即將畢業之際學到了很多知識，經過這幾個月的緊張的畢業設計，使我在理論和動手能力上都有了進一步的提高。我的畢業設計主要在賀榮老師和候老師指導下,讓我對所學的知識進行系統性的復習,并根據寫作要求查閱有關資料。在設計過程中受到賀榮和侯偉導師無微不至的關心與耐心指導，使我的畢業設計得以順利的進展。在賀榮和侯偉導師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！同時也要感謝各位老師和同學，他們是我的舍友和朋友，是你們讓我的學習和生活充滿樂趣，感謝你們！謝謝！本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個人智慧的產品，沒有導師的指引和贈予，沒有父母和朋友的幫助和支持，我在大學的學術成長肯定會大打折扣。當我打完畢業論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。我首先要感謝我的指導老師，對我的構思以及論文的內容不厭其煩的進行多次指導和悉心指點，使我在完成論文的同時也深受啟發和教育。其次由衷的感謝答辯組的各位老師對學生的指導和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產生些許積極的價值。經過這次設計，提高了我很多的能力，比如動手能力、查閱資料的能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹的工作作風等。在這期間凝結了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。最后，由衷地感謝各位老師在百忙中對本設計論文進行審閱，提出寶貴意見，這些意見和建議都將給設計極大的幫助，并利于以后的工作和學習。同時，也感謝我們的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！謝謝！同時在寫論文的過程中參考