1、 图书分类号： 密 级： 毕业设计 (论文 ) 挖掘机箱体孔专用镗床及专用夹具设计 DRIVING BOX BODY HOLE AND SPECIAL FIXTURE DESIGN 毕业设计 (论文 ) I 学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，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或参考的内容外，本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 以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权协议书 本人完全了解关于收集、保存
2、、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和 汇编本学位论文。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 毕业设计 (论文 ) I 摘要 本文 主要是围绕 挖掘机箱体孔专用镗床及专用夹具设计 的问题展开研究 ，挖掘机目前在房屋建筑、隧道挖掘等领域应用比较广泛。 箱体零件的结构设计形式千奇百怪、多种多样，但是
3、箱体零件结构的主要特征依然是大同小异，都有这共同的特点比如外形比较复杂、外壁不均匀且较薄、较多的加工部位、拥有腔 形的内部结构、比较难加工，并且部分孔和平面的加工精度要求较高 。与此同时，社会现在对产品需求量较高，大批量生产成为主流。因此不仅要求克服箱体本身加工难点，还要提高生产率，从而引入了镗床来满足这一需求。本次设计主要涉及车床加工技术、机械设计制造技术、机械加工工艺及 CAD/CAM 技术，针对机械专业的大学本科生，可以将所学的机械制造基础、机械设计、 UG 等知识运用到此课题的研究中，从而达到学以至用，在实践中检验所学知识的目的。 以前箱体加工中，加工工艺相对落后，但是箱体部件的社会需
4、求量随着工业社会的发展在逐步增加。因 此提高复杂箱体类部件的制造水平，对改善当前的工艺方法有着重要的意义。镗床的的发展，改善了当前箱体类部件加工困难的问题。通过研究零件对技术的相关要求构思出几种经济、高效的加工方法，并在当中选择两种加工方法进行镗床及其专用夹具的设计。总而言之，需要构思出一种科学的、合理的加工方法，从而制造出质量较高的挖掘机箱体类零件，同时不断地降低其成本，节省开支。就这次设计而言，通过这一次毕业设计，能够拥有对一个复杂程度并不高的零件的加工工艺的过程的能力以及进一步熟悉了相关专用夹具的设计的一些思路和基本方法。 基于以上的情况 ，本次设计内容就是挖掘机箱体加工、镗床和专用夹具
5、的设计。 过研究零件对技术的相关要求构思出几种经济、高效的加工方法 ，加工制造出质量较高的挖掘机箱体，选择比较合理的镗床及其专用夹具。 关键字： 挖掘机箱体；镗床；专用夹具 毕业设计 (论文 ) II Abstract This article is about the excavator box processing technology, a combination of tools and special fixture design research issues, excavators currently in housing construction, tunneling and
6、other areas used widely. Structural design in the form of cabinet parts strange, varied, but the main features of the housing part structure is still very much the same, there are common characteristics such as shape that is more complex, uneven and thin wall, more processing site, with the internal
7、 structure of the cavity shape, more difficult to process, and part of the hole machining accuracy and a higher plane. Meanwhile, the community is now a high demand for the product, mass production into the mainstream. Therefore, not only the processing required to overcome the difficulties box itse
8、lf, but also to improve productivity, thereby introducing a combination of machine tools to meet this demand. This design mainly involves lathe technology, mechanical design and manufacturing technology, machining technology and CAD / CAM technology for mechanical engineering undergraduate students
9、can learn basic machinery manufacturing, mechanical design, UG and other knowledge to use this topic the study, to achieve even learn to use, in practice, the purpose of testing the knowledge learned15. Previous box processing, the processing technology is relatively backward, but the social demand
10、with the development of the housing component of industrial society is gradually increased. Thereby increasing the level of manufacturing complex box-type parts, to improve the current process method has important significance. Combination of machine tool development, improvement of the current box-
11、type parts processing difficult. By studying the technical requirements of the relevant parts conceived several economic and efficient processing methods, and a choice of two processing methods to combine tools and special fixture design in the middle. All in all, the need to devise a scientific and
12、 rational processing methods, in order to produce high quality excavator box parts, while continuing to reduce its costs and savings. For us, this time through the graduation project, so that we can have a complexity of the process is not part of the high processing technology capabilities and becom
13、e more familiar with some of the basic ideas and methods related to special fixture design14. Based on the above, the contents of this design is that the excavator box processing, the combination of machine tools and special fixture design. Studies in the relevant parts of the technical requirements
14、 conceived several economic and efficient processing methods, processing and manufacturing of high quality excavator box, choose a more reasonable combination of machine tools and special fixtures. Keywords： Excavator body Modular machine tool Special fixture 毕业设计 (论文 ) III 目 录 摘要 . I Abstract .II 1
15、 绪论 . 1 1.1 挖掘机的发展状况和它的优缺点 . 1 1.2 需要解决的主要问题 . 1 2 挖掘机箱体的加工工艺 . 2 2.1 挖掘机箱体零件的分析 . 2 2.1.1 箱体零件的功用、分类 . 2 2.1.2 箱体零件的分析 . 2 2.2 挖掘机箱体零件材料及毛坯 . 2 2.3 毛坯的结构工艺要求 . 3 2.4 加工工艺过程 . 3 2.5 确定定位基准 . 3 2.5.1 粗基准的选择 . 3 2.5.2 精基准的选择 . 4 2.6 确定各表面加工方案 . 4 2.6.1 选择表面加工方法需考虑的因素 . 5 2.6.2 平面加工方法 . 5 2.7 工艺规程的制定 .
16、 5 2.7.1 加工阶段的划分 . 6 2.7.2 工序的集中与分散 . 7 2.7.3 机械加工工序的安排 . 8 2.7.4 加工工艺路线方案的比较 . 8 2.8 毛坯机械加工余量及工序尺寸确定 . 11 2.8.1 工序尺寸的确定 . 11 2.8.2 制定毛坯加工余量 . 11 2.9 粗镗 TY130 内孔切削用量的制定（工序 10） . 12 3.专用镗床的总体设计 . 错误 !未定义书签。 3.1 专用镗床的组成及特点 . 错误 !未定义书签。 3.2 镗内孔专用镗床配置形式的选择 . 错误 !未定义书签。 3.2.1 专用镗床的配置 . 错误 !未定义书签。 3.2.2 被
17、加工零件的工序图 . 错误 !未定义书签。 3.2.3 镗内孔专用镗床总图的设计 . 错误 !未定义书 签。 4 专用夹具设计 . 错误 !未定义书签。 毕业设计 (论文 ) IV 4.1 工件定位分析 . 错误 !未定义书签。 4.1.1 工件定位的原理 . 错误 !未定义书签。 4.1.2 工件定位方 案 . 错误 !未定义书签。 4.1.3 工件的具体定位方法及其定位元件的选择 . 错误 !未定义书签。 4.1.4 定位误差分析与计算 . 错误 !未定义书签。 4.2 夹紧机构设计 . 错误 !未定义书签。 4.2.1 夹紧装置的基本要求 . 错误 !未定义书签。 4.2.2 夹紧元件的
18、选择 . 错误 !未定义书签。 4.2.3 夹紧力的确定 . 错误 !未定义书签。 4.3 夹具设计及操作的简要说明 . 错误 !未定义书签。 结论 . 14 致谢 . 15 参考文献 . 16 毕业设计 (论文 ) 1 1 绪论 1.1 挖掘机的发展状况和它的优缺点 在建筑和施工行业快速增长的几年里，挖掘机逐渐取代 了 人 在过去中的地位 ，大大减轻了劳动强度， 对 劳动效率 的改善 起着很大的作用， 挖掘机 被广泛应用于建筑，化工，水利，矿山等行业 ， 是工程建设不可或缺的工作工具。 第一液压挖掘机成功由美国发明。 20 年代初和 50 年代中期 相继研发出来了 液压挖掘机和履带式液压挖掘
19、机。早期试验是利用飞机 的 液压和机床液压技术， 由于 缺乏 适用于挖掘机各种工况的液压元 件 的各种条件，制造质量不够稳定， 配套件 是不完整的。 20 世纪 40 年代以后， 出现了 液压挖掘机 。 20 世纪 50年代 出现了今天见到的挖掘机 。挖掘机三个最重要的参数：车辆重量（质量），和铲斗容量和发动机功率。 1955 年，在法国波克兰（波克兰）工厂生产的第一款全液压反铲挖土机推出，导致技术开发挖掘机创造一个新的空间领域。 就中国挖掘机前景来看 ，随着 “ 十二五 ” 中国国产挖掘机将全面超过国外品牌， 成为中国挖掘机市场的主角！ 中国挖掘机行业前途仍无限光明 1！ 1.2 需要解决的
20、主要问题 该组织的重要组成部分，是挖掘机挖土机框 。它的风格是非常多的种类，它们是相同的特点是：箱壁厚度不统一，也比较复杂的形状，同时有一个非常大的加工难度。其中，最重要的是在热处理过程中集权和分权的过程中，为了选择和处理原则是在开发时需要考虑的制备工艺路线的问题。此外，您可以访问相关信息，并通过一些计算，以确定每一步的津贴。 的精确选择及各种公差路线的选择等。其中，最主要的是在热处理过程中，工序的集中与分散的选择和加工的顺序是在拟定工艺路线制定时所需要考虑的原则性问 对于一些相对简单的过程的公差和尺寸可以直接从零件尺寸图来测量，但对于某些尺寸必须用计算链的大 小，然后得出其大小值太复杂。只要
21、发生了什么错误定位将导致对定位精度的影响非常大，然后蔓延到加工质量。通过仔细分析，这种灯具设计使用两个销售定位方法，使用支撑板，圆柱销和钻石别针作为定位元件来分析定位动作的定位元素。总而言之，就是要确定一套科学，合理，高效，经济的处理方案，以满足制造高品质的住宅挖掘机零件的加工要求，可以尝试降低加工成本，减少能源消耗。 毕业设计 (论文 ) 2 2 挖掘机箱体的加工工艺 2.1 挖掘机箱体零件的分析 2.1.1 箱体零件的功用、分类 箱 体类零件是组成机器 的基本零件，这使得机器或很大部分的相关部分的 相关部分具有非常正确的位置关系，根据 其 要求 进行运作 。因此，好的和坏的零部件的质量将直
22、接影响 机器的正常运转 。箱体类零件有很多种类，挖掘机箱 体是其中一种 。根据不同的框部件中结构的形式，它可以被分成单独和集中分为两类。制造过程可被分开，并且其组装及加工是很方便的，但是有更多的工作装配大量增加 ;而前者是一个集中的壳体部件的全过程，和整体铸造类的情况下部分，前者在一些相对困难的处理，但在其装配精度方面能够有较大程度的提高，应该对各种情况的组合，采用适用于工厂的实际情况的基础上，现有的标准来制造箱体类零件，充分发挥自身 优势，从而立于不败之地竞争。 2.1.2 箱体零件的分析 虽然箱体类零件有各种形式的程序设计和风格，但他们也最重要的区别几乎相同：一些相对简单的工艺公差和尺寸可
23、以直接从盒子的一部分绘制图纸进行测量，但太复杂的 尺寸 ，则必须使用 尺寸 链 来进行 计算。因此，对于大多数的 箱体零件 ，其加工的加工 量 占据一般加工机床制造总劳动份额是非常大的，大概可占劳动总产物的 10 - 约 25，这是一个很大数据，箱体类零件加工复杂，这就要求 必须 充分考虑采取加工零件的 方法 和机械加工的技术要求，否则将 会对后续加工带来麻烦 ，严重的会导致整个零件 无法使用 ，造成了极大的浪费和不必要的损失，需要仔细考虑 箱体零件特性 。 2.2 挖掘机箱体零件材料及毛坯 根据经验 知道 ，一般情况下， 毛坯零件 具有较好的振动性能 以及 相对复杂的形状，但在机械性能方面也
24、比较差。挖掘机 箱体 部分材料是钢（ ZG35），这种钢（ ZG35）材料具有很好的延展性和强度性能，而 也意味着其拥有良好的 可焊性，还有就是它具有非常良好的铸造性能。应用此新的板材是 ZG270-500，这意味着它代表具有其抗拉强度为 490MPa 级，屈服 274MPa 的强度值。根据这些特点的因素，它可以用来作为载体。有许多原因会 影响毛坯种类 的 确定，例如，生产方式和部件，硬度，刚度，构造和种类部分中的所述形状的尺寸的大小，在除了实际生产中应采取考虑到具体的工厂条件会产生一定的影响。 选择毛坯铸造方法应根据它具有的技术水平，特定于设备的条件下，实际情况与零件生产的数量，参考各种铸造
25、工艺方法，部分原因是为了确保其达到的技术要求，选择成本不高，相对高的质量和相对简单的铸造方法。 然而，在大批量的生产中，主要考虑的是高的生产率和高的精度，例如金属的砂型铸造加工精度高，生产的成本也比较低。在决定选毕业设计 (论文 ) 3 用哪种毛坯之后，接下来应该着手绘制零件毛坯图 8。 2.3 毛坯的结构工艺要求 （ 1）铸造 箱体 ， 对 结构的部分是要求有以下几种： 铸造形状为从模型方便的形状，所以应该尽力获得简单。由于良好的铸造可靠性，选择必须符合要求。 必须 去 除铸件 外形中的 多余的圆角，所以 使之成为平面 。 在铸造过程中，使相应的 壁 厚度均匀。 为了在铸造冷却过程中避免失真
26、或裂纹，在最大程度上，使肋的分布和厚度加强还必须满足的要求。 （ 2） 箱体毛坯的技术要求 ： 机 加工前面 应该加上时效处理 。 零件表面缺陷显示不 是很 清楚。 明确铸造 拔模角度 30 。 其余 为标准公差为 35mm。 2.4 加工工艺过程 基于以上分析，可以看出，挖掘机 箱体 主要 加工 工作 是其 孔和平面。在一般情况下，加工孔比一些平面处理更加困难，误差是比较大的。因此，外壳部件在整个加工过程中，设计的尺寸应适当 2。 2.5 确定定位基准 定位基准是在这个过程中的一个重要的基准部分，其作用是使各部件具有一个位置关系，在之后 的 组装 和 处理是非常重要的。对于一些比较简单的 公
27、差和工序尺寸 ，可以使用测量工具从零件图 得出 ，那些非常复杂的 尺寸 ， 需要通过一些方法计算得出。在加工之前，应当首先确定精基准加工对应的表面，然后在考虑粗基 准加工对于的表面 。 2.5.1 粗基准的选择 粗基准一般指的是未经过加工之后用在定位的基准平面，也可以说是第一次加工所需要使用的基准。当一些不需要加工的平面与加工平面之间具有一定的位置要求时，通常把不加工平面作为粗基准，而粗基准在平面上进行定位时经常采用支承钉作为定位元件。粗基准在定位时起着至关重要的作用，它是精基准选择前的准备工作。一般加工量只要能够均匀的分配，并且粗加工工序及其后续工序能够顺利进行，所加工出来的平面也会满足工序
28、的要求。在确定粗基准时，一般遵循以下几项要求： 粗基准不重复使用：通常情况下， 如果粗基准是处于相同尺寸方向上，则一般只能使毕业设计 (论文 ) 4 用一次。毛坯面是用来加工的面，本来就会有较大的误差，为了避免会产生更大的误差，则两次加工不能用一样的粗基准面。 确保相互位置满足精度要求：对于一些比较简单的零件图，可以直接测量出其公差和工序的尺寸；而对于一些尺寸较为复杂的零件图，一般需要借助于尺寸链的计算得出，从。而大量地提高了每个平面的精度，也大幅地减少了误差。 装夹要方便：在粗基准确定时，要有一个可靠的定位基准，操作需要快速便捷且稳定。装夹时方便，有利于更好地进行定位，提高定位的精度。 加工
29、余量保证最小：尽量 地减少加工余量，让制造出来的毛坯尽量与零件一致，在毛坯进行加工时候，切削地量就更少，节省了材料，降低了成本，满足了经济性的要求。 在进行粗基准的确定时，要选择可靠、方便并且稳定的定位基准，表面不能存在一些。缺陷，同时要为精基准的确定做好准备。 2.5.2 精基准的选择 精基准一般指的是经过加工之后用在定位的基准平面，精基准在平面上进行定位时经常采用大平面或者窄平面进行定位。精基准与粗基准虽然都属于定位的基准，但是对于精基准而言，加工的精度要求更高，工件定位时产生的误差更小。工件的内部结构尽量简单一点，并且易 于拆卸。在确定精基准时，一般遵循以下几项要求： 保证定位的基准和设
30、计的基准保持一致：在定位的时候，尽量让上面两个基准重合成同一个基准，精加工时候所采用的基准应当就是该设计的基准，同时要尽量地减少误差。 加工时多采用同一基准：如果对于某一组的加工工序较多，可以采用同样的基准，可先把这个表面加工出来，可以方便其他表面的加工，并且达到较高的精度。利用这个方法，可以使一些夹具的设计更加的容易、迅速，减少加工误差，缩短加工工件所需要损耗的时间，从而提高的加工效率。 把自身加工的平面作为定位基准：在加工中，许多工序中需 要加工的量比较少，那么可以将自身加工的平面作为粗基准看待。 两个表面彼此以对面作为加工基准：很多的平面由于自身的位置和对尺寸的要求都比较高，通常会采用两个平面，接着让两个平面不断地互相以基准加工，从而也提高了相应的精度。 在挖掘机箱体类零件进行加工时，在整个加工的过程可以尝试用同一个基准进行定位，这就需要考虑面、孔等多方面的因素。在整个加工过程中，可以采用“一面两孔”的定位方式进行定位，一般就可以满足加工过程中的各种基准的要求。 2.6 确定各表面加工方案 在许多机械零件之中，每类零件的形状结构都是不一样的 ，种类有很多种，但都是通过一个个基本的平面所组成的例如内外圆柱面等。表面的加工方案有很多种，加工方案需
