毕业设计(论文)-挖掘机主减速器箱体加工工艺及其工装设计.doc
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1、WD-400型挖掘机主减速器箱体加工工艺及其工装设计学生姓名:学生学号:院(系):机械工程学院 年级专业:2010级机械设计制造及其自动化指导教师:助理指导教师:二一四年六月摘 要根据课题的要求,对WD-400型挖掘机主减速器箱体零件进行了结构分析,参照同类产品的加工工艺和相关文献对其进行了加工工艺设计,确定了毛坯的材料、尺寸、定位基准、加工内容和加工方案,拟定了加工工艺路线。对零件的公差、加工余量、切削用量和基本工时定额等工艺参数进行了计算与选择,完成了对箱体零件的加工工艺设计,编制了工艺过程卡。针对镗减速器轴承孔和铣减速器箱体结合面两工序进行了定位方案、定位元件、夹紧方案和夹紧元件的分析与
2、选择,并对切削力、夹紧力和夹具的定位误差进行了分析和计算,完成了工装夹具设计,绘制了镗轴承孔夹具和铣箱体结合面夹具装配图以及部分零件图,经校核满足设计要求。关键词:挖掘机主减速器箱体;加工工艺;夹具设计;机械设计 ABSTACTABSTRACT According to the subject requirements, WD-400 excavator main gear box parts for the structural analysis , combined with existing products and literature design process was carri
3、ed out to determine the rough material, size , positioning reference processing content and processing programs developed processing route. Deviation of parts, allowance , cutting parameters and basic process parameters such as fixed working hours were calculated with the choice to complete the proc
4、essing of parts of the cabinet design , the preparation process card . Combined for boring reducer bearing bore and face milling gear unit housing two processes were analyzed with the choice location solutions , positioning elements , clamping and clamping elements of the program , and cutting force
5、, clamping force and fixture positioning error analysis and calculations, completed the fixture design ,draw the bearing hole jig boring and milling assembly drawings combined with surface casing fixture assembly drawing and some important parts diagram , designed by checking fixture meet the design
6、 requirements .Keywords : excavator main gear box ; process routes ; fixture design; mechanical design II目录目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 课题研究背景以及研究意义12 箱体的工艺结构分析42.1 箱体的作用42.2箱体的总体分析42.3箱体的工艺分析43 箱体工艺规程设计63.1 确定箱体毛坯的材料63.2 取定位基准63.3 工艺路线的制定73.4 加工设备以及工艺装备的取113.5确定机械加工余量和公差114确定切削参数以及工时144.1 工序4:粗铣箱体底面14
7、4.1.1加工需求144.1.2确定铣削用量与基本工时144.2工序 5:粗铣箱体结合面154.2.1加工需求154.2.2确定铣削用量与基本工时154.3 工序6:半精铣铣箱体底面164.3.1加工需求164.3.2确定铣削用量与基本工时164.4工序 7:钻,扩地脚螺栓孔,铰两对角线螺栓孔,锪地脚螺栓孔174.4.1钻地脚螺栓孔174.4.2扩地脚螺栓孔174.4.3铰两对角线螺栓孔184.4.4 锪地脚螺栓孔184.5工序 8:粗铣排油孔台阶面194.5.1加工需求194.5.2确定铣削用量以及切削工时194.6工序 9:钻排油螺栓孔、扩排油螺栓孔、攻排油孔螺纹204.6.1钻排油螺栓孔
8、204.6.2扩排油螺栓孔204.6.3攻丝排油螺栓孔214.7工序 10:半精铣排油孔台阶面214.7.1加工需求214.7.2确定铣削用量以及切削工时214.8工序 11:半精铣箱体结合面224.8.1加工需求224.8.2确定铣削用量以及切削工时224.9工序 12:铣油沟槽234.9.1加工需求234.9.2确定铣削用量以及切削工时234.10工序 13:精铣箱体结合面244.10.1加工需求244.10.2确定铣削用量以及切削工时244.11工序 14:合箱,钻锥销孔254.11.1加工需求254.11.2确定切削用量以及切削工时254.12工序 15:铰锥销孔254.12.1加工需
9、求254.12.2确定切削用量以及切削工时264.13工序 16:钻轴承旁22连接螺栓孔264.13.1加工需求264.13.2确定切削用量以及切削工时264.14工序 17:扩轴承旁22连接螺栓孔274.14.1加工需求274.14.2确定切削用量以及切削工时274.15工序 18:锪轴承旁螺栓孔274.15.1加工需求274.15.2确定切削用量以及切削工时284.16工序 19:钻箱体M12的油标孔284.16.1加工需求284.16.2确定切削用量以及切削工时284.17工序 20:锪直径为30的油标孔294.17.1加工需求294.17.2确定切削用量以及切削工时294.18工序 2
10、1:攻油标孔M12294.18.1加工需求294.18.2确定切削用量以及切削工时294.19工序 22:粗铣轴承孔左端面304.19.1加工需求304.19.2确定铣削用量以及切削工时304.20工序 23:粗铣轴承孔右端面314.20.1加工需求314.20.2确定铣削用量以及切削工时314.21工序 24:粗铣输入轴轴承孔端面324.21.1加工需求324.21.2确定铣削用量以及切削工时324.22工序 25:粗镗120轴承孔334.22.1加工需求:334.22.2确定镗孔120 轴承孔的切削用量以及工时334.23工序 26:粗镗180轴承孔334.23.1加工需求:334.23.
11、2确定镗孔180 mm轴承孔的切削用量以及工时344.24工序 27:粗镗260轴承孔344.24.1加工需求:344.24.2确定镗孔260 mm轴承孔的切削用量以及基本工时354.25工序 28:半精镗120轴承孔354.25.1加工需求:354.25.2确定镗孔120 mm轴承孔的切削用量以及基本工时354.26工序 29:半精镗180轴承孔364.26.1加工需求364.26.2确定镗孔180 mm轴承孔的切削用量以及基本工时364.27工序 30:半精镗260轴承孔374.27.1加工需求:374.27.2确定镗孔260 mm轴承孔的切削用量以及基本工时374.28工序 31:精镗1
12、20轴承孔384.28.1加工需求:384.28.2确定镗孔120 mm轴承孔的切削用量以及工时384.29工序 32:精镗180轴承孔394.29.1加工需求:394.29.2确定镗孔180 mm轴承孔的切削用量以及基本工时394.30工序 33:精镗260轴承孔404.30.1加工需求:404.30.2确定镗孔260 mm轴承孔的切削用量以及基本工时404.31工序 34:粗镗124轴承孔404.31.1加工需求:404.32.2确定镗孔124 轴承孔的切削用量以及工时414.32工序 35:半精镗124轴承孔414.32.1加工需求:414.32.2确定镗孔124 mm轴承孔的切削用量以
13、及基本工时424.33工序 36:精镗124轴承孔424.33.1加工需求:424.33.2确定镗孔124 mm轴承孔的切削用量以及工时424.34工序 37:钻轴承孔端面M12螺纹孔434.34.1加工需求434.34.2确定切削用量以及工时434.35工序 38:攻轴承孔端面M12螺纹444.35.1加工需求444.35.2确定切削用量以及切削工时445 镗孔夹具的设计465.1 问题的提出465.2 确定定位方案以及定位元件465.3 确定夹紧方案以及夹紧元件485.4 确定夹紧力505.5 确定定位误差516 铣箱体结合面夹具的设计536.1 问题的提出536.2 确定定位方案以及定位
14、元件536.3 确定夹紧方案以及夹紧元件546.4 确定铣削夹紧力566.5 确定定位误差57结论58参考文献59附 录59致 谢61VI 1 绪论 1 绪论1.1 课题研究背景以及研究意义本课题是WD -400挖掘机主减速器箱的加工技术和夹具的设计,箱体的加工的是典型的零件加工,由于箱体结构复杂,通常选用铸铁材料。先浇铸成坯,并经过时效处理,在加工过程中,一般采用先面后孔的加工路线。加工工艺和夹具设计是机械制造技术的基础技术学科。具有很强的实用性,学习的过程中要紧密联系生产实践,但它也具有很强的综合性。箱体是减速器的基础零件,它把减速器有关部件的轴、套、齿轮等相关的零件连接成一个整体,并使之
15、保持正确的相对位置,以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此,箱体加工质量,直接影响减速器性能,精度和寿命。加工过程是提供一个产品或箱体的加工过程和工艺文件操作方法,所有相关的生产人员应严格执行。工件夹具是机器上的一个装置,其作用是使工件相对于该工具,该工具有一个正确的位置,并保持相同的位置,在这个过程中。使用夹具可有效地保证加工质量,提高生产效率,降低生产成本,扩大了机械加工的范围,减轻劳动强度,保证安全生产,因此,它在夹具机械制造的重要作用。考虑到使用的生产减速机箱体机械加工安排以及装置直接影响加工质量和生产效率,使减速器箱体的加工工艺和重大意义夹具的设计问题。11.2 国内外的发展现状
16、以及未来的发展趋势挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用,如工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。据统计,一般工程施工中约有60%的土方量、露天矿山中80%的剥离量和采掘量是用挖掘机完成的。 当前,国际上挖掘机的生产正向大型化、微型化、多能化和专用化的方向发展。国外挖掘机行业重视采用新技术、新工艺、新结构和新材料,加快了向标准化、系列化、通用化发展的步伐。我国己经形成了挖掘机的系列化生产,近年来还开发了许多新产品,引进了国外的一些先进的生产率较高的挖掘机型号。 国内小型挖掘机目前的整体技术水平处于国际二十世纪八十年代末九十年代初
17、水平,与国外先进技术的差距主要体现在整机匹配、微操作性能、维修性、可靠性及外观质量上。现阶段仍处于仿制阶段,缺乏自主开发能力和发掘自身优势的意识。目前国产品牌的优势仍主要建立在价格优势和服务优势上,技术上还无法与国际先进水平相提并论。未来的发展将在很长一段时间内受制于两大主要配件,一是动力,二是液压件。国产动力要抗衡进口动力尚需时日,而国产液压件取代进口液压件更需巨大努力。2 国外挖掘机目前水平完全可以称之为渐趋完美、渐入佳境,其功能的可靠性,操作的流畅性和舒适性不必详述,即使其驾驶室内的美观与质感也几可国产轿车蓖美。国外挖掘机目前的发展动向主要体现在:以一机多能为目标的多功能化;以提高操作性
18、能为目标的智能化;以节能为目标的功率模式控制;以动态设计分析为基础的可靠性设计;以人为本的驾驶室设计;基于微电子技术的自动监控系统的发展。2 国内外单斗液压挖掘机的发展趋势: 液压挖掘机由于使用性能、技术指标和经济指标上的优越,因而世界上许多国家,特别是工业发达国家,都在大力发展单斗液压挖掘机。目前,单元液压挖掘机的发展着眼于动力和传动系统的改进以达到高效节能;应用范围不断扩大,不断降低成本,实现标准化、模块化发展,以提高零部件、配件的可靠性,从而保证整机的可靠性;电子计算机监测与控制,实现机电一体化;提高机械作业性能,降低噪音,减少停机维修时间,提高适应能力,消除公害,其趋势为:向大型化发展
19、的同时向微型化发展。更为普遍地采用节能技术。不断提高可靠性和使用寿命。工作装置结构不断改进,工作范围不断扩大。由内燃机驱动向电力驱动发展。液压系统不断改进,液压元件不断更新。应用微电子、气、液等机电一体化综合技术。增大铲斗容量,加大功率,提高生产效率。人机工程学在设计中的充分利用。1.3研究内容以及研究方法本设计的主要研究内容是对WD-400型挖掘机主减速器箱体进行的设计。主要包括减速器箱体的加工工艺、加工工序以及其夹具的设计。从箱体的形状以及工序绘制其夹具装配图。绘制各相关非标准箱体的箱体图。确保设计出的的箱体具有较好的价值和可行性。研究方法主要有:31) 查阅相关文献来获得相关资料,全面正
20、确的掌握箱体加工工艺以及工装设计的问题。2) 利用经验总结法总结出前人对箱体加工工艺以及工装设计的成就。3) 利用所给定的数据以及相关公式进行确定,随后将确定得出的结果与箱体简图相结合,从而形成箱体加工工艺以及工装设计基本框架。4) 充分利用学校为我们提供的庞大的资源,优化自己的研究设计结果。5) 积极与老师和同学研究,相互了解研究进度,分享研究成果和经验,以便于下一阶段的设计。6) 向减速器箱体加工工艺以及工装设计进行全方位的分析,从而获得的各种材料,以及各种机床的加工方法,工艺路线的制定方案,从而制定出一条严谨的箱体加工工艺路线,最后设计出自己的箱体的工装。7) 对自己的整个毕业设计进行全
21、面的检查,并修改其中的错误和不足,积极向指导老师请教以完成毕业设计,以检测是否达到预期目标。622 箱体的工艺结构分析2 箱体的工艺结构分析2.1箱体的作用WD-400型挖掘机主减速器是挖掘机的行走机构里的主要装置,主减速器的存在主要有两个作用,第一是改变动力传输的方向,第二是作为变速器的延伸为各个档位提供一个共同的传动比。变速器的输出是一个绕纵轴转动的力矩,而车轮必须绕车辆的横轴转动,这就需要有一个装置来改变动力的传输方向。之所以叫主减速器,就是因为不管变速器在什么档位上,这个装置的传动比都是总传动比的一个因子。它的作用是用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要。其中减速箱是减速器的重要组成部
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