掘进机箱体加工工艺及组合机床设计.doc

绪论
随着国民经济的发展,技术的进步,掘进机广泛应用于矿山、隧道等行业中。特别是在隧道行业中,掘进机已经发挥着越来越重要的作用。1851年,美国工程师Charles Wilson设计了世界上第一台连续掘进的隧道掘进机(Tunnel boring machine,简称TBM)。但由于设计存在难以克服的滚刀问题,TBM难以与当时刚诞生的钻爆法相媲美,无用武之地;1956年,美国的James Robbins仿照Charles Wilson的设计,采用滚刀,解决了第一台TBM的刀具问题,获得了成功。从此,TBM得以推广。总的说来,TBM掘进技术是目前世界上最为先进的隧道开挖方法,已成为未来隧道建设总的发展趋势。它综合汇集了计算机、新材料、自动化、信息化、系统科学、管理科学等高新技术,在一定程度上反映了一个。
而掘进机箱体是掘进机的重要零件。箱体的结构形式虽然多种多样,但仍有共同的特点:形状复杂、壁薄且不均匀,内部呈腔形,加工部位多,加工难度大,既有精度要求较高的孔系和平面,也有许多精度要求较低的紧固孔。因此,一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%~20%。
基于以上的情况,这次的设计内容就是掘进机箱体的加工及组合机床的设计。根据零件的技术要求编排出科学实用、方便、经济、合理的加工工艺,并从中选择两道工序进行夹具和组合机床的设计,总的来说就是编排一套科学、方便、经济、合理的加工方案,加工出高质量的掘进机箱体,并使其加工成本尽可能降到最低。
1 掘进机箱体的加工工艺
掘进机箱体的工艺分析
箱体的结构形式虽然多种多样,但仍有共同的特点:形状复杂、壁薄且不均匀,内部呈腔形,加工部位多,加工难度大,既有精度要求较高的孔系和平面,也有许多精度要求较低的紧固孔。因此,一般中型机床制造厂用于箱体类零件的机械加工劳动量约占整个产品加工量的15%~20%。
掘进机箱体零件的工艺要求及工艺分析
掘进机箱体零件简图
一个好的结构不但要应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能够保证加工质量,同时使加工的劳动量最小。
掘进机箱体的技术要求
零件见图如图1-1所示。该零件的加工要求较高,加工面的数量很多,并且种类繁多,有车外圆面,车端面,钻孔,攻螺纹,扩孔,车倒角,钻斜油孔等,位置、形状、尺寸精度都各有要求。
加工工艺过程
由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于掘进机箱体来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。
确定各表面加工方案
一个好的结构不但应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能保证加工的质量,同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的,又是相辅相成的。对于我们设计掘进机箱体加工工艺来说,应选择能够满足孔系和平面加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格较底的机床。
在选择各表面及孔的加工方法时,要综合考虑以下因素
(1).要考虑加工表面的精度和表面质量要求,根据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几次加工。
(2).根据生产类型选择,在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。
(3).要考虑被加工材料的性质,例如,淬火钢必须采用磨削或电加工;而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮,一般都采用精细车削,高速精铣等。
(4).要考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备,推广新技术,提高工艺水平。
(5) .选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法,再选择前面各工序的加工方法。
平面的加工
由参考文献[7]《机械加工工艺手册》-12可以确定,底面的加工方案为底平面:粗铣——半精铣(),~,一般不淬硬的平面,半精铣的粗糙度可以较小。
确定定位基准
粗基准的选择
选择粗基准时,考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量,使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。
粗基准选择应当满足以下要求:
(1).粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。