40装载机桥壳减速器壳体加工工艺设计及铣专机设计【原创含20张CAD图带开题报告】
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40装载机桥壳减速器壳体加工工艺设计及铣专机设计【含20张CAD图带开题报告+外文翻译】
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I摘要装载机在港口、铁路、水电、公路、矿山、建筑等建设工程中是一种常用的施工机械。减速器的工作原理是通过各级齿轮传动，将电机的高转速转变为工作需要的转速的装置。减速器壳体在工作中起到固定轴类零件的作用，对保证齿轮减速装置的运转精度和效率起着不可或缺的作用，对减速器的运转起着重要的作用。本文对 40 装载机减速器壳体的加工工艺进行了设计，根据零件图的要求，选择设计和定位基准，根据加工工艺的分配原则，合理拟定加工工序，确定各道工序的加工尺寸和切削用量，再对加工工序进行分析，遵循组合机床设计基本原则，设计专用铣床，以适应大批量生产，增大了壳体的生产率，优化壳体的加工工艺，提高壳体制造业的生产水平。关键词 装载机；减速器；壳体加工工艺；专用铣床；组合机床设计40 装载机桥壳减速器壳体加工工艺设计及铣专机设计40 LOADER AXLE HOUSING REDUCER HOUSING PROCESS DESIGN AND MILLING MACHINE DESIGNIIAbstractLoaders are commonly used construction machinery in construction projects such as ports, railways, hydroelectric, roads, mines, and construction. The working principle of the reducer is a device that transforms the high speed of the motor into the speed required by the work through various levels of gear transmission. The reducer housing plays a role in fixing the shaft parts during operation, and plays a key role in ensuring the efficiency and accuracy of the shaft set, sealing and lubrication. Therefore, it is necessary to improve the processing technology of the reducer housing and play a crucial role in the use of the reducer.This article has designed the processing technology of the 40 loader reducer housing, according to the requirements of the parts drawing, selects the design and the positioning reference, according to the distribution principle of the processing technology, reasonably draws the processing procedure, determines the processing size and the cutting amount of each procedure. , Then analyze the processing process, follow the basic principles of modular machine tool design, design a special milling machine to meet the mass production, increase the productivity of the reducer shell and the level of processing technology, and promote the manufacturing progress of the reducer housing manufacturing level.Key words loader; reducer shell machining process special milling machine modular machine tool designIIIIV目录摘要 .IAbstract .II目录 .III1 绪论 .11.1 课题的研究背景及意义 .11.2 组合机床发展现状 .11.3 本文主要研究内容 .22 减速器箱体的结构和工艺性分析 .32.1 箱体的结构性分析 .32.2 箱体的毛坯种类 .32.3 箱体的工艺性分析 .43 铸造工艺设计 .53.1 铸造工艺分析 .53.1.1 零件图分析 .53.1.2 零件的技术要求 .53.1.3 铸件结构工艺性 .53.2 铸造工艺方案的确定 .53.2.1 铸造方法的确定 .53.2.2 浇注位置的确定 .53.2.3 分型面的选择 .63.3 加工工艺参数 .6V3.3.1 加工余量的确定 .63.3.2 铸造圆角的确定 .83.3.3 铸造收缩率 .83.4 浇注系统的设计 .83.4.1 浇注位置的确定 .83.4.2 各个浇道截面积的计算 .84 减速器壳体加工工艺设计 .104.1 加工工艺的设计 .104.1.1 设计原则 .104.1.2 拟定加工工艺路线 .104.2 选择定位基准 .104.2.1 定位基准选择原则 .104.2.2 表面加工方法的选择 .114.2.3 加工阶段的划分 .114.2.4 加工顺序安排 .114.3 加工工艺路线的拟定 .124.4 确定加工余量和工序尺寸 .124.4.1 重要平面的加工余量及工序尺寸的确定 .124.4.2 其他加工工序尺寸及加工余量 .134.4.3 确定切削用量及时间定额 .145、 机床夹具设计 .255.1 分析原始资料 .255.2 拟定夹具机构方案，绘制夹具结构草图 .26VI5.2.1 确定夹具类型 .265.2.2 拟定定位以及夹紧方案 .265.3 选择、设计定位装置的结构，确定主要尺寸并计算定位误差 .265.4 选择、设计夹紧装置并验算夹紧力 .275.5 确定对刀装置 .285.6 确定其他装置结构、夹具体、并完成夹具总体设计 .295.7 拟定夹具总图的主要技术要求 .296 专用铣床的设计 .306.1 组合机床的概述 .306.2 组合机床设计的基本内容 .306.2.1 被加工零件的工序分析 .306.2.2 总体方案设计 .306.2.4 组合机床设计三图一卡设计 .326.2.5 移动工作台的设计 .326.3 零件分析 .326.4 结构方案和定位方案的确定 .336.5 选择定位基准原则和因注意的问题 .336.5.1 设计基准要求 .336.5.2 定位基准的要求 .336.5.3 确定压板位置时应注意的问题 .346.6 工艺分析 .346.6.1 加工精度要求 .346.6.2 被加工零件大小形状特点，加工部位特点要求 .34VII6.7 确定机床的配置型式 .346.8 组合机床的切削用量 .356.8.1 组合机床切削用量的选择特点 .356.8.2 确定切削用量应注意的问题 .356.10 组合机床总体方案设计 .356.10.1 被加工零件的工序图 .356.10.2 加工示意图 .366.10.3 生产率计算卡 .366.10.4 机床尺寸联系总图 .37总结 .38致谢 .39参考文献 .4011 绪论1.1 课题的研究背景及意义装载机在港口、铁路、水电、公路、矿山、建筑等建设工程中是一种常用的施工机械，用途十分广泛，其主要作用就是用来铲装泥土、砂子、煤炭、石灰等散状物体，显然它当然也可以对地下的矿材和坚硬土壤等等物体进行铲挖作业。如果将它的的工作装置进行改变还可以起到起重、推土以及装卸的作用。此外，在建设公路中，特别是在高级公路建设中，装载机作用于路基工程的运输、填埋、挖取以及混凝土料场的收集与装取等作业。另外装载机还可进行推运土壤、碾平地面和牵引其他工程机械等作用。因为装载机在这些方面具有作业运输速度快、操作方便、办事效率高、机械的机动性好等很多优点，所以它成为了工程施工建设中的主要核心机械。桥壳减速器箱体是装载机减速器的重要部件之一。本课题要求设计桥壳加工工艺方案一套和设计专用铣加工设备一套。减速器的工作原理是通过各级齿轮传动，将电机的高转速转变为工作需要的转速的装置。减速器壳体在工作中起到固定轴类零件的作用，对保证齿轮减速装置的运转精度和效率起着不可或缺的作用，对减速器的运转起着重要的作用。1.2 组合机床发展现状在中国，组合机床的发展有了二十几年的历史，具有良好的科研和生产的基础，在许多行业之中得到很好的应用，组合机床是目前机械制造业中实现产品更新换代，进行技术创新，改善加工工艺，提高生产率不可缺少的装备之一。组合机床是具有工序高度集中，集机电一体化程度较高的工艺设备。它的特点是工序集中、高效、高质、经济实用。故被广泛应用于各类制造业中。我国传统的组合机床一般采用机、电、液压、气控制，组合机床的加工对象一般是需要大批量生产的工件。可以在同一个机床上完成许多道工序。组合机床种类很多，根据加工需要，设计不同的组合机床，将需要的工序集中到一台机床上。随着科学技术的发展，柔性组合机床的出现，极大地提高了劳动生产率，能随意改变工作循环，控制和驱动系统。此外，最近几年，加工中心和数控组合机床等装备在机床行业中越来越重要。组合机床是一种技术含量和综合性很高的加工装备，组合机床根据加工的2需要来设计，涉及到加工工艺、加工方式、辅助加工、刀具、控制、装配等技术。这些都需要很高的技术要求，我国在这方面的技术发展相对于发达国家还比较落后，国内一些技术含量很高的组合机床都需要从国外进口，从而使得产品生产成本变高。需要决定市场，而市场决定技术。我们要不断创新，将机床实现从“刚性”到“柔性”的转变，更好的满足生产需要。所以今后很长时间，组合机床技术装备的高速度、高精度、柔性化和通信技术等的应用将是我国组合机床行业发展的主要方向。1.3 本文的研究内容作者首先通过查找相关资料选择毛坯的铸造方法，选择定位基准和设计基准。然后根据工艺路线拟定原则，拟定加工工艺路线，查找资料确定加工余量，确定每道工序的工序尺寸和切削参数，绘制工序卡片。最后，根据工序要求和加工特点，结合加工工序的需要，设计一台专用铣床，提高壳体加工的精度和效率。32 减速器箱体的结构和工艺性分析2.1 箱体的结构性分析图 2-1 减速器壳体零件图（1）箱体的需要加工的地方一般是平面和孔，结构较复杂。 （2）当箱体选择铸造毛坯时，铸造好后需要经过时效处理，消除内应力。（3）对于孔直径大于 60mm 的孔，一般选择镗削，较小的孔一般选择钻、扩、铰。 （4）对于精度要求比较高的孔，要分粗加工，半精加工，精加工。 （5）用塞规和千分尺可以检测孔的精度。 2.2 箱体的毛坯种类毛坯的铸造时工件制造过程的一个重要部分，在制造毛坯时，考虑零件的技术要求、生产纲领、结构特点和材料的力学性能等，能够方便的确定毛坯的1课题申报表指导教师 职称 教研室申报课题名称 40 装载机壳体工艺及铣专机课题类型 工程设计类 课题来源 社会生产实践课题简介装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。桥壳减速器箱体是装载机减速器的主要部件之一。课题要求（包括所具备的条件）1、 毛坯图和零件图的绘制2、 专用工艺装备方案设计3、 确定机床配置型式及结构方案4、 专用铣加工设备的通用部件的选择课题工作量要求开题报告一份；外文翻译一份； 设计桥壳加工工艺方案一套；设计专用铣加工设备一套；编写设计说明书 不少于 2 万字，参考文献不少于 15 篇工作量。教研室审定意见同意室主任签字：学 院审定意见同意教学院长签字： 2任 务 书 1毕业设计的背景：装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。2毕业设计(论文)的内容和要求：开题报告一份；外文翻译一份； 设计桥壳加工工艺方案一套；设计专用铣加工设备一套；编写设计说明书 不少于 2 万字，参考文献不少于 15 篇工作量。3主要参考文献：31组合机床设计 丛风廷 迟建山.上海科学技术出版社,19942组合机床设计简明设计手册 谢家瀛、机械工业出版社 19943金属机械加工工艺员手册 金属机械加工工艺人员手册修订组上海科学技术出版社, 19904 程志红主编.机械设计.南京：东南大学出版社，20065 齐乐华主编.工程材料及成形工艺基础.西安：西北工业大学出版社，20026 王洪欣等主编.机械原理.南京：东南大学出版社 20057 博创设计坊主编.Proe/Engineer Wildfire 4.0 接卸设计实例教程.北京：清华大学出版社，20088 李爱军主编.画法几何及机械制图.徐州：中国矿业大学出版社，20029 成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，200410 机械设计手册编委会编.机械设计手册.1-4 卷.第 3 版.机工出版社，20044毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：第一周：绘制零件图第二周：绘制毛坯图、撰写开题报告第三周：编制工艺路线第四周：设计工艺规程第五周：设计工艺规程第六周：设计工艺规程第七周：专用工艺装备方案设计第八周：专用工艺装备设计第九周：专用工艺装备设计第十周：专用工艺装备设计第十一周：专用工艺装备设计第十二周：撰写毕业设计说明书第十三周：撰写毕业设计说明书，整理毕业设计资料第十四周：准备答辩4教研室审查意见：室主任签名： 年 月 日学院审查意见：教学院长签名： 年 月 日5开题报告课题名称40装载机壳体工艺及铣专机设计课题来源社会生产实践 课题类型 工程设计类1选题的背景及意义：装载机在港口、铁路、水电、公路、矿山、建筑等建设工程中是一种常用的施工机械，用途十分广泛，其主要作用就是用来铲装泥土、砂子、煤炭、石灰等散状物体，显然它当然也可以对地下的矿材和坚硬土壤等等物体进行铲挖作业。如果将它的的工作装置进行改变还可以起到起重、推土以及装卸的作用。此外，在建设公路中，特别是在高级公路建设中，装载机作用于路基工程的运输、填埋、挖取以及混凝土料场的收集与装取等作业。另外装载机还可进行推运土壤、碾平地面和牵引其他工程机械等作用。因为装载机在这些方面具有作业运输速度快、操作方便、办事效率高、机械的机动性好等很多优点，所以它成为了工程施工建设中的主要核心机械。桥壳减速器箱体是装载机减速器的重要部件之一。本课题要求设计桥壳加工工艺方案一套和设计专用钻加工设备。2研究内容拟解决的主要问题：本课题要求设计 40 装载机桥壳减速器箱体的加工工艺方案，通过查找资料，得知首先要通过铸造工艺加工出毛坯，然后再进行后续的粗加工和精加工。所以毛坯图绘制是重点。专用工艺装备方案设计这是设计组合机床最重要的一步。工艺方案制定得正确与否，将决定机床能否达到体积小，重量轻结构简单，使用方便，效率高，质量好的要求。确定机床配置型式及结构方案根据选定的工艺方案，确定机床的配置型式，并确定影响机床总体布局和性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案，以保证零件的加工精度、技术要求及生产率又要考虑机床操作方便、可靠、易于维修，且冷却、排屑良好。专用铣加工设备的通用部件的选择通用部件是组合机床的基础。部件通用程度高低标志着组合机床的技术6水平。机床设计中，选择通用部件是重要内容之一。3研究方法技术路线：1、 明确设计要求，收集和研究相关资料，在了解设计任务书的要求以后，首先查找资料，了解设计对象的结构特点、技术要求和作用，构思工件的加工工艺规程。2、 根据机械设计手册，完成基础计算，选择合适的材料。3、 用 proe 建模，绘制加工工件的毛坯图和模具零件图。4、 认真分析被加工工件的零件图，全面了解被加工零件的结构特点、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技术要求、定位夹紧方式、工艺方法和工艺过程中所采用的刀具、切削用量情况及生产率要求等，分析其优缺点，总结设计、制造和使用经验，从而确定在专用机床上完成的工艺内容和方法，决定刀具的种类、型式、数量及切削用量等。4研究的总体安排和进度计划：第一周：绘制零件图第二周：绘制毛坯图、撰写开题报告第三周：编制工艺路线第四周：设计工艺规程第五周：设计工艺规程第六周：设计工艺规程第七周：专用工艺装备方案设计第八周：专用工艺装备设计第九周：专用工艺装备设计第十周：专用工艺装备设计第十一周：专用工艺装备设计第十二周：撰写毕业设计说明书第十三周：撰写毕业设计说明书，整理毕业设计资料第十四周：准备答辩5主要参考文献：71组合机床设计 丛风廷 迟建山.上海科学技术出版社,19942组合机床设计简明设计手册 谢家瀛、机械工业出版社 19943金属机械加工工艺员手册 金属机械加工工艺人员手册修订组上海科学技术出版社, 19904 程志红主编 .机械设计.南京：东南大学出版社，20065 齐乐华主编 .工程材料及成形工艺基础.西安：西北工业大学出版社，20026 王洪欣等主编 .机械原理.南京：东南大学出版社 20057 博创设计坊主编.Proe/Engineer Wildfire 4.0 接卸设计实例教程.北京：清华大学出版社，20088 李爱军主编 .画法几何及机械制图.徐州：中国矿业大学出版社，20029 成大先主编 .机械设计手册.北京：化学工业出版社，200410 机械设计手册编委会编.机械设计手册.1-4 卷.第 3 版.机工出版社，2004指导教师意见：对“文献综述”的评语： 内容尚可，符合专业文献要求。 对总体安排和进度计划的评语 同意，按照计划安排进行毕业设计。 指导教师签名： 2018 年 3 月 17 日教研室意见：通过，同意开题 教研室主任签名： 年 月 日学院意见：教学院长签名： 年 月 日8指导记录第一次指导记录：指导地点 年 月 日第二次指导记录：指导地点 年 月 日第三次指导记录：指导地点 年 月 日9第四次指导记录：指导地点 年 月 日 第五次指导记录：指导地点 年 月 日第六次指导记录：指导地点 年 月 日第七次指导记录：指导地点 年 月 日10第八次指导记录：指导地点 年 月 日 第九次指导记录：指导地点 年 月 日 第十次指导记录：指导地点 年 月 日 第十一次指导记录：指导地点 年 月 日 1快速成型技术和系统的回顾快速成型制造技术已经为很快地直接地从计算机辅助设计系统创造 3D立体产品出现。这些技术在工业成型制造中起着重要的作用。这一篇文章回顾了 RP (2) 制造产品的小整批尺寸产品和多种类型产品在柔性方面的改进，CAD和CAM已经着重改良传统的生产设计和制造形式。然而, 对于新产品的迅速发展在和计算机辅助制造的计算机辅助设计的真实整合中有一些障碍。 虽然可观的研究已经在过去被为计算机辅助设计和制造业整合, 像功能辨识, CNC 程序规划和程序计划，但是 CAD 和 CAM 之间还是存在着一些空白区域:（1） 3D立体模型和原尺的迅速创造。 （2） 创建复杂模型表面产品的成本问题这是一篇和快速成型有关的指导性文章RP 这项技术发展包含 Stereolithography;SLS;FDM;LOM;BPM和3D印刷。这些技术能够直接地产生来自 CAD 数据库的实际的物件。他们通常都有一个的重要功能: 加工零件模型时用堆积成型方法要多于材料切除法。这就把3D模型的加工简化到2D书屋堆积成型，因此便能直接的调用计算机模型数据库中的模型直接加工。RP 产品质量能被在有限制的时间里和可负担成本的前提下得到改善。反复。就像汽车工业，厂家经常把性产品投放到市场中。产品投放市场的时间快慢是在今天的竞争市场中区分胜利者和失败者的主要因素之一。由于 RP 分层堆积制造方式允许从CAD到CAM的直接的简单的接口，而完全忽略了计算机辅助设计程序。快速原型制造和制造技术正如以前被提到的。有几种遵循“生长”和“添加制造”的原理的现代生产方式。在这些技术的主要不同点有二个方面: (1) 选用的材料(2) 零件制造技术。 以下部分将会在这两方面详细地说明快速原型制造。光敏液相固化法 (SLA)SLA 被Charle Hull发明的3D立体系统Inc.2。它是首个商业化的快速原型制造技术并且应用的最广泛。 用的材料是液体树脂。在光的照射之下, 小的分子 (单体)聚合成较大的分子。基于这个原则,零件在如图 3 所显示的一个盛放液体树脂的桶中制造出来SLA 机器制造原型是借激光探头在液体表面上追寻分层路线制造的。与数控机床得之字形切削路径不同,探头沿着平行线移动，然后再沿着垂直的方向。在液体下面有一个提升的支撑面。表面就在广可以照射的深度。激光光线在检流计驱动镜子旁边的 X 和 Y 4轴中被水平地偏斜，以便它移动。树脂的表面生产一个固体形状。在一层被建造之后,支撑面下降一个用户指定的距离，一层液体树脂的新涂料覆盖了原始层。一个扫帚帮助填充用来制造下一层的新的树脂。激光在已经做好的一层上画新的层。这样，模型从底部到顶端的逐层建造出来。当所有的层被完成的时候，原型被制造了大约95% 。后续制造要等到原型完全凝固之后。这在一个充满紫外线的烤箱中制做。SLA有一些值得提及的特点。材料：有五种商业化得的原型材料。它们全是树脂。支持：因为一个模型在液体被产生,在制造过程中，悬于零件(在下面不支持)之上的下垂或者飘浮离开。原型如此需要一些初步设计支持直到它被制造或固化。支持可能是柱子，桥和构架。有时需要输入或者把硬加入填充在的薄壁件。这些附加的物体在模型原型的制造的过程中产生和必须在模型完成之后清除。模型准确性和表现性。 被达成的准确性是大约 0.1% 的全部尺寸而且除了不超过 0.5% 之外以较大的大小。 层厚度是在 0.004 和 0.03之间。目前，被 3D立体系统公司做的 SLA 机器是在 RP raid prototyping, layered manufacturingINTRODUCTIONProduct manufacturing industry is facing two important challenging tasks: (I) substantial reduction of product development time; and (2) improvement on flexibility for manufacturing small batch size products and a variety of types of products, Computer-aided design and manufacturing (CAD and CAM) have significantly improved the traditional production design and manufacturing. However, there arc a number of obstacles in true integration of computer-aided design with computer-aided manufacturing for rapid development of new products. Although substantial research has been done in the past for computer-aided design and manufacturing integration, such as feature recognition, CNC programming and process planning, the gap between CAD and CAM remains unfilled in the following aspects:(1) rapid creation of 3D models and prototypes. (2) (2) cost-effective production of patterns and moulds with complex surfaces. This is a tutorial paper of rapid prototyping and manufacturing (RP the technologies developed include Stereolithography; Selective Laser Sintering (SLS), Fused Deposition Manufacturing (FDM), Laminated Object Manufacturing(LOM), Ballistic Particle Manufacturing (BPM), and Three Dimensional Printing (3D Printing). These 10technologies are capable of directly generating physical objects from CAD databases. They have a common important feature: the prototype part is produced by adding materials rather than removing materials. This simplifies the3D part producing processes to 2D layer adding processes such that apart can be produced directly from its computer model.The basic process of RP& MAs shown in Figure 1 a part is first modelled by a geometric modeller such as a solid modeller. The part is then mathematically sectioned (sliced) into a series of parallel cross-section pieces. For each piece, the curing or binding paths are generated, shown in Figure2. These curing or binding paths are directly used to instruct the machine for producing the part by solidifying or binding a line of material. After a layer is built, anew
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