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1、阳泉学院毕业设计说明书毕业生姓名：牛浩胜专业：数控技术学号：090523049指导教师：荆忠亮所属系（部）：机电系 二一二年五月阳泉学院毕业设计评阅书题目：掘进机箱体加工工艺及组合机床设计机电系系数控专业 姓名牛浩胜设计时间：2012年3月5日2012年5月20日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：（签字）201 年月日阳泉学院毕业设计答辩记录卡 机电系 系数控 专业 姓名 牛浩胜答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。专业答辩组组长：（签名） 201
2、 年月日28前 言掘进机是用于开凿平直地下巷道的机器。掘进机分为开敞式掘进机和护盾式掘进机。价格一般在上亿元人民币。主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走。有安全、高效和成巷质量好等优点，但造价大，构造复杂，损耗也较大。19 世纪中叶，西方的文明陶醉于铁路的修建。梦想家们在地图上画满弯曲的路线。然而，人类的梦想一次又一次被大山阻隔。诸如阿尔卑斯山脉那样连绵峰峦，不断向人们提出挑战。绕过这些阻碍费时费力。理想的方法是勇往直前，开凿隧道。但这意味着巨大的支出。隧道工程的工作面之小，大部分时间浪费在工序衔接上，时间就是金钱
3、，隧道工程费时费力的表现确实让人心寒。解决方法是明显的：建造一台大机器。加大机器动力，把工业革命带入地先驱者是一个是叫亨利-约瑟. 毛瑟（Maus）的比利时工程师。他在 1845 年得到撒丁国王的许可修建一条连接法国和意大利的铁路。毛瑟在国际采矿业具有显赫声名和超强自信。他对爬越山口的方案不以为然，坚持要走直线，尤其是在著名的Cenis山口附近，要以隧道穿越Frejus山。毛瑟的“片山机(mountain-slicer) ” 1846 年在都灵附近的一个军工厂组装成形。他庞大而复杂，体积超过一节火车头。他有一百多个钻头。整个机器俨然就是凸轮，拉杆，活塞和弹簧的丛林。不论实用与否，它确实是沉思的
4、产物。机器建成后，来自各地的参观者络绎不绝，视其为历史的纪念碑。掘进机需要巨大的推进力。这些能量是在隧道外产生的并通过复杂的机械连接到工作面。隧道越深，连接就越长，而传输过程中的能量损失也就越大。看起来“片山机”早晚会因为动力不足而僵死洞中。自信的毛瑟相信车到山前必有路，但持怀疑态度的人也没有被说服。十年之后，有赖于大为改进的隧道通风技术，一条隧道紧邻毛瑟路线，采用爆破法技术得以修建。毛瑟的“片山机”虽然没有经过实践检验，但却是公认世界上第一台TBM。在以后的30年，设计试制了各式各样的TBM共13台，均有所进步，但都不能算成功。比较成功的是1881年波蒙特开发的压缩空气式TBM，应用于英吉利
5、海峡隧道直径为2.1m的勘探导坑，共掘进了3mile多。从18811926年间，一些国家又先后设计制造了21台掘进机之后，因受当时技术条件的限制，掘进机的开发处于停滞状态。1930 年前后，人们已经要放弃了。隧道掘进技术的专家芭芭拉斯塔克悲观地预言：“未来二十年 .岩石机械的专利会极其有限，甚至没有。也不会再建造类似机械。天然岩石都有程度不等的裂缝。当滚刀（当时称为切割轮）紧压岩面的时候，压力总是集中在岩石最薄弱的部分，使他们最先破碎。当滚刀转动时，小的裂缝会不断扩展，进一步分裂岩石。这就是滚刀破岩原因。 目前，在世界范围内的掘进机生产商有30余家，已生产掘进机约700多台，最具实力的是美国罗
6、宾斯公司、德国维尔特公司、海瑞克公司，加拿大罗威特公司(LOVAT)等。国外硬岩掘进机技术已经相当成熟，结构上不断完善，有敞开式、单护盾、双护盾等不同类型，以适应不同的地质条件。在国外使用掘进机施工隧洞已很普遍，尤其是3km以上的长隧洞，业主在招标书中明确规定要求投标商必须采用掘进机施工。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，掘进机发挥着越来越重要的作用。1851年，美国工程师Charles Wilson设计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
7、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的刀其问题，获得了成功。从此，TAI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国家的综合实力与科技水平。 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
8、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。目 录摘 要11概 述21.1组合机床及其特点21.2组合机床工艺范围及加工精度31.3采用组合机床的经济分析31.4组合机床的发展趋势31.4.1提高通用部件的水平31.4.2 发展适应中、小批生产的组合机床31
9、.4.4 发展自动监测技术41.4.5 扩大工艺范围42.零件分析及设计任务书52.1箱体零件分析及设计任务书52.1.1箱体零件的功用、分类52.1.2箱体零件分析52.2零件的技术要求52.3主要内容以及设计要求53.工艺规程的制定73.1 掘进机箱体材料及毛坯73.2生产类型及工艺特征73.3定位基准的确定73.3.1粗基准的选择原则73.3.2精基准的选择原则83.4工艺路线的拟定83.4.1工序的合理组合83.4.2工序的集中与分散83.4.3加工阶段的划分93.4.4加工工艺路线方案的比较93.5 毛坯机械加工余量及工序尺寸确定153.5.1 毛坯机械加工余量确定153.5.2工序
10、尺寸确定153.6主要切削用量的确定153.6.1选择切削用量时候的考虑的因素153.6.2粗车TY170外圆及其端面切削用量的定制164.车TY170外圆及其端面组合机床的总体设计184.1组合机床结构方案的确定184.2车外圆及其端面组合机床配置形式的选择184.2.1组合机床配置184.2.2 机床加工精度194.3被加工零件工序图204.4车外圆及其端面组合机床总图的绘制205.组合机床通用部件及其选用215.1通用部件的类型215.1,1通用部件的分类215.1.2通用部件的型号、规格及配套关系215.2常用通用部件215.2.1动力滑台215.2.2主轴部件215.2.3主运动驱动
11、装置225.2.4工作台225.2.5支承部件225.2.6自动线通用部件225.3 通用部件的选用225.3.1通用部件选用的方法和原则225.3.2通用部件的选用226.专用夹具设计266.1工件定位分析266.1.1工件定位的基本原理266.1.2工件定位方案266.1.3工件的具体定位方法及其定位元件的选择266.1.4定位误差分析276.2夹紧机构设计276.2.1夹紧的基本要求276.2.2夹紧元件选择286.2.3夹紧力的确定28结 论30参考文献31致 谢32阳泉学院毕业设计说明书掘进机箱体加工工艺及组合机床设计摘 要近年来 随着我国煤炭行业的快速发展，与之唇齿相依的煤机行业也
12、日益受到重视。在煤炭行业纲领性文件关于促进煤炭工业健康发展的若干意见中，在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策中，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。 掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共
13、性及关键性技术。 我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机。 我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20 世纪60 年代，以3050kW 的小功率掘进机为主，研究开发和生产使用都处于试验阶段。80 年代初期，我国淮南煤机厂（现重组为凯盛重工）引进了奥地利奥钢联公司AM50 型掘进机、佳木斯煤机厂（现隶属于国际煤机）引进了日本三井三池制作所S-100 型掘进机，通过对国外先进技术的引进、消化、吸收，推动了我国综掘机械化的发展。但当时引进的掘进机技术属于70 年代的水平，设备功率小、机重轻、破岩能力低及可靠性差，仅适合在条件较好的煤巷中使用，加之国产机制造缺陷，在使用中暴露了很多问题。国内进一步加强对引进机型的消化吸收工作，积极研制开发了适合我国地质条件和生产工艺的综合机械化掘进装备。经过近30 年的消化吸收和自主研发，目前，我国 已形成年产1000 余台的掘进机加工制造能力，研制生产了20 多种型号的掘进机，其截割功率从30kW 到200kW ，初步形成系列化产品，尤其是近年来，我国相继开发了以EBJ-120TP 型掘进机为代表的替代机型，在整体技术性能方面达到了国际先进水平。基本能够满足国内半煤岩掘进机市场的需求，半煤岩掘进机以中型和重型机为主，能截割
