1、本科畢業設計（論文）文獻綜述院 （系）： 機械工程學院 專 業： 機械設計制造及其自動化 班 級： 2011級機械設計制造及其自動化2班 學生姓名： 學 號: 指 導 教 師: 職 稱： 副教授 二0一四年十二月本科生畢業設計（論文）文獻綜述評價表畢業設計（論文）題目WD-400型挖掘機支座加工工藝及其工裝設計綜述名稱WD-400型挖掘機支座加工工藝及其工裝設計文獻綜述評閱教師姓名職稱副教授評 價 項 目優良合格不合格綜述結構01文獻綜述結構完整、符合格式規范綜述內容02能準確如實地闡述參考文獻作者的論點和實驗結果03文字通順、精練、可讀性和實用性強04反映題目所在知識領域內的新動態、新趨勢、

2、新水平、新原理、新技術等參考文獻05中、英文參考文獻的類型和數量符合規定要求，格式符合規范06圍繞所選畢業設計（論文）題目搜集文獻成績綜合評語： 評閱教師（簽字）： 年 月 日關于WD-400型挖掘機支座加工工藝及其工裝設計文獻綜述前言挖掘機械是工程機械的一種主要類型，是土石方開挖的主要機械設備，包括有各種類型與功能的挖掘機。各種類型的挖掘機已廣泛應用在工業與民用建筑、交通運輸、水利電力工程，農田改造、礦山采掘以及現代化軍事工程等的機械化施工中。據統計，工程施工中約有60%以上的土石方量，系有挖掘機來完成。挖掘機械在工程機械發展中占有很大比重和重要的地位，據統計約占工程機械總產值的25%30%

3、，是重點發展的機械品種至之一，尤其是中小型、通用的單斗挖掘機不僅用作土石方的挖掘機械，而且通過工作裝置的更換，還可以用作起重、裝載、抓取、打樁、鉆孔等多種作業。通用挖掘機占挖掘機總數的90%以上，他在工程施工中廣泛應用，已成為不可缺少的重要機械設備。我國挖掘機械近年來雖有很大發展，但從產品的種類、數量和技術性能以及制造質量上還不能滿足現在發展的要求，迅速的提高挖掘機的設計、研究和生產的技術水平是當前挖掘機械行業所面臨的迫切而艱巨的任務。WD-400挖掘機采用可控硅整流雙繞組勵磁直流發電機, 整機集中潤滑, 運行可靠, 效率較高,并具有正鏟、起重兩種性能, 是一種較為理想的礦用挖掘機。而機械加工

4、工藝是規定產品或零件機械加工工藝過程和操作方法。生產規模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現。而機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，它們的研究都對機械工業有著很重要的意義。1 夾具現狀1.1我國夾具現狀夾具是現代制造系統四大工具之一，與通用化，標準化程度高的道具量具不同，夾具和模具是需要和工件形狀相匹配的專用工具。我國國內的夾具研究始于20世紀60年代，當時建立了面向機械行業的天津組合夾具廠，和面向航空工業的保定向陽機械廠，以后又建立了數個生產組合夾具元件的工廠。在當時曾達到全國年產組合夾具元件800萬件的水平。改革開放以來的30多年里，制造業

5、對模具工業普片予以相當的重視，極大的促進了模具產業及技術的發展與進步。但夾具行業相對于過去計劃經濟時期，無論經濟效益，技術水平等都沒有顯著的進展，從機床工具業總體來看，必須要改變只重主機，輕視工具的觀念，使機床和工具相互均衡的發展，逐步建立起具有我國自主知識產權的，完整的，高質量和高水平的現代制造系統及其產業，包括夾具系統及其產業。11.2國外夾具現狀夾具的設計包括三個步驟:設備規劃、夾具規劃和夾具結構設計。目前,Joneja7以及Ferreira等人在進行CAPP 方面的研究中對設備規劃有詳細論述。計算機輔助夾具設計(CAFD) 就夾具方面也作了一些工作:Chou YC ,Chandru V

6、等人提出的自動夾具定位和夾緊的一種方法;De Meter EC提出的利用機械杠桿原理進行定位和夾緊位置選擇的一種算法;Markus A11 等人提出的針對棱柱形工件進行組合夾具設計的基于規則的系統。目前,關于工件夾具的自動化配置方面的工作,自動夾具結構設計( AFCD)中很少提及。TrappeyAJC等人提出了一個二維組合夾具元件的配置算法。2由于我國在組合夾具技術上有歷史的積累和性能價格比的優勢，隨著我國加入WTO和制造業全球一體化的趨勢，特別是電子商務的日益發展，其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口良好前景。1.3 夾具發展概述 研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占

7、工件種類總數的85左右?，F代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠，里約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業中，每隔34年就要更新5080左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為1020左右。3特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統、（FMS）等新加工技術的應用。1.4夾具的發展趨勢機床夾具是隨機械加工技術發展而發展的。機床夾具由適用于單件小批量生產的通用夾具發展到大批吼生產的專用夾具、隨行夾具，經歷了市場的發展和技術的推動。隨著現代市場需要的多樣化、多品種

8、、中小批量及短周期的生產方式在世界貿易中逐漸成為主導方式，傳統的專為某個零件的一道工序設計制造的專用夾具已不能適應這種生產方式的要求。因此，適用于多品種、中小批量生產特點的通用可調夾具、組合夾具、成組夾具等應運而生。數控技術的進步與發展，使得數控機床、加工中心在機械加工中廣泛應用，數控機床夾具也迅速地發展起來。以上現代機床夾具技術的出現和發展，代表了現代機床夾具的發展趨勢。4   （1）標準化  機床夾具的標準化可以使機械加工縮短成產準備周期，降低生產成本而且可以迅速方便裝備新產品的投入5。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148T225991以及各

9、類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產成本。     （2）精密化  隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5m。     （3）高效化  效率是企業的立足之本，高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。    

10、0;   （4）柔性化  機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工業多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發展可調夾具結構，將是當前夾具發展的主要方向。1.5夾具存在問題在夾具設計過程中，對于被加工零件的定位、夾緊等主要問題，設計人員一般都會考慮的比較周全，但是，夾具設計還經常會遇到一些小問題，這些小

11、問題如果處理不好，也會給夾具的使用造成許多不便，甚至會影響到工件的加工精度。我們把多年來在夾具設計中遇到的一些小問題歸納如下，清根問題讓刀問題更換問題防松問題61.6 本課題的研究內容及采用的研究方法回轉支承可以看成是上、下兩個推力軸承與中間一個徑向軸承的組合體, 而目前國際、國內在滾動軸承分析的方法中,利用有限元軟件分析滾動體與滾道之間的接觸是公認比較合理的一種方法。目前關于夾具的研究內容主要集中在裝夾方案的規劃方面,且采用的大都是普通的實體模型,這類模型可以有效地表達工件的幾何形狀,但是相關加工信息的表達比較困難,因此本文將討論如何應用特征技術表達工藝過程模型和裝夾模型,建立基于特征的夾具

12、設計系統。夾具設計在我國是比較成熟的設計，因此本設計是參考以前的夾具設計為模板設計的。2 中國挖掘機行業發展目前中國境內生產液壓挖掘機的專用廠和兼業廠約有20余家。據統計，1999年全國挖掘機產量超過6000臺，銷售量接近6000臺，分別比1998年增長38%和37%。在1999年近6000臺的銷售量中，中外合資企業和外商獨資企業的銷售量為5194臺，占總銷售量的90%。從全國的挖掘機市場的銷售情況來看，20T至22T級的中型液壓挖掘機最受用戶歡迎，需求量最大，約占有挖掘機總銷量的78%以上。7我國開始研制、發展液壓挖掘機產品是在上個世紀六十年代末，中國工程機械行業如果以國家設立第一機械工業部

13、五局為標志，從形成、發展到壯大，成為世界工程機械大國，經歷了短短的40余年，特別是改革開放30年來，我國工程機械發展尤為迅速。3 國外挖掘機發展現狀及形勢 工業發達國家的挖掘機生產較早，法國、德國、美國、俄羅斯、日本是斗容量3.5-40m3單斗液壓挖掘機的主要生產國，從20世紀80年代開始生產特大型挖掘機。例如，美國馬利昂公司生產的斗容量50-150m3剝離用挖掘機，斗容量132m3的步行式拉鏟挖掘機;B-E(布比賽路斯-伊利)公司生產的斗容量168.2m3的步行式拉鏟挖掘斗容量107m3的剝離用挖掘機等，是世界上目前最大的挖掘機。從20世紀后期開始，國際上挖掘機的生產向大型化、微型化、多功能

14、化、專用化和自動化的方向發展。1)開發多品種、多功能、高質量及高效率的挖掘機。為滿足市政建設和農田建設的需要，國外發展了斗容量在0.25m3以下的微型挖掘機，最小的斗容量僅在0.01m3。另外，數量最的的中、小型挖掘機趨向于一機多能，配備了多種工作裝置除正鏟、反鏟外，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。與此同時，發展專門用途的特種挖掘機，如低比壓、低嗓聲、水下專用和水陸兩用挖掘機等。2)迅速發展全液壓挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發展到液壓操縱、氣壓操縱、液

15、壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。在危險地區或水下作業采用無線電操縱，利用電子計算機控制接收器和激光導向相結合，實現了挖掘機作業操縱的完全自動化。所有這一切，挖掘機的全液壓化為其奠定了基礎和創造了良好的前提。3)重視采用新技術、新工藝、新結構，加快標準化、系列化、通用化發展速度。例如，德國阿特拉斯公司生產的挖掘機裝有新型的發動機轉速調節裝置，使挖掘機按最適合其作業要求的速度來工作;美國林肯貝爾特公司新C系列LS-5800型液壓挖掘機安裝了全自動控制液壓系統，可自動調節流量，避免了驅動功率的浪費。還安裝了CAPS(計算機輔助功率系統)，提高挖掘機的作業功率，更好地發揮液壓

16、系統的功能;日本住友公司生產的FJ系列五種新型號挖掘機配有與液壓回路連接的計算機輔助功率控制系統，利用精控模式選擇系統，減少燃油、發動機功率和液壓功率的消耗，并處長了零部件的使用壽命;德國奧加凱(O&K)公司生產的挖掘機的油泵調節系統具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率;日本神鋼公司在新型的904、905、907、909型液壓挖掘機上采用智能型控制系統，即使無經驗的駕駛員也能進行復雜的作業操作;德國利勃海爾公司開發了ECO(電子控制作業)的操縱裝置，可根據作業要求調節挖掘機的作業性能，取得了高效率、低油耗的效果;美國卡特匹勒公司在新型B系統挖掘機上采用最新的3114T型柴油機以及扭矩

17、載荷傳感壓力系統、功率方式選擇器等，進一步提高了挖掘機的作業效率和穩定性。韓國大宇公司在DH280型挖掘機上采用了EPOS-電子功率優化系統，根據發動機負荷的變化，自動調節液壓泵所吸收的功率，使發動機轉速始終保持在額定轉速附近，即發動機始終以全功率運轉，這樣既充分利用了發動機的功率、提高挖掘機的作業效率，又防止了發動機因過載而熄火。4)更新設計理論，提高可靠性，延長使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設計理論，以替代傳統的無限壽命設計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學、有限元法、優化設計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術、疲勞強度分析方法等先進技術應用于液壓挖掘機的強度研究方

18、面，促進了產品的優質高效率和競爭力。美國提出了考核動強度的動態設計分析方法，并創立了預測產品失效和更新的的理論。日本制定了液壓挖掘機構件的強度評定程序，研制了可靠性住處處理系統。在上述基礎理論的指導下，借助于大量試驗，縮短了新產品的研究周期，加速了液壓挖掘機更新換代的進程，并提高其可靠性和耐久性。例如，液壓挖掘機的運轉率達到85%-95%，使用壽命超過1萬小時。5)加強對駕駛員的勞動保護，改善駕駛員的勞動條件。液壓挖掘機采用帶有墜物保護結構和傾翻保護結構的駕駛室，安裝可調節的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。6)進一步改進液壓系統。中、小型液壓挖掘機的液壓系統有向變量系統轉變的明顯趨勢。因為變

19、量系統在油泵工作過程中，壓力減小時和增大流量來襝，使液壓泵功率保持恒定，亦即裝有變量泵的液壓挖掘機可經常性地充分利用油泵的最大功率。當外阻力增大時則減少流量(降低速度)，使挖掘力成倍增長率加;采用三回路液壓系統。產生三個互不成影響的獨立工作運動。實現與回轉達機械的功率匹配。將第三泵在其他工作運動上接通，成為開式回路第二個獨立的快速成運動。此外，液壓技術在挖掘機上普遍使用，為電子技術、自動控制技術在挖掘機的應用與推廣創造了條件。7)迅速拓展電子化、自動化技術在挖掘機上的應用。20世紀70年代，為了節省能源消耗和減少對環境的污染，使挖掘機的操作輕便和安全作業，降低挖掘機口音，改善駕駛員工作條件，逐

20、步在挖掘上應用電子和自動控制技術。隨著對挖掘機的工作效率、節能環保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了機電一體化在挖掘機上的應用，并使其各種性能有了質的飛躍。20世紀80年代，以微電子技術為核心的高新技術，特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機上的應用，推動了電子控制技術在挖掘機上應用和推廣，并已成為挖掘機現代化的重要標志，亦即目前先進的挖掘機上設有發動機自動怠速及油門控制系統、功率優化系統、工作模式控制系統、監控系統等電控系統。84國內外制造工業的現狀及其發展方向在國外，由于受internet為代表的信息技術革命的影響，打破了傳統的地域經濟發展模式，市場變得更加

21、廣闊和多元。在這種時代背景下，提高制造技術的快速響應能力一適應瞬息萬變的市場需求，從而出現了許多先進制造系統模式，如敏捷制造、虛擬制造、智能制造和綠色制造等。在制造業自動化發展方面，發達國家機械制造技術已經達到相當水平，實現了機械制造系統自動化。9產品設計普遍采用計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助產品工程(CAE)和計算機仿真等手段，企業管理采用了科學的規范化的管理方法和手段，在加工技術方面也已實現了底層的自動化，包括廣泛地采用加工中心(或數控技術)、自動引導小車(AGV)等.我國用了50多年的時間做過了工業發達國家200年的歷程，我國的制造業不斷采用先進制造技術，各項研究均取得了豐碩成果，

22、我國大力推廣獲得不同程度的進展，成舉世矚目。10但是與世界先進水平相比，我國機械制造的整體水平和國際競爭能力與發達國家相比人有較大的差距。我國國民經濟建設和高新技術產業所需的許多裝備目前都得進口、制造業人均生產率較低、企業對市場需求的快速響應能力不強、具有自主知識產權的高新技術機電產品少。課題是箱體加工及其設計，箱體零件加工屬于典型零件加工，由于箱體零件結構比較復雜，加工工藝也相對復雜，通常采用鑄鐵材料。先鑄造成毛坯，然后經過時效處理后，進行機加工，在機加工過程中，一般采用先面后孔的加工路線。機械加工工藝過程是機械生產過程的一部分，是直接生產過程。它是用金屬切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件達到要求的形狀、尺寸和表面粗糙度。因此機械制造加工工藝主要是用切削的方法改變毛坯的形