【正文】 陽(yáng)泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)生姓名：牛浩勝專業(yè)：數(shù)控技術(shù)學(xué)號(hào)：090523049指導(dǎo)教師：荊忠亮所屬系（部）：機(jī)電系 二〇一二年五月陽(yáng)泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱書(shū)題目：　　　　　掘進(jìn)機(jī)箱體加工工藝及組合機(jī)床設(shè)計(jì)　　　　　機(jī)電系　系　數(shù)控　專業(yè) 姓名牛浩勝設(shè)計(jì)時(shí)間：2012年3月5日～2012年5月20日 評(píng)閱意見(jiàn)：成績(jī)： 　　　　　　　　　　　　　　　指導(dǎo)教師：　　　　?。ê炞郑　　　　　　　　　　　　? 職　　務(wù)：　　　　?。ê炞郑　　　?01 年　月　日陽(yáng)泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄卡 機(jī)電系 系　數(shù)控 專業(yè) 姓名 牛浩勝　　答 辯 內(nèi) 容問(wèn) 題 摘 要評(píng) 議 情 況　　　　　　　　　 記錄員： （簽名）成 績(jī) 評(píng) 定指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)答辯組評(píng)定成績(jī)綜合成績(jī)注：評(píng)定成績(jī)?yōu)?00分制，指導(dǎo)教師為30%，答辯組為70%。專業(yè)答辯組組長(zhǎng)：　　　　?。ê灻? 201 年　　月　　日32前 言掘進(jìn)機(jī)是用于開(kāi)鑿平直地下巷道的機(jī)器。掘進(jìn)機(jī)分為開(kāi)敞式掘進(jìn)機(jī)和護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)。價(jià)格一般在上億元人民幣。主要由行走機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)組成。隨著行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，工作機(jī)構(gòu)中的切割頭不斷破碎巖石，并將碎巖運(yùn)走。有安全、高效和成巷質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但造價(jià)大，構(gòu)造復(fù)雜，損耗也較大。19 世紀(jì)中葉，西方的文明陶醉于鐵路的修建。夢(mèng)想家們?cè)诘貓D上畫(huà)滿彎曲的路線。然而，人類的夢(mèng)想一次又一次被大山阻隔。諸如阿爾卑斯山脈那樣連綿峰巒，不斷向人們提出挑戰(zhàn)。繞過(guò)這些阻礙費(fèi)時(shí)費(fèi)力。理想的方法是勇往直前，開(kāi)鑿隧道。但這意味著巨大的支出。隧道工程的工作面之小，大部分時(shí)間浪費(fèi)在工序銜接上，時(shí)間就是金錢(qián)，隧道工程費(fèi)時(shí)費(fèi)力的表現(xiàn)確實(shí)讓人心寒。解決方法是明顯的：建造一臺(tái)大機(jī)器。加大機(jī)器動(dòng)力，把工業(yè)革命帶入地先驅(qū)者是一個(gè)是叫亨利約瑟. 毛瑟（Maus）的比利時(shí)工程師。他在 1845 年得到撒丁國(guó)王的許可修建一條連接法國(guó)和意大利的鐵路。毛瑟在國(guó)際采礦業(yè)具有顯赫聲名和超強(qiáng)自信。他對(duì)爬越山口的方案不以為然，堅(jiān)持要走直線，尤其是在著名的Cenis山口附近，要以隧道穿越Frejus山。毛瑟的“片山機(jī)(mountainslicer) ” 1846 年在都靈附近的一個(gè)軍工廠組裝成形。他龐大而復(fù)雜，體積超過(guò)一節(jié)火車頭。他有一百多個(gè)鉆頭。整個(gè)機(jī)器儼然就是凸輪，拉桿，活塞和彈簧的叢林。不論實(shí)用與否，它確實(shí)是沉思的產(chǎn)物。機(jī)器建成后，來(lái)自各地的參觀者絡(luò)繹不絕，視其為歷史的紀(jì)念碑。掘進(jìn)機(jī)需要巨大的推進(jìn)力。這些能量是在隧道外產(chǎn)生的并通過(guò)復(fù)雜的機(jī)械連接到工作面。隧道越深，連接就越長(zhǎng)，而傳輸過(guò)程中的能量損失也就越大?？雌饋?lái)“片山機(jī)”早晚會(huì)因?yàn)閯?dòng)力不足而僵死洞中。自信的毛瑟相信車到山前必有路，但持懷疑態(tài)度的人也沒(méi)有被說(shuō)服。十年之后，有賴于大為改進(jìn)的隧道通風(fēng)技術(shù)，一條隧道緊鄰毛瑟路線，采用爆破法技術(shù)得以修建。毛瑟的“片山機(jī)”雖然沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，但卻是公認(rèn)世界上第一臺(tái)TBM。在以后的30年，設(shè)計(jì)試制了各式各樣的TBM共13臺(tái)，均有所進(jìn)步，但都不能算成功。比較成功的是1881年波蒙特開(kāi)發(fā)的壓縮空氣式TBM，共掘進(jìn)了3mile多。從1881～1926年間，一些國(guó)家又先后設(shè)計(jì)制造了21臺(tái)掘進(jìn)機(jī)之后，因受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，掘進(jìn)機(jī)的開(kāi)發(fā)處于停滯狀態(tài)。1930 年前后，人們已經(jīng)要放棄了。隧道掘進(jìn)技術(shù)的專家芭芭拉斯塔克悲觀地預(yù)言：“未來(lái)二十年 ...巖石機(jī)械的專利會(huì)極其有限，甚至沒(méi)有。也不會(huì)再建造類似機(jī)械。天然巖石都有程度不等的裂縫。當(dāng)滾刀（當(dāng)時(shí)稱為切割輪）緊壓巖面的時(shí)候，壓力總是集中在巖石最薄弱的部分，使他們最先破碎。當(dāng)滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小的裂縫會(huì)不斷擴(kuò)展，進(jìn)一步分裂巖石。這就是滾刀破巖原因。 目前，在世界范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)商有30余家，已生產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)約700多臺(tái)，最具實(shí)力的是美國(guó)羅賓斯公司、德國(guó)維爾特公司、海瑞克公司，加拿大羅威特公司(LOVAT)等。國(guó)外硬巖掘進(jìn)機(jī)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，結(jié)構(gòu)上不斷完善，有敞開(kāi)式、單護(hù)盾、雙護(hù)盾等不同類型，以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件。在國(guó)外使用掘進(jìn)機(jī)施工隧洞已很普遍，尤其是3km以上的長(zhǎng)隧洞，業(yè)主在招標(biāo)書(shū)中明確規(guī)定要求投標(biāo)商必須采用掘進(jìn)機(jī)施工。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，掘進(jìn)機(jī)廣泛應(yīng)用于礦山、隧道等行業(yè)中。特別是在隧道行業(yè)中，掘進(jìn)機(jī)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。1851年，美國(guó)工程師Charles Wilson設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)連續(xù)掘進(jìn)的隧道掘進(jìn)機(jī)（Tunnel boring machine簡(jiǎn)稱TBM})。但由于設(shè)計(jì)存在難以克服的滾刀問(wèn)題，TBM難以與當(dāng)時(shí)剛誕生的鉆爆法相媲美，無(wú)用武之地。1956年，美國(guó)的James Robbins仿照Charles Wilson的設(shè)計(jì)，采用滾刀，解決了第一臺(tái)TBM的刀其問(wèn)題，獲得了成功。從此，TAI得以推廣?？偟恼f(shuō)來(lái)，TBM掘進(jìn)技術(shù)是目前世界上最為先進(jìn)的隧道開(kāi)挖方法，已成為未來(lái)隧道建設(shè)總的發(fā)展趨勢(shì)。它綜合匯集了計(jì)算機(jī)、新材料、自動(dòng)化、信息化、系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)等高新技術(shù)，在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力與科技水平。 而掘進(jìn)機(jī)箱體是掘進(jìn)機(jī)的重要零件。箱體的結(jié)構(gòu)形式雖然多種多樣，但仍有共同的特點(diǎn)：形狀復(fù)雜、壁薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，加工部位多，加工難度大，既有精度要求較高的孔系和平面，也有許多精度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機(jī)床制造廠用于箱體類零件的機(jī)械加工勞動(dòng)量約占整個(gè)產(chǎn)品加工量的15%～20%。基于以上的情況，這次的設(shè)計(jì)內(nèi)容就是掘進(jìn)機(jī)箱體的加工及組合機(jī)床的設(shè)計(jì)。根據(jù)零件的技術(shù)要求編排出科學(xué)實(shí)用、方便、經(jīng)濟(jì)、合理的加工工藝，并從中選擇兩道工序進(jìn)行夾具和組合機(jī)床的設(shè)計(jì)，總的來(lái)說(shuō)就是編排一套科學(xué)、方便、經(jīng)濟(jì)、合理的加工方案，加工出高質(zhì)量的掘進(jìn)機(jī)箱體，并使其加工成本盡可能降到最低。目 錄摘 要 11．概 述 2 2 3 3 3 3 發(fā)展適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的組合機(jī)床 3 發(fā)展自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù) 4 擴(kuò)大工藝范圍 4 5 分類 5 5 5 5 7 掘進(jìn)機(jī)箱體材料及毛坯 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 毛坯機(jī)械加工余量及工序尺寸確定 15 毛坯機(jī)械加工余量確定 15 15 15 15 16 18 18 18 18 機(jī)床加工精度 19 20 20 21 21,1通用部件的分類 2規(guī)格及配套關(guān)系 21 21 21 21 22 22 22 22 通用部件的選用 22 22 22 26 26 26 26 26 27 27 27 28 28結(jié) 論 30參考文獻(xiàn) 31致 謝 32陽(yáng)泉學(xué)院————畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)掘進(jìn)機(jī)箱體加工工藝及組合機(jī)床設(shè)計(jì)摘 要近年來(lái) 隨著我國(guó)煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，與之唇齒相依的煤機(jī)行業(yè)也日益受到重視。在煤炭行業(yè)綱領(lǐng)性文件《關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》中，在全國(guó)煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)大會(huì)上以及國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)的煤炭行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策中，都涉及到發(fā)展大型煤炭井下綜合采煤設(shè)備等內(nèi)容。 　　掘進(jìn)和回采是煤礦生產(chǎn)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，國(guó)家的方針是：采掘并重，掘進(jìn)先行。煤礦巷道的快速掘進(jìn)是煤礦保證礦井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施。采掘技術(shù)及其裝備水平直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的能力和安全。高效機(jī)械化掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)是保證礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必要條件，也是巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。隨著綜采技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)了年產(chǎn)幾百萬(wàn)噸級(jí)、甚至千萬(wàn)噸級(jí)超級(jí)工作面，使年消耗回采巷道數(shù)量大幅度增加，從而使巷道掘進(jìn)成為了煤礦高效集約化生產(chǎn)的共性及關(guān)鍵性技術(shù)。 我國(guó)煤巷高效掘進(jìn)方式中最主要的方式是懸臂式掘進(jìn)機(jī)與單體錨桿鉆機(jī)配套作業(yè)線，也稱為煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)，在我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦得到了廣泛應(yīng)用，主要掘進(jìn)機(jī)械為懸臂式掘進(jìn)機(jī)。 我國(guó)煤巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研制和應(yīng)用始于20 世紀(jì)60 年代，以30～50kW 的小功率掘進(jìn)機(jī)為主，研究開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)使用都處于試驗(yàn)階段。80 年代初期，我國(guó)淮南煤機(jī)廠（現(xiàn)重組為凱盛重工）引進(jìn)了奧地利奧鋼聯(lián)公司AM50 型掘進(jìn)機(jī)、佳木斯煤機(jī)廠（現(xiàn)隸屬于國(guó)際煤機(jī)）引進(jìn)了日本三井三池制作所S100 型掘進(jìn)機(jī)，通過(guò)對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收，推動(dòng)了我國(guó)綜掘機(jī)械化的發(fā)展。但當(dāng)時(shí)引進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)技術(shù)屬于70 年代的水平，設(shè)備功率小、機(jī)重輕、破巖能力低及可靠性差，僅適合在條件較好的煤巷中使用，加之國(guó)產(chǎn)機(jī)制造缺陷，在使用中暴露了很多問(wèn)題。國(guó)內(nèi)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)引進(jìn)機(jī)型的消化吸收工作，積極研制開(kāi)發(fā)了適合我國(guó)地質(zhì)條件和生產(chǎn)工藝的綜合機(jī)械化掘進(jìn)裝備。經(jīng)過(guò)近30 年的消化吸收和自主研發(fā)，目前，我國(guó) 已形成年產(chǎn)1000 余臺(tái)的掘進(jìn)機(jī)加工制造能力，研制生產(chǎn)了20 多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)，其截割功率從30kW 到200kW ，初步形成系列化產(chǎn)品，尤其是近年來(lái)，我國(guó)相繼開(kāi)發(fā)了以EBJ120TP 型掘進(jìn)機(jī)為代表的替代機(jī)型，在整體技術(shù)性能方面達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。基本能夠滿足國(guó)內(nèi)半煤巖掘進(jìn)機(jī)市場(chǎng)的需求，半煤巖掘進(jìn)機(jī)以中型和重型機(jī)為主，能截割巖石硬度為f＝6～8，截割功率在120kW 以上，機(jī)重在35t 以上。煤礦現(xiàn)用主流半煤巖巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)以煤科總院太原研究院院生產(chǎn)的EBJ120TP 型、EBZ160TY 型及佳木斯煤機(jī)廠生產(chǎn)的S150J 型三種機(jī)型為主，占半煤巖掘進(jìn)機(jī)使用量的80％以上關(guān)鍵詞：巷道；回采巷道；懸臂式掘進(jìn)機(jī)1．概 述在大批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須注意縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且盡可能使輔助時(shí)間和加工時(shí)間重合，使每個(gè)工位安裝多個(gè)工件的同時(shí)進(jìn)行多刀加工，實(shí)行工序高度集中，因而廣泛采用組合機(jī)床。組合機(jī)床是用已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的高效專用機(jī)床，生產(chǎn)率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，可以進(jìn)行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削、車孔端面等工序，隨著組合機(jī)床的發(fā)展，其工藝范圍日益擴(kuò)大，如：焊接、熱處理、自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)裝配、清洗等非切削工序。1911年，美國(guó)為加工汽車零部件研制了組合機(jī)床。在發(fā)展初期，各機(jī)床制造廠都執(zhí)行自己的通用部件標(biāo)準(zhǔn)。為方便用戶使用和維修，提高互換性，1953年美國(guó)福特汽車公司和通用汽車公司與美國(guó)機(jī)床制造廠協(xié)商，確定機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)化的原則，并規(guī)定了部件間聯(lián)系尺寸。1973年ISO公布了第一批組合機(jī)床通用部件標(biāo)準(zhǔn)，它包括了汽車、農(nóng)業(yè)、紡機(jī)和儀表工業(yè)。1978年、1983年又第二次作了增補(bǔ)。目前，我國(guó)組合機(jī)床的通用部件約占70%～90%。組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)，如：汽車、拖拉機(jī)、電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、閥門(mén)縫紉機(jī)等制造業(yè)。主要加工箱體零件，如汽缸體、變速箱體、汽缸蓋、閥體等，一些重要零件的關(guān)鍵加工工序，雖然生產(chǎn)批量不大，但也采用組合機(jī)床來(lái)保證其加工質(zhì)量。目前，組合機(jī)床的研制正向高效、高精度、高自動(dòng)化的柔性方向發(fā)展。組合機(jī)床使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件和少量的專用部件組成的多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的高校專用機(jī)床，其生產(chǎn)率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍，可進(jìn)行鉆、鏜、鉸、攻絲、車削、銑削等切削加工。組合機(jī)床的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)件約占7080%,這些部件是系列化的,%的專用部件是由被加工零件的形狀,輪廓尺寸,工藝和工序來(lái)決定,如夾具,主軸箱,刀具和工具等.在批量生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)率，必須要縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間，而且盡可能使輔助時(shí)間和加工時(shí)間重合，使每個(gè)工位裝夾多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行多刀加工，實(shí)行工序高度集中，因而廣泛采用組合機(jī)床。一般的組合機(jī)床主要有六部分通用部件及兩部分專用部件組成。以復(fù)合立式三面鉆孔組合機(jī)床，它由側(cè)底座、力主底座、力主、動(dòng)力箱、滑臺(tái)及中間底座等通用部件及多軸箱、夾具等專用部件組成。組合機(jī)床的專用部件往往也是由大量的通用零件和標(biāo)準(zhǔn)件組成。組合機(jī)床按主軸箱和動(dòng)力箱的安置方式不同可分為以下幾種型式：1．臥式組合機(jī)床（動(dòng)力箱水平安裝）。2．立式組合機(jī)床（動(dòng)力箱垂直安裝）。3．側(cè)斜式組合機(jī)床（動(dòng)力箱傾斜安裝）。4．復(fù)合式組合機(jī)床（動(dòng)力箱具有上述