WD-400型挖掘机支座加工工艺及其工装设计文献综述

本科毕业设计（论文）

文献综述

院（系）：机械工程学院

专业：机械设计制造及其自动化

班级：2011级机械设计制造及其自动化2班学生姓名：学号:

指导教师:职称：副教授

二0一四年十二月

本科生毕业设计（论文）文献综述评价表

毕业设计（论文）题目WD-400型挖掘机支座加工工艺及其工装设计综述名称WD-400型挖掘机支座加工工艺及其工装设计文献综述评阅教师姓名职称副教授

评价项目优良合

格

不合

格

综述结构01 文献综述结构完整、符合格式规范

综述内容02

能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验

结果

03 文字通顺、精练、可读性和实用性强

04

反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、

新水平、新原理、新技术等

参考文献05

中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求，格式符合规范

06 围绕所选毕业设计（论文）题目搜集文献

成绩

综合评语：

评阅教师（签字）：

年月日

关于WD-400型挖掘机支座加工工艺及其工装设计

文献综述

前言

挖掘机械是工程机械的一种主要类型，是土石方开挖的主要机械设备，包括有各种类型与功能的挖掘机。各种类型的挖掘机已广泛应用在工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程，农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等的机械化施工中。据统计，工程施工中约有60%以上的土石方量，系有挖掘机来完成。挖掘机械在工程机械发展中占有很大比重和重要的地位，据统计约占工程机械总产值的25%~30%，是重点发展的机械品种至之一，尤其是中小型、通用的单斗挖掘机不仅用作土石方的挖掘机械，而且通过工作装置的更换，还可以用作起重、装载、抓取、打桩、钻孔等多种作业。通用挖掘机占挖掘机总数的90%以上，他在工程施工中广泛应用，已成为不可缺少的重要机械设备。我国挖掘机械近年来虽有很大发展，但从产品的种类、数量和技术性能以及制造质量上还不能满足现在发展的要求，迅速的提高挖掘机的设计、研究和生产的技术水平是当前挖掘机械行业所面临的迫切而艰巨的任务。WD-400挖掘机采用可控硅整流双绕组励磁直流发电机, 整机集中润滑, 运行可靠, 效率较高,并具有正铲、起重两种性能, 是一种较为理想的矿用挖掘机。而机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，它们的研究都对机械工业有着很重要的意义。

1 夹具现状

1.1我国夹具现状

夹具是现代制造系统四大工具之一，与通用化，标准化程度高的道具量具不同，夹具和模具是需要和工件形状相匹配的专用工具。我国国内的夹具研究始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。改革开放以来的30多年里，制造业对模具工业普片予以相当的重视，极大的促进了模具产业及技术的发展与进步。但夹具行业相对于过去计划经济时期，无论经济效益，技术水平等都没有显著的进展，从机床工具业总体来看，必须要改变只重主机，轻视工具的观念，使机床和

工具相互均衡的发展，逐步建立起具有我国自主知识产权的，完整的，高质量和高水平的现代制造系统及其产业，包括夹具系统及其产业。[1]

1.2国外夹具现状

夹具的设计包括三个步骤:设备规划、夹具规划和夹具结构设计。目前,Joneja[7]以及Ferreira等人在进行CAPP 方面的研究中对设备规划有详细论述。计算机辅助夹具设计(CAFD) 就夹具方面也作了一些工作:Chou YC ,Chandru V等人提出的自动夹具定位和夹紧的一种方法;De Meter EC提出的利用机械杠杆原理进行定位和夹紧位置选择的一种算法;Markus A[11 ]等人提出的针对棱柱形工件进行组合夹具设计的基于规则的系统。目前,关于工件夹具的自动化配置方面的工作,自动夹具结构设计( AFCD)中很少提及。TrappeyAJC

等人提出了一个二维组合夹具元件的配置算法。[2]由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景。

1.3 夹具发展概述

研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3～4年就要更新50～80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10～20％左右。[3]特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、（FMS）等新加工技术的应用。

1.4夹具的发展趋势

机床夹具是随机械加工技术发展而发展的。机床夹具由适用于单件小批量生产的通用夹具发展到大批吼生产的专用夹具、随行夹具，经历了市场的发展和技术的推动。随着现代市场需要的多样化、多品种、中小批量及短周期的生产方式在世界贸易中逐渐成为主导方式，传统的专为某个零件的一道工序设计制造的专用夹具已不能适应这种生产方式的要求。因此，适用于多品种、中小批量生产特点的通用可调夹具、组合夹具、成组夹具等应运而生。数控技术的进步与发展，使得数控机床、加工中心在机械加工中广泛应用，数控机床夹具也迅速地发展起来。以上现代机床夹具技术的出现和发展，代表了现代机床夹具的发展趋势。[4]

（1）标准化机床夹具的标准化可以使机械加工缩短成产准备周期，降低生产成本而且可以迅速方便装备新产品的投入[5]。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产成本。

（2）精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。

（3）高效化效率是企业的立足之本，高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。

（4）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。

1.5夹具存在问题

在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题，设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下，清根问题让刀问题更换问题防松问题[6]

1.6 本课题的研究内容及采用的研究方法

回转支承可以看成是上、下两个推力轴承与中间一个径向轴承的组合体, 而目前国际、国内在滚动轴承分析的方法中,利用有限元软件分析滚动体与滚道之间的接触是公认比较合理的一种方法。

目前关于夹具的研究内容主要集中在装夹方案的规划方面,且采用的大都是普通的实体模型,这类模型可以有效地表达工件的几何形状,但是相关加工信息的表达比较困难,因此本文将讨论如何应用特征技术表达工艺过程模型和装夹模型,建立基于特征的夹具设计系统。夹具设计在我国是比较成熟的设计，因此本设计是参考以前的夹具设计为模板设计的。