【正文】 般情況下尺寸為： 1330mm500mm，在普通臥式加工中心就可以完成加工過程，臥式加工中心可帶有交換工作臺(tái)，一臺(tái)加工中心可以滿足 2020 臺(tái)挖掘機(jī)的生產(chǎn)需要。此零件屬于圓盤類零件，適合采用立式車床進(jìn)行面加工，螺紋孔采用搖臂鉆床進(jìn)行加工。設(shè)備一般采用立式車床和搖臂鉆床，設(shè)備投資較少。 第二種工藝方案：行走減速機(jī)安裝座、漲緊裝置支架與 U 形粱拼焊后組成履帶架，拼焊后零件比較大，對(duì)機(jī)床要求也比較大，安裝、加工較費(fèi)時(shí)，焊接后進(jìn)行支重輪、托鏈輪安裝面加工，支重輪、 托鏈輪安裝螺栓孔采用鉆模進(jìn)行加工，不需鉆前劃線加工。履帶式液壓挖掘機(jī)有多種用于不同場(chǎng)合的工作裝置，動(dòng)臂和斗桿的種 類很多，尺寸差別大。 圖 3— 動(dòng)臂和斗桿的加工一般可采用以下兩種方法加工： ⑴采用數(shù)控雙面臥式鏜銑床進(jìn)行加工 用數(shù)控雙面臥式鏜銑床進(jìn)行加工，不具有刀庫 ，機(jī)床采用人工換刀，機(jī)床不具備刀具檢測(cè)、補(bǔ)償功能。 ⑵采用雙立柱加工中心進(jìn)行加工雙立柱加工中心進(jìn)行加工的好處在于每個(gè)立 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 柱均有單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，每個(gè)立柱均可立完成各自的加工任務(wù)。裝配、焊接工序分開，有利于提高各種生產(chǎn)效率和按節(jié)拍組織流水線生產(chǎn)。因?yàn)椴捎煤侠淼暮附禹樞颍沟谜w焊接后對(duì)加工精度的影響很小，能滿足其公差要求。缺點(diǎn)是整體焊接難以實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化，鏟斗焊接 完成后整體在雙面臥式鏜銑床活專 用機(jī)床上進(jìn)行加工，工件吊裝、找正和裝夾很繁瑣，并且由于側(cè)板干涉，使得鏜桿行程過長，導(dǎo)致加工難度增加，畏怯設(shè)備投資比較大。 鏟斗 液壓挖掘機(jī)的鏟斗生產(chǎn)工藝科分為整體組焊后進(jìn)行加工和焊前進(jìn)行加工兩種方式，后一種方式技工方法是國內(nèi)挖掘機(jī)生產(chǎn)商普遍采用的方法。 左右主軸最大許用扭矩 3400N? m 左右主軸轉(zhuǎn)速范圍 ~700r/min 工作臺(tái)尺寸 9000mm 1600mm 左右主軸箱垂直行程 2020mm 主電機(jī)功率 2 15KW ㈡機(jī)床的立柱移動(dòng)，工作臺(tái)不移動(dòng)。 圖 3— 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 動(dòng)臂和斗桿都采用雙面加工的方式。 動(dòng)臂和斗桿 動(dòng)臂和斗桿均屬于長臂件，結(jié)構(gòu)相似，加工內(nèi)容相當(dāng)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 第一種工藝方案：漲緊裝置支架與 U 形梁拼焊后組成履帶架，焊接后不再進(jìn)行支重輪、托鏈輪安裝面加工， U 形梁拼焊單獨(dú)加工，支重輪、托鏈輪安裝螺栓孔采用鉆模進(jìn)行加工，不需鉆前劃線加工。 第二種工藝方案：回轉(zhuǎn)支撐連接體與 X 架拼焊后加工，聘函后零件比較大，對(duì)機(jī)床要求也比較大，安裝、加工覺費(fèi)時(shí)，一般采用龍門式加工中心進(jìn)行加工，設(shè)備投資比較大，合肥日立、徐州卡特都采用這種方式。如圖所示： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 3— ⑴ X架 根據(jù) X架產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，其加工有兩種工藝方案。設(shè)備主要參數(shù)如下： X軸主要行程 3000mm Y軸主要行程 2300mm Z軸主要行程 1600mm W軸主要行程 700mm 工作臺(tái)吃尋 2020mm 2200mm 工作臺(tái)數(shù)量 2 臺(tái) 主軸直徑 Ф 150mm 主電機(jī)功率 22KW 刀庫容量 60件 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 采用這種方法加工，生產(chǎn)投資較上一種?。?50%左右），但如果加工 40t以上的大型挖掘機(jī)，受工作臺(tái)承受重量和主軸箱行程（ Y 軸）范圍的影響，不適合采用數(shù)控臥式加工中心的方法加工。運(yùn)用程液壓翻轉(zhuǎn)夾具 ,工件一次裝夾后就能完成全部加工內(nèi)容 ,實(shí)現(xiàn)了全部加工都是在同一工藝基準(zhǔn)下進(jìn)行。對(duì)挖掘機(jī)上車架主平臺(tái)的加工工 藝 進(jìn)行分析 ,為保證加工精度和提高生產(chǎn)效率并能適應(yīng)批量生產(chǎn) ,確定選擇一次定位裝夾后完成全部?jī)?nèi)容的加工。該生產(chǎn)設(shè)備投資較大，一般情況下單臺(tái)設(shè)備投資約為 120 萬美元左右。 第一種方式：采用龍門式加工中心（五面體）進(jìn)行加工。主要是針對(duì)主平臺(tái)的機(jī)械加工內(nèi)容，主平臺(tái)的加工部位有：與回轉(zhuǎn)支撐的結(jié)合面、回轉(zhuǎn)減速機(jī)的安裝面以及安裝孔、與動(dòng)臂及動(dòng)臂油缸連接的連接孔。因銑軸具有方滑枕，裝上角銑頭附件可代替龍門銑床各項(xiàng)功能 ； ⑵ 機(jī)床對(duì)大型工件寬度及孔距＞ 2020 ㎜需采用對(duì)頭加工時(shí)，對(duì)頭精度高，功效高，同軸度可達(dá) 1000： 。絲桿支撐采用日本原裝進(jìn)口絲桿支撐軸承，兩端預(yù)拉伸，消除熱伸長造成的精度損失。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第三章 結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工工藝分析設(shè)計(jì) 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工設(shè)備介紹 由于液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件比較大，在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)我們會(huì)選擇大型的機(jī)械加工設(shè)備，我們所要用到設(shè)備主要對(duì)面、孔加工。 8) 對(duì)于不合格的焊接接頭，允許返修。 6)對(duì)于重要焊縫，在焊縫兩瑞應(yīng)設(shè)置尺寸合適的引弧板和引出板。 3)立焊時(shí)可采用立向下焊。 表 2— 4 推薦的半自動(dòng)及自動(dòng)焊工藝參數(shù) （ JB/T91861999） 接頭 形式 母材 厚度 mm 坡口 形式 焊接 位置 墊 板 焊絲 直徑 mm 焊接 電流 A 電弧 電壓 V 氣體 流量 L/min 自動(dòng)焊 速度 m/h 極 性 對(duì) 接 接 頭 1/2 Ⅰ型 F 無 直 流 反 接 有 40/150 18/23 18/30 V 無 2/ F 10/15 20/30 有 V 無 5/9 F 10/12 無 350/450 32/43 20/25 20/42 5/40 單邊 V型 V 無 H 200/400 23/40 15/25 5/50 V型 F 200/450 23/43 20/42 有 250/450 26/43 20/25 18/35 V 無 10/80 K型 F V H 10/100 X型 F 200/450 23/43 20/42 V 20/60 U型 F 23/43 20/25 20/42 40/100 雙U 18/21 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 T 型 接 頭 1/2 Ⅰ型 F 無 6/12 18/35 直 流反接 V H 2/ F 10/15 20/30 V H 5/60 F 無 V H 5/40 單 邊 V 型 F 20/42 有 250/450 26/43 20/25 18/35 V 無 H 5/80 K 型 F 200/450 23/43 20/42 V H 角 接 接 頭 1/2 Ⅰ 型 F 6/12 20/35 V H 2/ F 10/15 20/30 V H 5/30 F V H 200/400 23/40 15/25 5/40 單邊 V型 F 200/450 23/43 20/42 有 250/450 26/43 20/25 18/35 V 無 H 200/400 23/40 15/25 5/50 V型 F 200/450 23/43 20/42 有 250/450 26/43 20/25 18/35 V 無 10～ 80 K型 F V / H 接頭 1～ / / 5～ 30 注：焊接位置代號(hào)： F平焊位置； V立焊位置； H橫焊位置。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 b．焊接速度應(yīng)能滿足不同種類鋼材對(duì)焊接線能量的要求。 表 2— 3 焊接電 流與焊絲直徑對(duì)照表 焊絲直徑 /mm 焊接電流 /A 70～ 120 90～ 150 4）電弧電壓 a 電弧電壓必須與焊接電流合理的匹配。焊接過程中，導(dǎo)電嘴到母材間的距離一般為焊絲直徑的 10～ 15倍。工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)存檔備查。 2)非全熔透性焊縫的熔透深度 S＞ ，否則應(yīng)注明熔透深度的具體數(shù)據(jù)。大批量的生產(chǎn)采用焊接機(jī)器人則可以提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性等諸多優(yōu)點(diǎn)。 主要元件有斗齒，斗齒座。動(dòng)臂和斗桿主要是坡口焊而且是長焊縫，對(duì)于人工焊接來說會(huì)比較困難，因?yàn)槿斯ず附雍茈y達(dá)到一次焊接完成，多段焊接會(huì)影響其使用性能，我們一般采用焊接機(jī)器人來完成，可以避免這個(gè)潛在的危險(xiǎn) ，使其使用性能大大提高。 對(duì)于其下焊接基本上在胎具上完成。回轉(zhuǎn)平臺(tái)的焊接是借助于剛性固定法來完成， 這種方法可以有效的減少焊接變形。左右架主要由薄板材經(jīng)過鈑金工藝成形加工，再經(jīng)過焊接而成，回轉(zhuǎn)支撐架主要由中厚板材經(jīng)過焊接而成。然而多層多道焊接時(shí)正確的焊接次序以及方向可以有效的抵消焊接結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變。合理的焊接順序會(huì)使焊縫自由收縮，所以要焊接收縮大的焊縫以及工作時(shí)受力大的焊縫。 ⑴反變形法根據(jù)生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)生的變性規(guī)律，預(yù)先把焊接件人為的加工產(chǎn)生一個(gè)變形，使這個(gè)變形與焊接后發(fā)生的變形方向相反而數(shù)值相等這種犯法稱為反變形法。 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件的焊接變形，會(huì)影響到生產(chǎn)工藝流程的正常進(jìn)行，迫使結(jié)構(gòu)件的外形尺寸和吃尋精度嚴(yán)重超差，焊后矯正焊接變形，是生產(chǎn)成本增加，還會(huì)增加機(jī)械加工、裝配等后續(xù)工序的難度，并且焊接變形會(huì)降低結(jié)構(gòu)件的承載能力，造成產(chǎn)品質(zhì)量部穩(wěn)定等不良后果。例如：焊接方法的影響，熔焊是焊縫及 其附近的母材經(jīng)理了一個(gè)加熱和冷卻的熱過程，由于溫度分布不均勻，焊縫收到一次復(fù)雜的冶金過程，焊縫周圍受到一次不同規(guī)范的熱處理，引起相應(yīng)的組織和性能的變化，直接影響焊縫質(zhì)量。液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊縫焊接的主要設(shè)計(jì)形式是對(duì)接焊縫和角焊縫，焊接變形主要為角變形、收縮變形和扭曲變形。 / 圖 2— 1 液壓挖掘機(jī)焊接機(jī)器人工作站 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接變形形式 焊接變形主要有六種形式：角變形，縱向和橫向收縮變形，彎曲變形、哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 扭曲變形、波浪邊形和錯(cuò)邊變形。 ⑵ 等成分原則， 選用低氫焊接材料，是為了改善液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接接頭的抗冷裂性能，要求使用低氫焊接材料，也就是焊條電弧焊采用低 氫型焊條，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊要選用擴(kuò)散氫含量低的焊絲，由于藥芯焊絲的擴(kuò)散氫含量高于實(shí)芯焊絲，故優(yōu)先考慮使用實(shí)芯焊絲。 4 焊接 WELDOX700 鋼及 DOMEX700MC 鋼：選用焊絲 SLD70 或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 表 2— 3 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件材料力學(xué)性能分析 鋼號(hào) 力學(xué)性能 備注 b/Mpa s/ Mpa /% A/Kv（ J） Q345A(16Mn) 470630 345 21 SM490B 490600 ≥ 345 ≥ 15 常溫≥ 47 日本 A633D 485620 ≥ 345 ≥ 21 40℃≥ 27 國產(chǎn) T1 852 ＞ 80 17 50℃ 62 美國 STE690 790940 ≥ 690 ≥ 16 40℃ 31 德國 NKHITEN780A 780930 ≥ 685 ≥ 24 20℃≥ 35 日本 Welten780 780930 ≥ 680 ≥ 24 20℃≥ 47 日本 焊接材料選擇的 具體原則有： ⑴等強(qiáng)度或者低強(qiáng)度匹配原則，按照液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件所用鋼材的強(qiáng)度來選擇相應(yīng)等強(qiáng)度級(jí)別的焊接材料， 對(duì)受力情況復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，有時(shí)也選用比母材強(qiáng)度級(jí)別低一級(jí)的焊接材料。 早期 ,液壓挖掘機(jī)焊接結(jié)構(gòu)件選材原則局限于滿足強(qiáng)度要求 ,而對(duì)鋼材其它方面性考慮較少 ,因而在北方高寒地區(qū)作業(yè)的液壓挖掘機(jī) ,斷裂事故時(shí)有發(fā)生。 ② 焊接沖擊韌性