【正文】 荷加工，效率高； 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 23 圖 3— 2 臥式鏜銑床 臥式對頭鏜銑床 結(jié)構(gòu)特點： ⑴ 有二套數(shù)控系統(tǒng)可分別控制的雙面刨臺臥式帶滑枕的銑鏜床。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量應按產(chǎn)品要求嚴格限制返修次數(shù)。 4)保護氣體應有足夠的流量并保持層流 ，應及時清除附在導電嘴和噴嘴上的飛濺物，確保好的保護效果。 b．焊接電流越大，焊接速度越高，在室外焊接以及仰焊時，應采用較大的氣體流量。 b．各種直徑焊絲的常用的焊接電流范圍見 下 表 。 4)應根據(jù)工藝評定試驗的結(jié)果編制產(chǎn)品的焊接工藝，以確定是否焊前預哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 17 熱、預熱規(guī)范、層間溫度、焊接工藝參數(shù)以及是否焊后 熱處理及熱處理規(guī)范等。 在組裝時，一般以側(cè)刃板為基準，用卷板機對斗內(nèi)板成形，然后點焊組裝各個零件。采用這樣的焊接順序可以有效的減小其焊接變形量。 其加工 工藝 過程 設計 ： 由板材下料 (全自動數(shù)控火焰切割機自動下料，程哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 12 序由 CAXA 繪圖再由 FAST CAM 生成程序進行排版切割 )，對于 中厚板材（超過12mm 以上）一般用氧炔 火焰切割 ，對于薄板材（ 10mm 以 下）一般用 等離子切割 ，下料完成后經(jīng)過打磨去除毛刺切割殘留熔渣等 ； 由液壓折彎機或者成形壓力機 ， 對于厚板材的焊接需要對厚板材 打坡口 (用機械加工方法刨床或者銑床成形和火焰切割打坡口兩種方法），例如回轉(zhuǎn)架中間支撐板與側(cè)板之間的焊接位置，將成形后的零件通過胎具進行定位組裝點焊 （左右架）或者完全焊接（回轉(zhuǎn)支撐架） ， 其中左右架 部分焊縫需要直接焊接完成（為了減小焊接變形量），例如左右架槽缸和邊板之間的焊縫 ，并且左右架在在點焊完成后需要對其焊接拉筋（因為左 右架的焊接屬于非對稱焊接，對其平面度影響會比較大） ；左右架焊接完成后對其進行機械加工主要是定位孔加工，先由劃線機劃線定位后再由鉆床鉆通孔絲孔， 最后 將三個部件 經(jīng)過拋丸消除部分應力后， 通過液壓胎具組裝 (適用于大批量生產(chǎn) )或者平臺組裝（適用于產(chǎn)品試制），經(jīng)過最后的組焊以后， 需要 對回轉(zhuǎn)平臺的 支撐座位置進行平面度加工， 回轉(zhuǎn)平臺的加工工藝完成。 但是也要根據(jù)結(jié)構(gòu)實際狀況采取相應改變措施。 液壓挖掘機結(jié)構(gòu)件焊接變形控制方法 控制焊接變形的方法有很多，各種方 法的具體應用要根據(jù)工件的實際結(jié)哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 11 構(gòu)形式、鋼板厚度、焊接方法等具體分析確定。影響焊接變形的因素很多，但歸納起來主要有三個方面：材料性能、設計結(jié)構(gòu)和焊接工藝三個方面。 ⑷操作工藝性，可根據(jù)焊縫空間位置選用適合平焊、 立焊、 仰焊 以 及全位置焊接材料。 2 焊接 DOMEX650MC 鋼：選用焊絲 SLD70或等強度工藝匹配焊材。挖掘機結(jié)構(gòu)件主 要 材料 Q345D 的焊接接頭沖擊試驗值如下表所示： 表 2— 2 Q345D鋼焊接接頭沖擊韌性 板厚 （ mm） 焊接材料 沖擊部位 Akv20℃ /J 規(guī)定值 12 ER70G實芯焊絲 焊縫 92， 86， 92 ≥ 27 12 熱影響區(qū) 85， 94， 94 焊接材料選擇 液壓挖掘機的工況條件十分惡劣 , 除了載荷復雜外 ( 交變載荷、沖擊載荷 ), 還受嚴寒地區(qū)冬季 (4O℃左右 )作業(yè)的考驗 , 低溫作業(yè)和載荷的沖擊性是液壓挖掘機工況條件的主要特點。使用焊接性 是指材料經(jīng)過行街加工所形成的焊接接頭能滿足產(chǎn)品制造技術條件及安全服役要求的程度，結(jié)構(gòu)及其 所采用的材料不同，具體要求和指標也不同。 正確的選擇加工工藝可以讓我們的生產(chǎn)在最短的時間內(nèi)得到最高質(zhì)量、最低成本的零件，這是我們每一位設計者和生產(chǎn)者所追求的目標 。伴隨經(jīng)濟發(fā)展的加快，挖掘機制造商和品種迅速增加，挖掘機的產(chǎn)量也迅猛增加，到 了 七十年代 ，液壓挖掘機已經(jīng)成為了挖掘機行業(yè)的主流產(chǎn)品，已占據(jù)了挖掘機市場的大部分份額。直至 1836 年出現(xiàn)了蒸汽機以后，于是誕生了由蒸汽機驅(qū)動的“動力鏟”， 可以模擬人的挖土工作。的船用挖掘機。并且中 、 小型的液壓挖掘機已經(jīng)形成系列，斗容量有 ～179。應為正鏟挖掘力比較大，能開挖停機以上的土石方，宜用于挖掘高度不大于 2m 的干燥基坑，但是必須預留上下的坡道。 挖掘機分類三：按照用途劃分，挖掘機可分為通用挖掘機、礦用挖掘機、船用挖掘機、特種挖掘機等不同的類別 。 挖掘機的定義 挖掘機，又稱挖掘機械（ excavating machinery)，是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。 在未來挖掘機行業(yè)必然有著飛 躍性的發(fā)展，像遙控液壓挖掘機，自響，對國家來說也會有深遠的影響。 在國際上曾經(jīng)合作過的知名工程機械企業(yè)： Pamp。 41 附錄 Ⅱ 14 對挖斗的工藝設計分析及其組裝焊接 11 對回轉(zhuǎn)平臺（上車架）的工藝設計分析及其組裝焊接 5 本章小結(jié) 3 國內(nèi)液壓挖掘機發(fā)展概況 本文主要從液壓挖掘機結(jié)構(gòu)件的組裝工藝，焊接工藝和機械加工工藝以及部分設備對其進行加工的設計分析。本文 通過對結(jié)構(gòu)件的 焊接工藝和機械加工工藝分析 ，設計出最省時省力的工藝過程，讓生產(chǎn)以最小的成本，制造出最高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)件，使整機的適應能力進一步加強。 6 液壓挖掘機結(jié)構(gòu)件用材料及其焊接性 10 對液壓挖掘機逐個結(jié)構(gòu)件的分析及其組裝焊接方法 13 對動臂和斗桿的工藝設計分析及其組裝焊接 31 本章小結(jié) 37 結(jié) 論 39 致謝 40 附錄 Ⅰ 1919 年，阿特拉斯在德國成立 1921 年 5 月 13 日，小松制作所在東京成立。 液壓挖掘機的應用非常廣泛，在交通運輸、民用建筑、礦山開采、市政工程 、現(xiàn)代軍事化工程 等場所有著重要的工作地位。 1837 年，在美國誕生了第一臺 由蒸汽驅(qū)動，利用杠桿原理進行機械傳動的有軌式移動的機械式挖掘機，此挖掘機不具備回轉(zhuǎn)功能。 挖掘機的 構(gòu)成 常見的挖掘機結(jié)構(gòu)有：動力裝置、工作裝置、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、操縱機構(gòu)、行走機構(gòu)和輔助設施等。 挖掘機分類五 ： 按照鏟斗來分，挖掘機又可以分為正鏟挖掘機和反鏟挖掘機。 國內(nèi)外液壓挖掘機的發(fā)展概況 國內(nèi)液壓挖掘機發(fā)展 概況 我們國家挖掘機的生產(chǎn)起步比較晚，從 1954 年撫順挖掘機廠生產(chǎn)的第一臺機械式單斗挖掘機到今天，基本上經(jīng)理了三個階段：測繪仿制、自主研發(fā) 和發(fā)展創(chuàng)新。 12m179。通過多年的努力，我國液壓挖掘機產(chǎn)品的性能指標得到了全面性的提高，與當時國際上二十世紀八十年代的國際水平相媲美，產(chǎn)量也大大提高。 到二十世紀，液壓技術的應用，讓挖掘機有了質(zhì)的飛躍。 設計加工工藝概敘 工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料（或毛坯）形狀、尺寸和性能，使之變?yōu)槌善返倪^程。應為 我們所加工的是一些大型的結(jié)構(gòu)件，在我們進行加工的時候可能會需要一些專機和輔助機械，例如焊接變位機，對頭鏜床， 數(shù)控 加工中心等 本章小結(jié) 本章針對液壓挖掘機的發(fā)展過程、定義分類做了簡單地介紹，并且就加工工藝給予了定義性的解釋，概括的描述了液壓挖掘機結(jié)構(gòu)件所需的加工方法和設備。 決定此 類鋼材的熱影響區(qū)淬硬性的主要因素是碳當量 CE，其計算公式為： CE=C+Mn/6+（ Cr+Mo+V） /5+（ Ni+Cu） /15 有經(jīng)驗表明。隨著挖掘機在使用過程中開裂問題的不斷發(fā)生，人們開始意識到焊接結(jié)構(gòu)應按地區(qū)作業(yè)溫度的不同選擇結(jié)構(gòu)用鋼材 ,包括焊接材料 ,在氣溫偏低的地區(qū) ,鋼材和焊材的選擇除了強度指標要求外 ,材料的低溫沖擊韌度 ,特別是一 4 0℃ 的沖擊韌度指標 ,成為必須滿足的條件。 5 焊接 WELDOX900 鋼及 S890G1QL 鋼：選用焊絲 UnionX90 或 GM120 或等強度工藝匹配焊材。其產(chǎn)生原因為：收縮變形 — 是由于焊縫的縱向（沿焊縫方向）和橫向（垂直 焊縫方向）收所引起的；角變形 — 由于 V型坡口對接焊焊縫布置不對稱，造成焊縫上下橫向收縮量不均勻從而引起的變形；彎曲變形 — 由于焊縫布置不對稱，焊縫多的一面收縮量大而引起的結(jié)構(gòu)件彎曲，多出現(xiàn)在“ T”型梁的焊接加工過程中；扭曲變形 — 由于焊接過程中焊接順序和焊接方向不合理引起的結(jié)構(gòu)件扭曲，又稱為螺旋形變形，多出現(xiàn)在工字梁的焊接過程中；波浪邊形 — 這種變形易發(fā)生在薄板焊接過程中。 結(jié)構(gòu)件焊接變形的根本原因是焊接所產(chǎn)生的焊接殘余應力的不均勻性造成的，造成盈利不均勻的原因主要焊絲焊接過程中構(gòu)件區(qū)域內(nèi)存在不均勻的溫度場。 ⑵剛性固定法：焊接前將易變形的工件加以固定用來限制和減小焊接變形的方法稱為房型固定法。以上這些方法在后續(xù)說明結(jié)構(gòu)件加工順序的時候會得到證實。 如圖所示： 圖 2— 2 液壓挖掘機回轉(zhuǎn)平臺支撐架背對背剛性固定法 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 13 圖 2— 3 液壓挖掘機回轉(zhuǎn)平臺支撐架 工裝剛性固定法 對行走架（下車架）工藝設計分析及其組裝焊接方法 行走架主要由： X 架、行走減速機安裝座、履帶架三部分構(gòu)成。 箱體式的結(jié)構(gòu)件 的有些軸套需要經(jīng)過機械加工，跟它們配套使用的還有連桿和搖臂 也屬于結(jié)構(gòu)件，相比來說其加工過程比較簡單不復雜而且工藝步驟也少。挖斗焊接機器人如下圖所示： 圖 2— 8 挖斗焊接機器人 焊接工藝規(guī)程 JB／ T 9186— 1999《二氧化碳氣體保護焊工藝規(guī)程》適用于直徑不超過 實芯焊絲的、結(jié)構(gòu)鋼的二氧化碳氣體保護半自動和自動焊接工藝，不涉及二氧化碳保護點焊及氣電立焊工藝。 焊接工藝參數(shù)選擇 (1)工藝評定試驗的焊接工藝參數(shù)選擇 1)焊絲直徑可按 下 表選用焊絲。不同直徑的焊絲常用電流與相應電弧電壓的匹配關系見圖。 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 20 表 2— 5 定位焊縫的長度和間距 mm （ JB/T91861999） 板 厚 /mm 定位焊縫長度 定位焊縫間距 ＜ 2 8～ 12 50～ 70 2～ 6 12～ 20 70～ 200 ＞ 6 20～ 50 200～ 500 焊接過程 1)必須根據(jù)被焊工件結(jié)構(gòu)的特點，選擇合理的焊接順序。在不能使用引弧板和引出板時，應注意防止在引弧處和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷。如果生產(chǎn)的產(chǎn)品為試制或者小批量生產(chǎn)我們一般會選擇大型的通用設備，對于零件的裝夾固定比較麻煩；如果是大批量的生產(chǎn)我們可以考慮制造專用夾具或者設計專用機床。按數(shù)控編程設置可加工兩側(cè)各項工序及同軸度要求高的各類孔系 ； ⑶ 主要技術參數(shù)： 左右主軸直徑 ㎜ ф130 左右主軸錐孔 公制 80＃ 左右主軸電機功率 kW 22（變頻） 左右主軸轉(zhuǎn)速 r/min 3～ 700(無級 ) 左右滑枕端面尺寸 （長 寬） mm 350420 工作臺面 尺寸 （寬 長） mm 14004000 工作臺橫向行程（ X） mm 4000 左右主軸箱垂直行程（ Y） mm 2020 左右主軸軸向行程（ Z） mm 700 左右滑枕行程（ W） mm 700 左右立柱滑座縱向行程（ W） mm 600 鏜軸、滑枕進給速度（ Z、 W） mm/min 1～ 2020 主軸箱進給速度（ Y） mm/min 2～ 3000 立柱、滑座進給速度（ W） mm/min 4～ 3000 工作臺進給速度 （ X） mm/min ～ 112 工作臺快速移動速度（ X） mm/min 2020 工作臺承重 T 10 機床電機總功率 kW 120 機床總重量 T 85 機床外形尺寸（長 寬 高） mm 1075083005900 ； 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 24 圖 3— 3 臥式數(shù)控對頭鏜 床 對結(jié)構(gòu)件 機械 加工工藝分類設計 回轉(zhuǎn)平臺（上車架） 液壓挖掘機回轉(zhuǎn)平臺是挖掘機的上車部分，該部件的質(zhì)量直接影響整機的性能和外觀質(zhì)量，故需要高精度設備以保證零件的質(zhì)量。 龍門加工中心可帶有交換工作臺，一個零件安裝，另一個零件在加工，可節(jié)省零件的安裝、檢測時間。考慮到上車架的上下左右表面都要加工 ,所以配置了液壓翻轉(zhuǎn)夾具 ,在工作臺上能夠?qū)崿F(xiàn) 360176。針對