【正文】 大型挖掘機產(chǎn)品，可采用龍門式加工中心和大型數(shù)控臥式鏜銑床組合的形式完成加工過程。設備主要參數(shù)如下： 工作臺尺寸 5000mm 2020mm X、 Y、 Z軸位移 6000mm 3000mm 1000mm W軸位移 1500mm 主軸轉速 15r/min~1500r/min 主電機功率 30KW ⑵行走減速機安裝座 一般情況下采用行走減速機安裝座與 U 形梁拼焊前進行加工的方案，焊接后不再進行加工。各油缸、銷軸連接孔有一定的同軸度和平行度要求，相對應的各孔平行度為Ф 0. 5mm，各孔的同軸度為Ф 零件焊接后進行整體加工，以確保零件的位置公差要求。該機床的缺點就是兩個立柱在使用一段時間后，需對兩個立柱進行對中、調零 。 ⑵鏟斗焊前進行加工 將鏟斗的后板、立板與加強板組焊后，作為小部件進行加工，加工后再與其他部件總體拼焊。 ⑴整體組焊后進行加工 此種工藝方案的優(yōu)點是能保證裝配的一致性，保證裝配的精度。如圖所示加工示意圖。這種方法設備投資少，小松山推、山東臨工挖掘機分廠、廣西柳工股份挖掘機分廠、常州現(xiàn)代公司都采用這種工藝方法。 第一種工藝方案：回轉支撐連接體與 X 架拼焊前加工。這就能有效地保證加工后的上車架尺寸公差、形位公差等精度 ,使加工可靠穩(wěn)定 ,加工質量提高。單個零件的加工約為2h，如果年產(chǎn)量大于 2 000 臺，可以把回轉支撐支承的結合面和回轉減速機安裝面的螺栓孔拿下來，定位孔在龍門加工中心進行加工，其余螺栓孔放在搖臂鉆 (Z3080)上進行加工，可節(jié)約設備投資。液壓挖掘機上車和下車是通過回轉平臺相結合的。組成穩(wěn)定的高剛 性機械傳動系統(tǒng)；橫梁采用階梯式結構，橫梁截面大，導軌跨距大，主軸中心到導軌面距離段，翻轉力矩小，結構剛性好；高剛性的臺灣產(chǎn)龍門專用主軸，采用潤滑脂潤滑，可使主軸軸承得到恒定和可靠的潤滑，既經(jīng)濟環(huán)保又實現(xiàn)了長期免保養(yǎng)； ⑵ 高精度、高動態(tài)響應特性，主軸采用三點支撐，前后端各采用一個雙列圓柱滾子軸承，中間采用兩列成組高精度角接觸球軸承，軸承內(nèi)孔直徑100mm，使主軸獲得高剛性的同時，獲得極高的主軸回轉精度； XY 軸滾柱導軌精度高、承載大，摩擦系數(shù)僅為 ，減少機床低速爬行現(xiàn)象，定位精度好，同時獲得高的動態(tài)響應 特性； Z 軸采用雙氮氣平衡缸結構，其動態(tài)響應速度要高于傳統(tǒng)的液壓平衡結構，而且結構簡單，維護方便； ⑶ 高效率，主軸轉速可達 4000rpm，三軸快速移動可達 10m/min，切削進給速度可達 7m/min； ⑷ 加工范圍大，與同等規(guī)格機床相比較，本機床 的門寬保證了加工范圍更廣。在返修焊前必須將影響返修焊質量的焊接缺陷徹底清除。焊接時應注意防止未熔合缺陷的產(chǎn)生。 6)氣體流量 時，氣體流量一般為 6～ 15L/min；焊絲直徑大于 時，氣體 流量應取 15～ 25L/2nin。 3)焊 接電流 a．在保證母材焊透又不致燒穿的原則下，應根據(jù)母材厚度、接頭形式以及焊絲直徑正確選用焊接電流。 3)焊絲、坡口及坡口周圍 10～ 20mm 范圍內(nèi)必須保持清潔，不得有影響焊接質量的鐵銹、油污、水和涂料等異物。 挖斗的焊接中， 對于斗齒座板與斗齒座的焊接有特殊要求，焊接前要先預熱，焊后 要經(jīng)過 24 小時以上的保溫時間，這樣可以提高焊接韌性。重要的是下車架的焊接工藝順序 是挖掘機履帶架的焊接順序： 圖 2— 4 液壓挖掘機下車架的焊接順序 由于焊縫呈對稱分布，故采用對稱焊接： 上： FRH→ SRRH→ FLH→ S哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 14 RLH→ RLH→ SFLH→ RRH→ SFRH 下： RRH→ SFLH→ RLH→ SRLH→ FLH→ SRRH→ FRH→ SFRH。 它是挖掘機最重要的結構件之一，整機的工作裝置、司機室、動力等都是安裝在它之上的。以下是制定合理焊接順序的原則： ① 對稱焊縫盡量采用對稱焊接； ② 不對稱的焊縫先焊接短而小、焊縫少的一側； ③ 對于長焊縫采取分段退焊法、中間分段退焊法、跳焊法 以及交替焊法。所以，根據(jù)焊接變形的不同形式，去控制盒消除液壓挖掘機結構件的焊接變形十分重要。 焊接變形可以分為在焊接過程中發(fā)生的瞬態(tài)熱變形和在溫室條件下的殘余變形。 ⑶工作條件和使用性能，低溫工作情況使用時選用低溫用鋼焊接材料，受振動載荷和沖擊載荷的要選用強度，塑性韌性高的焊接材料。 例如： 1 焊接 Q550 鋼：選用焊絲 SLD70 或等強度工藝匹配焊材。對低溫下使用的挖掘機結合構件的焊接，其 V 型缺口沖擊值的下線要達到其規(guī)定的溫度韌性保證值，用來防止結構在負荷時脆性破損 。工藝焊接性是指材料經(jīng)焊接加工后形成完整焊接接頭的能力，通常以材料對形成例如裂紋、氣孔等焊接缺陷敏感性的大小，以及所采取的工藝措施的復雜程度來比較工藝焊接性的優(yōu)劣。一個零部件的加工工藝就是它整個的單一零件的加工工 藝過程。尤其是到了六十年代，出現(xiàn)了專門為液壓挖掘機設計的液壓技術和液壓元件，液壓挖掘機正式的踏上了蓬勃發(fā)展的道路。 國外挖掘機發(fā)展概況 在國外，挖掘機最早的雛形出現(xiàn)在十六世紀意大利的威尼斯，那時還是靠人力驅動 用于運河的疏浚工程。/h 的推土機等，還開發(fā)研制了斗容量為 179。 二十世紀八十年代末，中國的挖掘機生產(chǎn)廠家已經(jīng)突破 30 家，生產(chǎn)機型已經(jīng)有 40 余種。 正鏟挖掘機的鏟土動作形式，其特點是“前進向上，強制切土”。 挖掘機分類二：按行走的方式不同，挖掘機可分為履帶式挖掘機和輪式哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 3 挖掘機 。由剛開始的拖拉機上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機，到 今天的 拖式全回轉液壓挖掘機和履帶式全液壓挖掘機。 液壓挖掘機的整體結構比較復雜 ，整機的零部件有 3000 多件，包含機械、液壓、石油化工和電氣等行業(yè)，它的發(fā)展可以帶動這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從而影響國民經(jīng)濟的發(fā)展， 或者說液壓挖掘機的制造技術和生產(chǎn)能力也可以反映出一個國家工程機械的整體水平，從而也可以反應出該國家的裝備制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和水平。 2020 年 4 月，神鋼展出最新概念挖掘機 — 油電混合動力挖掘機。 31 機械加工工藝規(guī)程 16 焊接準備 然而液壓挖掘機的結構件的加工工藝 成為挖掘機整機質量及性能的重要決定因素 ，從結構件的組裝，焊接，到機械加工對液壓挖掘機有著重要的意義。 技術要求與主要內(nèi)容： 要掌握整個結構件的加工過程，從毛坯下料到過程加工 ，機械加工了如指掌才能對其加工工藝過程步驟做出精準的設計，對 工藝過程中難題要有良好的解決辦法，制造出高品質的零件。 21 液壓挖掘機結構件的機械加 工設備介紹 1925 年， HOLT 公司和 推土機公司合并，成立卡特彼勒公司。主要用于建筑工程中拆除和地基挖掘，水利工程中開往溝槽和疏浚河道，道路建設中路面的平整和演示的破碎，市政建設中鋪設管道和破碎路面，還有些新型挖掘機可以水下作業(yè) ，從而大大的減輕了工人繁重的體力勞動，提高了施工的機械化水平，提高了施工速度節(jié)省了施工時間，促進了各種工程項目發(fā)展 。 1873 年，可回轉 的機械式 挖掘機誕 生，但是可回轉的角度很小 ，也沒能擺脫有軌式移動。從外觀來看挖掘機由工作裝置、上部轉臺和行走機構組成。正鏟挖掘機主要用于挖掘地表以上的物料，反鏟挖掘機更多用于挖 掘地表以下的物料。 新中國剛成立時期，我國主要以測繪仿制前蘇聯(lián)二十世紀三十到四十年代的 W50 W50 W100 W1002 等型號的機械式單斗挖掘機，并由此開辟了中國挖掘機生產(chǎn)的歷史紀元。機械傳動式單斗挖掘機， 1m179。因為中國的經(jīng)濟發(fā)展迅速，國內(nèi)對液壓挖掘機的需求量也 不斷 的增加而且多樣化， 由于國有 大中型企業(yè)產(chǎn)品結構的調整，使得其他一些機械行業(yè)的制造廠商加入了液壓挖掘機的生產(chǎn)行列。二十世紀五十年代液壓技術開始應用 于 挖掘機，并出現(xiàn)的半液壓傳動的挖掘機。它是生產(chǎn)過程主要部分。 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 6 第二章 液壓挖掘機結構件分析及加工方法選擇 液壓挖掘機結構件 焊接工藝分析 液壓挖掘機結 構件用材料及其焊接性 現(xiàn)在液壓挖掘機焊接節(jié)后見所 需用的鋼材絕大多數(shù)為低碳合金鋼，其中以 Q345（ 16Mn）的 使用量 最多，其他還包括國產(chǎn)的 Q23 Q29 HQ60、 HQ100等；日本產(chǎn)的 SS400、 SM490 等；美國產(chǎn)的 T1；德國產(chǎn)的 STE690 等等。如果 CE＜ 時 ，鋼材的淬硬傾向不大，焊接性比較好，焊接前可以不預熱；如果 CE=~ 時鋼材的淬硬傾向增大，焊接前要進行與熱處理，控制焊接工藝參數(shù)、環(huán)冷或者消除擴散氫等工藝措施；如果 CE＞ 時，鋼材的淬硬傾向強，屬于難焊接鋼材，需要采取較高的余熱溫度和嚴格 的 工 藝 措 施 。 液壓挖掘機焊接材料選擇是根據(jù)結構材料的化學成分、力學性能、焊接工藝性、使用 條件 、焊接件的 結構特點 及剛性、 焊接方法 焊接設備和現(xiàn)在場環(huán)境等因素綜合考慮的 ，必要時采取試驗的方法確定 。 6 焊接 WELDOX960 鋼：選用焊絲 UnionX90 或 GM120 或等強度工藝匹配焊材。由于焊縫收縮使薄板局部引起較大的壓應力而失去穩(wěn)定性，焊后使構件呈波浪形。因此，控制焊接變形就必須控制焊接應力。特別是對于結構形式比較復雜，焊縫設計不對稱的構件，焊縫主 要集中在工件的一側時剛性固定 法 可以很好的控制焊接變形，常見的方式主要是點焊拉筋，使用剛性軸，工裝剛性制約以及依靠工件背對背相互制約變形的方法都可以達到控制焊接變形的目的。 對 液壓挖掘機 逐個 結構件 的分析及其組裝焊接方法 由于結構件的某些工藝過程基本一致像下料、打 磨去飛邊毛刺、鈑金等過程一致，就回轉平臺詳細說明，對于其它結構件只會之處其中不同之處。主要以中厚板材為主 ，焊縫比較多，而且多為坡口焊，對于焊接工藝要求比較嚴格，要制定固定的焊接順序以保證其焊接變形量。 對于斗桿動臂的組裝我們以軸套（軸套先用車床經(jīng)過粗加工，留出一定的加工量為后面焊接后的精加工做準備）為基準對它們進行組裝 ，組裝時進行點焊定形，再用焊接機器人進行焊接。 焊接準備 1)坡口形式與 尺寸坡口形式及尺寸與接頭型式、板厚、焊接位置、施工條件等因素有關，按 GB／ T9851988《氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》選用。 2)焊絲伸出長度 。 b．提高電弧電壓，可以顯著增大焊縫寬度。 2)定位焊縫應有足夠的強度，一般定位焊縫的長度和間距見表 5。 7)應經(jīng)常清理送絲軟管內(nèi)的污物。 例如大型龍門 式 數(shù)控 加工中心，臥式雙面鏜銑床 ，雙立柱加工中心等等 。使用專機加工 雖然效率比較高，但是難以滿足多品種的加工需要；采用普通設備，則需要多次安裝，因為零件尺寸比較大，安裝輔助時間比較長，并且加工精度難于保證。零件需 2次安裝才能完成所有的加工內(nèi)容。的旋轉 ,可以靈活地達到加工過程中所需 的工件位置。 圖 3— 4 數(shù)控臥式加工中心進行加工一 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 27 圖 3— 5 數(shù)控臥式加工中心進行加工二 ⑵ 主平臺的大梁采用分體式 這種設計使得這平臺的尺寸比較小，一般情況下尺寸為： 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，一臺加工中心可以滿足 2020 臺挖掘機的生產(chǎn)需要。設備一般采用立式車床和搖臂鉆床，設備投資較少。履帶式液壓挖掘機有多種用于不同場合的工作裝置，動臂和斗桿的種 類很多，尺寸差別大。 ⑵采用雙立柱加工中心進行加工雙立柱加工中心進行加工的好處在于每個立 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 31 柱均有單獨的驅動系統(tǒng)進行控制，每個立柱均可立完成各自的加工任務。因為采用合理的焊接順序，使得整體焊接后對加工精度的影響很小，能滿足其公差要求。 鏟斗 液壓挖掘機的鏟斗生產(chǎn)工藝科分為整體組焊后進行加工和焊前進行加工兩種方式，后一種方式技工方法是國內(nèi)挖掘機生產(chǎn)商普遍采用的方法。 圖 3— 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 30 動臂和斗桿都采用雙面加工的方式。 哈爾濱工業(yè)大學遠程教育本科畢業(yè)設計（論文） 29 第