【正文】 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。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（論文） 28 圖 3— ⑴ X架 根據(jù) X架產(chǎn)品的設(shè)計要求，其加工有兩種工藝方案。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。該生產(chǎn)設(shè)備投資較大，一般情況下單臺設(shè)備投資約為 120 萬美元左右。主要是針對主平臺的機(jī)械加工內(nèi)容，主平臺的加工部位有：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、與動臂及動臂油缸連接的連接孔。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。 8) 對于不合格的焊接接頭，允許返修。 3)立焊時可采用立向下焊。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 b．焊接速度應(yīng)能滿足不同種類鋼材對焊接線能量的要求。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。 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)。 主要元件有斗齒，斗齒座。 對于其下焊接基本上在胎具上完成。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。合理的焊接順序會使焊縫自由收縮，所以要焊接收縮大的焊縫以及工作時受力大的焊縫。 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件的焊接變形，會影響到生產(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。液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊縫焊接的主要設(shè)計形式是對接焊縫和角焊縫，焊接變形主要為角變形、收縮變形和扭曲變形。 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。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計（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 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)度級別的焊接材料， 對受力情況復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，有時也選用比母材強(qiáng)度級別低一級的焊接材料。 ② 焊接沖擊韌性 母材和焊接區(qū)如果有足夠的強(qiáng)度、塑形和缺口韌性，則說明焊接結(jié)構(gòu)具有可靠地使用性能。焊接性受母材、焊接方法、焊接構(gòu)件類型以及使用要求四個方面因素的影響。工藝過程又是由一個或若干個順序排列的工序組成的。雖然說初期研制的液壓挖掘機(jī)在液壓技術(shù)上有些缺陷，主要 采取的機(jī)床和飛機(jī)的液壓技術(shù) ，其液壓元件的制造質(zhì)量不穩(wěn)定和水平也達(dá)不到液壓挖掘機(jī)所需求的標(biāo)準(zhǔn)，但是液壓技術(shù)的應(yīng)用還是讓液壓挖掘機(jī)成為了新寵。當(dāng)下應(yīng)該著手研究如何運(yùn)用電液控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)操縱的自動化。的長臂挖掘機(jī)， 1000m179。從 1967 年以后，中國開始自主研制液壓挖掘機(jī)?？梢杂糜谕C(jī)作業(yè)面以下的挖掘 ，其基本作業(yè)方式有：溝端溝側(cè)挖掘、直線曲線挖掘、保持一定角度挖掘、超深溝挖掘和溝坡挖掘等 。其中電動挖掘機(jī)主要應(yīng)用在高原缺氧的與地下礦井和其他一些易燃易爆的場所。 1951 年，第一臺全液壓反鏟挖掘機(jī)由法國的 Poclain( 波克蘭 ) 工廠推出 ， 在挖掘機(jī)的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域開創(chuàng)了全新空間 。的 液壓挖掘機(jī)挖掘Ⅰ Ⅵ級土壤時，每天生產(chǎn)率相當(dāng)于 300～ 400 個工人一天的挖掘量，所以 液壓挖掘機(jī)在工程機(jī)械中有著重要的地位，由于 有時 施工環(huán)境比較惡劣， 對其機(jī)械性能要求比較高，所以說挖掘機(jī)的技術(shù)含量是比較高的 。 1957 年 5 月，小松公司推出世界上第一臺混合動力液壓挖掘機(jī)。 27 動臂和斗桿 21 對結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工工藝分類設(shè)計 16 焊接工藝參數(shù)選擇 9 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接變形控制方法 7 焊接工藝方法和裝備 6 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接工藝分析 3 國外挖掘機(jī)發(fā)展概況 進(jìn)度安排： 年 3 月 21 日至 2020 年 3 月 30 日 查資料確定論文題目、提綱起草 年 4 月 1 日至 2020 年 4 月 10 日 初稿提交 年 4 月 11 日至 2020 年 4 月 21 日 復(fù)稿提交 年 4 月 22 至 2020 年 5 月 20 日 終稿提交 年 5 月 21 日至 2020 年 5 月 24 日 指導(dǎo)教師批改論文 年 6 月 10 日至 2020 年 6 月 28 日 畢業(yè)答辯 同組設(shè)計者及分工： 指導(dǎo)教師簽字 ： ___________________ 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字 ： ___________________ 年 月 日 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 伴隨國民經(jīng)濟(jì)日益繁榮以及經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施 的完善，對我國工程機(jī)械行業(yè)有著更多的 應(yīng)用 和 需求 ，特別是液壓挖掘機(jī)有著 更多的特點(diǎn)讓它在工程機(jī)械行業(yè)有著重要的地位。本文通過對結(jié)構(gòu)加工使用的設(shè)備，下料過程，組裝過程，焊接過程，以及機(jī)械加工過程和加工方案的設(shè)計做出具體分析，以及加工的工藝規(guī)程做出了明確規(guī)定。 1 挖掘機(jī)的定義 2 挖掘機(jī)的分類 15 焊接工藝規(guī)程 51 附錄 Ⅲ 1950 年，世界上第一臺挖掘機(jī)在德國的阿特拉斯下線。 據(jù)統(tǒng)計一臺斗容量為 1m179。 1930 年，柴油機(jī)作為動力驅(qū)動的移動式挖掘機(jī)產(chǎn)生，柴油機(jī)的應(yīng)用可以說是挖掘機(jī)發(fā)展史上的一次飛躍，移動式挖掘機(jī)利用齒輪傳動技術(shù)，通過履帶進(jìn)行移動作業(yè)，遺憾是沒能擺脫回轉(zhuǎn)角度小的缺陷。 挖掘機(jī)的分類 挖掘機(jī)分類 一 ：按驅(qū)動方式有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動 挖掘機(jī)和電力驅(qū)動挖掘機(jī)兩種 。 反鏟挖掘機(jī)是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷模?其動作形式特點(diǎn)是“ 向后向下，強(qiáng)制切土 ” 。因為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求，我國先后建立了十幾家挖掘機(jī)生產(chǎn)廠。的隧道挖掘機(jī)， 4m179。 據(jù)相關(guān)人士表明，未來中國單斗液壓挖掘機(jī)應(yīng)該向全液壓的方向去發(fā)展，然而對于大型以及多斗挖掘機(jī)則因為液壓元件的制造、裝配精度要求高，以及施工現(xiàn)場維修條件差等原因，仍然以機(jī)械式為主。到二十世紀(jì)五十年代研制出了全液壓的挖掘機(jī)。例如毛坯的鑄造、鍛造和焊接；改變材料 性能的熱處理；零件的機(jī)械加工等，都屬于工藝過程。 Q345的化學(xué)成分和力學(xué)特性如下表所示： 表 2— 1 Q345的化學(xué)成分及力學(xué)特性 化學(xué) 成分 C Si Mn S P Cr Mo V Ni ≤ ≤ ～ ≤ ≤ ～ 力學(xué) 特性 抗拉強(qiáng)度Rm/Mpa 屈服強(qiáng)度Rel/Mpa 伸長率 A/% 沖擊功 Akv/J 470～ 630 345 21 鋼的焊接性是指鋼對焊接加工的適應(yīng)性，即在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)良焊接接頭的難易程度（工藝焊接性），以及材料在施工條件下，焊接成按規(guī)定要求設(shè)計的構(gòu)件，并滿足預(yù)先服役要求的能力（使用焊接性）。 挖 掘 機(jī) 主 要 用 鋼 為 Q345 ， , 其 碳 當(dāng) 量 計 算 值 為CE=++＜ ，所以說挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件部分的焊接性較好，焊接冷裂紋敏感性較小，不需要采取預(yù)熱和緩冷等工藝措施。表 2— 3列出了挖掘機(jī)焊接結(jié)構(gòu)件常用材 料的力學(xué)性能。 7 焊接 WELDOX1100 鋼：選用焊絲 UnionX90 或 GM120 或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。錯邊變形 — 焊接過程中，由于兩塊板材的熱膨脹系數(shù)不同，可能引起長度方向或者 厚度方向上的錯邊。按常理來說，在焊接方法確定的可以從兩方面考慮改善：①將結(jié)構(gòu)件固定，組織起變形，然后經(jīng)過拋丸，整體人處理等后續(xù)工序處理方法是應(yīng)力釋放；②使結(jié)構(gòu)件不受拘束而自由收縮，使其 釋放應(yīng)力后的工件尺寸達(dá)到設(shè)計要求。 ⑶制定合理的焊接順序：焊接件的焊接順序會給焊接結(jié)構(gòu)件帶來很大的影響，所以要針對不同的結(jié)構(gòu)形式制定合理的焊接順序。 對回轉(zhuǎn)平臺（上車架）的 工藝 設(shè)計 分析及其組裝焊接 回轉(zhuǎn)平臺（上車架）主要由三部分構(gòu)成：左架，右架和回轉(zhuǎn)支撐架。 其上還有鏈軌護(hù)板， 也是簡單的結(jié)構(gòu)件， 用以保護(hù)履帶上黏著的泥土影響履帶的運(yùn)動。如下面兩圖所示： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 2— 6 斗桿焊接機(jī)器人 圖 2— 7 動臂焊接機(jī)器人 對挖斗的工藝設(shè)計分析及其組裝焊接 挖斗是挖掘機(jī)直接執(zhí)行工況的易損元件，所以挖斗的斗型、強(qiáng)度、焊縫、板材等參數(shù)直接決定其使用壽命。平焊位置施焊，若焊槍噴嘴不需伸入坡口時，坡口角度應(yīng)選下限。 表 2— 1 母材厚度與焊絲直徑對照表 母材厚度 /mm ≤ 4 ＞ 4 焊絲直徑 /mm ～ ～ 焊絲伸出長度與焊絲直徑、焊接電流及焊接電壓有關(guān)。 5)焊接速度 a．半自動焊時，焊接速度一般不超過 30m/h；自動焊時，焊接速度不超過 90m/h。如發(fā)現(xiàn)定位焊縫有夾渣、氣孔和裂紋等缺陷，應(yīng)將缺陷部分除盡后再補(bǔ)焊。半自動焊接時，送絲軟管的曲率半徑不得小于 150mm。 龍門式數(shù)控加工中心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ⑴ 高剛性、長久的精度保持性，機(jī)床主要大件：底座、工作臺、立柱、橫梁、滑座、滑枕均采用優(yōu)質(zhì)樹脂砂造型、高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鑄鐵，具有完善的熱處理工藝過程來消除殘余應(yīng)力，并布置足夠的加強(qiáng)筋板，保證整機(jī)具有足夠的強(qiáng)度、剛性和高穩(wěn)定性； XY 軸采用進(jìn)口重載滾柱導(dǎo)軌，剛性強(qiáng)、動態(tài)精度佳；三軸傳動采用臺灣產(chǎn)大直徑研磨雙螺母滾珠絲桿，結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動平穩(wěn)、精度高?；剞D(zhuǎn)平臺由三大部件組成 ：主平臺、左側(cè)平臺、右側(cè)平臺。小哈爾濱工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 松山推、 山重建機(jī) 、徐州卡特等公司均采用這種加工方法。液壓翻轉(zhuǎn)夾具裝上工件后的夾緊命令由程序控制指令來完成 (靠輔助指令 M代碼實(shí)現(xiàn) )。 行走架（下車架） 行走架一般采用焊前加工，加工零件分為三部分： X 架、行走減速及安裝座、履帶架。 ⑶ 履帶架 履帶架根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計要求，其加工有兩種工藝方案。如圖所示其結(jié)構(gòu)圖。雙立柱加工中心帶有刀庫，根據(jù)動臂和斗桿的加工內(nèi)容， 最多需配 30 把刀。這種假工方法的優(yōu)點(diǎn)是：小部件鏜孔易于找正、裝夾，同時也大大縮短了鏜桿的行程，是加工更方便快捷，提高了實(shí)際生產(chǎn)效