【正文】 因?yàn)椴捎煤侠淼暮附禹樞?，使得整體焊接后對(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。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)。 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。 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)。 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— 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、補(bǔ)償功能。 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。履帶式液壓挖掘機(jī)有多種用于不同場合的工作裝置，動(dòng)臂和斗桿的種 類很多，尺寸差別大。 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)。 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。 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。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：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。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。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。 圖 3— 4 數(shù)控臥式加工中心進(jìn)行加工一 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） 27 圖 3— 5 數(shù)控臥式加工中心進(jìn)行加工二 ⑵ 主平臺(tái)的大梁采用分體式 這種設(shè)計(jì)使得這平臺(tái)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(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。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)投資較上一種小（ 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。 第二種方式：采用臥式加工中心 (雙工作臺(tái) )進(jìn)行加工 采用此種方式加工，零件在裝夾時(shí)需要立起來，如圖所示，被加工部位里機(jī)床的工作臺(tái)面為 1360mm，使得零件的夾具設(shè)計(jì)要求剛性強(qiáng)度極大，零件裝夾與上一種相比較生產(chǎn)方式更困難，零件一次裝夾可完成所 有加工內(nèi)容。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。的旋轉(zhuǎn) ,可以靈活地達(dá)到加工過程中所需 的工件位置。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內(nèi)容的加工。 采用該 種加工方法除了可以適應(yīng)中型挖掘機(jī)產(chǎn)品主平臺(tái)的需求外，還可以適應(yīng)大型挖掘機(jī)主平臺(tái)的加工，加工柔性較好。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。零件需 2次安裝才能完成所有的加工內(nèi)容。 第一種方式：采用龍門式加工中心（五面體）進(jìn)行加工。動(dòng)臂及動(dòng)臂油缸連接的 連接 孔的平行度為 ，兩個(gè)孔的同軸度為Ф 。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。使用專機(jī)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(shè)備，則需要多次安裝，因?yàn)榱慵叽绫容^大，安裝輔助時(shí)間比較長，并且加工精度難于保證。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： 。 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） 22 圖 3— 1 龍門式數(shù)控加工中心 臥式鏜銑床 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ⑴主要部件是主軸箱，安裝在立柱側(cè)面，采用雙立柱的熱對(duì)稱結(jié)構(gòu) ,將主軸箱置于立柱中間的最大特點(diǎn)是剛性、平衡性、散熱性能好，為主軸箱高速運(yùn)行提供了可靠保證； ⑵臥式數(shù)控鏜銑床主軸系統(tǒng)采用現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)速高，運(yùn)行速度快，高效、高精的優(yōu)點(diǎn)； ⑶鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限，可進(jìn)行深孔加工，且功率大，可進(jìn)行滿負(fù)荷加工，效率高； 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） 23 圖 3— 2 臥式鏜銑床 臥式對(duì)頭鏜銑床 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ⑴ 有二套數(shù)控系統(tǒng)可分別控制的雙面刨臺(tái)臥式帶滑枕的銑鏜床。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。 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 。 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。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)按產(chǎn)品要求嚴(yán)格限制返修次數(shù)。 8) 對(duì)于不合格的焊接接頭，允許返修。 7)應(yīng)經(jīng)常清理送絲軟管內(nèi)的污物。 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。 4)保護(hù)氣體應(yīng)有足夠的流量并保持層流 ，應(yīng)及時(shí)清除附在導(dǎo)電嘴和噴嘴上的飛濺物，確保好的保護(hù)效果。 3)立焊時(shí)可采用立向下焊。 2)定位焊縫應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，一般定位焊縫的長度和間距見表 5。 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。 b．焊接電流越大，焊接速度越高，在室外焊接以及仰焊時(shí)，應(yīng)采用較大的氣體流量。 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。 b．提高電弧電壓，可以顯著增大焊縫寬度。 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。 b．各種直徑焊絲的常用的焊接電流范圍見 下 表 。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)焊絲伸出長度 。工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)存檔備查。 4)應(yīng)根據(jù)工藝評(píng)定試驗(yàn)的結(jié)果編制產(chǎn)品的焊接工藝，以確定是否焊前預(yù)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） 17 熱、預(yù)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。 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)。 焊接準(zhǔn)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(guān)，按 GB／ T9851988《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》選用。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)。 在組裝時(shí)，一般以側(cè)刃板為基準(zhǔn)，用卷板機(jī)對(duì)斗內(nèi)板成形，然后點(diǎn)焊組裝各個(gè)零件。 主要元件有斗齒，斗齒座。 對(duì)于斗桿動(dòng)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(zhǔn)備）為基準(zhǔn)對(duì)它們進(jìn)行組裝 ，組裝時(shí)進(jìn)行點(diǎn)焊定形，再用焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接。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。采用這樣的焊接順序可以有