淺談挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工工藝

陳清

摘要：針對挖掘機(jī)正向大型和超大型化方向發(fā)展的現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對目前履帶作為挖掘機(jī)行業(yè)中焊接結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工工藝進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)；結(jié)構(gòu)件；機(jī)械加工工藝

履帶作為挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件，是產(chǎn)品的主要部分，也是各主機(jī)廠制造的關(guān)鍵零件。下面就挖掘機(jī)各主要結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工工藝進(jìn)行分析。

1回轉(zhuǎn)平臺

挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)平臺是挖掘機(jī)的上車部分，其質(zhì)量的好壞直接影響整機(jī)的性能和外觀質(zhì)量，必須建立起高精度的設(shè)備來保證零件的質(zhì)量。用專機(jī)加工雖然效率高，但難以滿足多品種的需要；采用普通設(shè)備，則需多次安裝，由于零件的尺寸較大，零件的安裝輔助時間較長，加工精度很難保證。

回轉(zhuǎn)平臺主要由三大部件組成，即主平臺、左側(cè)平臺、右側(cè)平臺。主要加工內(nèi)容是主平臺，主平臺的加工部位有：與回轉(zhuǎn)支承的結(jié)合面、回轉(zhuǎn)減速機(jī)的安裝面及安裝孔、與動臂及動臂油缸連接的連接孔。挖掘機(jī)上車和下車是通過回轉(zhuǎn)平臺相結(jié)合的。動臂及動臂油缸連接的兩個連接孔的平行度為0.001mm，兩孔的同軸度為φ0.001mm。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，有以下幾種加工方法：

（1）主平臺的大梁采用整體式

該種設(shè)計(jì)方式使得主平臺尺寸較大，一般情況下零件尺寸為：1330mm×3270mm，為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，可以采用以下兩種方式進(jìn)行加工[1]。

第一種方式：采用龍門式加工中心（五面體）進(jìn)行加工。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。零件需2次安裝才能完成所有的加工內(nèi)容。小松山推、山東眾有、徐州卡特等公司均采用這種加工方法。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。單個零件的加工約為 2h，如果年產(chǎn)量大于2000臺，可以把回轉(zhuǎn)支撐支承的結(jié)合面和回轉(zhuǎn)減速機(jī)安裝面的螺栓孔拿下來，定位孔在龍門加工中心進(jìn)行加工，其余螺栓孔放在搖臂鉆床（Z3080）上進(jìn)行加工，可節(jié)約設(shè)備投資。

第二種方式：采用臥式加工中心（雙工作臺）進(jìn)行加工。采用這種方式加工，零件需立起來裝夾，被加工部位離機(jī)床的工作臺面為1360mm，使得零件的夾具設(shè)計(jì)要求剛性強(qiáng)度大，零件裝夾較上一種生產(chǎn)方式更困難，零件一次裝夾可完成所有加工內(nèi)容。

（2）主平臺的大梁采用分體式

這種設(shè)計(jì)使得主平臺的尺寸較小，一般情況下零件尺寸為：1330mm×500mm，在普通的臥式加工中心上即可進(jìn)行加工，臥式加工中心可帶有交換工作臺，一臺加工中心可滿足2000臺挖掘機(jī)生產(chǎn)的需要。

2行走架

行走架一般采用焊前加工，其加工零件可分為三部分，即X架、行走減速機(jī)安裝座、履帶架。

（1）X架

X 架根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，其加工有兩種工藝方案。

第一種工藝方案：回轉(zhuǎn)支承聯(lián)結(jié)體與X架拼焊前加工。該零件屬于圓盤類零件，比較適合采用立式車床進(jìn)行面的加工，螺紋孔采用搖臂鉆床進(jìn)行加工。這種方法設(shè)備投資少，山東眾有、廣西柳工股份挖掘機(jī)分廠、常州現(xiàn)代公司都采用這種工藝方法。

第二種工藝方案：回轉(zhuǎn)支承聯(lián)結(jié)體與X架拼焊后加工，拼焊后零件比較大，對機(jī)床要求也比較大，安裝、加工較費(fèi)時，一般都采用龍門加工中心進(jìn)行加工，設(shè)備投資較大，合肥日立挖掘機(jī)公司、徐州卡特都采用這種方式[2]。

（2）行走減速機(jī)安裝座

一般情況下采用行走減速機(jī)安裝座與U形梁拼焊前進(jìn)行加工的方案，焊接后不再進(jìn)行加工。采用的設(shè)備一般為立式車床和搖臂鉆床，設(shè)備投資少。

（3）履帶架

履帶架根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，其加工有兩種工藝方案。

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。這種方法設(shè)備投資少，小松山推、山東臨工挖掘機(jī)分廠、廣西柳工股份挖掘機(jī)分廠、常州現(xiàn)代公司都采用這種工藝方法。

第二種工藝方案：行走減速機(jī)安裝座、漲緊裝置支架與U形梁拼焊后組成履帶架，拼焊后零件比較大，對機(jī)床要求也比較大，安裝、加工較費(fèi)時，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。一般都采用龍門加工中心進(jìn)行加工，設(shè)備投資較大，合肥日立挖掘機(jī)公司、徐州卡特都采用這種方式。

3鏟斗

電鏟鏟斗結(jié)構(gòu)是正鏟，剛性地固定在斗桿上。斗桿與起重臂之間通過鞍座固定，齒輪-齒條推壓來完成鏟斗水平方向的運(yùn)動；卷筒旋轉(zhuǎn)帶動鋼絲繩來完成鏟斗的上下方向的運(yùn)動；推壓和提升2個動作相互配合；就可以完成物料的挖掘。

（1）整體組焊后進(jìn)行加工

這種工藝方案的優(yōu)點(diǎn)在于能保證裝配的一致性，保證裝配的精度。裝配、焊接工序分開，有利于提高各工種生產(chǎn)效率和按節(jié)拍組織流水線生產(chǎn)。由于相對剛度大，有利于減少焊接變形，縮短起吊運(yùn)輸工作時間。缺點(diǎn)是整體焊接難以實(shí)現(xiàn)焊接自動化，鏟斗焊接完成后整體在雙面臥式鏜銑床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上進(jìn)行加工，工件吊裝、找正和裝夾很煩瑣，同時由于側(cè)板干涉，使得鏜桿行程過長，致使加工難度增加，而且設(shè)備投資較大。

（2）鏟斗焊前進(jìn)行加工

將鏟斗的后板、立板與加強(qiáng)板組焊后，作為小部件進(jìn)行加工，加工后再與其它部件總體拼焊。由于其余焊縫大多呈對稱狀態(tài)分布在其兩側(cè)，只要采用合適的焊接順序，整體焊接后對加工精度影響很小，能滿足其公差要求。這種加工方法的優(yōu)點(diǎn)在于小部件鏜孔易于找正、裝夾，同時也縮短了鏜桿的行程，使加工更方便，提高了生產(chǎn)效率，設(shè)備投資小，在一般的臥式鏜床上就可以進(jìn)行加工[3]。

4結(jié)束語

目前我國挖掘機(jī)研究開發(fā)已經(jīng)取得了重大的突破，200-300t大型挖掘機(jī)的樣機(jī)已經(jīng)問世并投入使用，關(guān)于挖掘機(jī)重點(diǎn)結(jié)構(gòu)件的制備和加工方法，以及如何選用經(jīng)濟(jì)合理的加工設(shè)備和裝夾方案，還需進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶杰，李學(xué)思，張峰，高鋒.履帶式挖掘機(jī)上車架機(jī)加工方案分析[J].工程機(jī)械與維修，2014（06）：131-132.

[2]劉啟鋒，于永康.挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)支撐架焊接質(zhì)量的工藝控制[J].金屬加工（熱加工），2014（14）：53-54.

[3]王德軍，付慶龍.SWE90E型挖掘機(jī)動臂鉸接孔機(jī)加工坐標(biāo)尋求方法[J].工程機(jī)械，2016（10）：48-53，7.endprint