淺談挖掘機結構件機械加工工藝

陳清

摘要：針對挖掘機正向大型和超大型化方向發展的現狀，結合實踐經驗，對目前履帶作為挖掘機行業中焊接結構件的機械加工工藝進行了分析。

關鍵詞：挖掘機；結構件；機械加工工藝

履帶作為挖掘機結構件，是產品的主要部分，也是各主機廠制造的關鍵零件。下面就挖掘機各主要結構件機械加工工藝進行分析。

1回轉平臺

挖掘機回轉平臺是挖掘機的上車部分，其質量的好壞直接影響整機的性能和外觀質量，必須建立起高精度的設備來保證零件的質量。用專機加工雖然效率高，但難以滿足多品種的需要；采用普通設備，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。

回轉平臺主要由三大部件組成，即主平臺、左側平臺、右側平臺。主要加工內容是主平臺，主平臺的加工部位有：與回轉支承的結合面、回轉減速機的安裝面及安裝孔、與動臂及動臂油缸連接的連接孔。挖掘機上車和下車是通過回轉平臺相結合的。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。根據產品設計要求，有以下幾種加工方法：

（1）主平臺的大梁采用整體式

該種設計方式使得主平臺尺寸較大，一般情況下零件尺寸為：1330mm×3270mm，為了保證產品的質量和提高生產效率，可以采用以下兩種方式進行加工[1]。

第一種方式：采用龍門式加工中心（五面體）進行加工。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。該生產設備投資較大，一般情況下單臺設備投資約為120萬美元左右。單個零件的加工約為 2h，如果年產量大于2000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床（Z3080）上進行加工，可節約設備投資。

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

（2）主平臺的大梁采用分體式

這種設計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臺挖掘機生產的需要。

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、行走減速機安裝座、履帶架。

（1）X架

X 架根據產品的設計要求，其加工有兩種工藝方案。

第一種工藝方案：回轉支承聯結體與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行面的加工，螺紋孔采用搖臂鉆床進行加工。這種方法設備投資少，山東眾有、廣西柳工股份挖掘機分廠、常州現代公司都采用這種工藝方法。

第二種工藝方案：回轉支承聯結體與X架拼焊后加工，拼焊后零件比較大，對機床要求也比較大，安裝、加工較費時，一般都采用龍門加工中心進行加工，設備投資較大，合肥日立挖掘機公司、徐州卡特都采用這種方式[2]。

（2）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。采用的設備一般為立式車床和搖臂鉆床，設備投資少。

（3）履帶架

履帶架根據產品的設計要求，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，焊接后不再進行支重輪、托鏈輪安裝面加工，U形梁拼焊單獨加工，支重輪、托鏈輪安裝螺栓孔采用鉆模進行加工，不需鉆前劃線加工。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、常州現代公司都采用這種工藝方法。

第二種工藝方案：行走減速機安裝座、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，對機床要求也比較大，安裝、加工較費時，焊接后進行支重輪、托鏈輪安裝面加工，支重輪、托鏈輪安裝螺栓孔采用鉆模進行加工，不需鉆前劃線加工。一般都采用龍門加工中心進行加工，設備投資較大，合肥日立挖掘機公司、徐州卡特都采用這種方式。

3鏟斗

電鏟鏟斗結構是正鏟，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動；卷筒旋轉帶動鋼絲繩來完成鏟斗的上下方向的運動；推壓和提升2個動作相互配合；就可以完成物料的挖掘。

（1）整體組焊后進行加工

這種工藝方案的優點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效率和按節拍組織流水線生產。由于相對剛度大，有利于減少焊接變形，縮短起吊運輸工作時間。缺點是整體焊接難以實現焊接自動化，鏟斗焊接完成后整體在雙面臥式鏜銑床或專用機床上進行加工，工件吊裝、找正和裝夾很煩瑣，同時由于側板干涉，使得鏜桿行程過長，致使加工難度增加，而且設備投資較大。

（2）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，加工后再與其它部件總體拼焊。由于其余焊縫大多呈對稱狀態分布在其兩側，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。這種加工方法的優點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，提高了生產效率，設備投資小，在一般的臥式鏜床上就可以進行加工[3]。

4結束語

目前我國挖掘機研究開發已經取得了重大的突破，200-300t大型挖掘機的樣機已經問世并投入使用，關于挖掘機重點結構件的制備和加工方法，以及如何選用經濟合理的加工設備和裝夾方案，還需進一步的研究。

參考文獻：

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

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

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