浅谈挖掘机结构件机械加工工艺

陈清

摘要：针对挖掘机正向大型和超大型化方向发展的现状，结合实践经验，对目前履带作为挖掘机行业中焊接结构件的机械加工工艺进行了分析。

关键词：挖掘机；结构件；机械加工工艺

履带作为挖掘机结构件，是产品的主要部分，也是各主机厂制造的关键零件。下面就挖掘机各主要结构件机械加工工艺进行分析。

1回转平台

挖掘机回转平台是挖掘机的上车部分，其质量的好坏直接影响整机的性能和外观质量，必须建立起高精度的设备来保证零件的质量。用专机加工虽然效率高，但难以满足多品种的需要；采用普通设备，则需多次安装，由于零件的尺寸较大，零件的安装辅助时间较长，加工精度很难保证。

回转平台主要由三大部件组成，即主平台、左侧平台、右侧平台。主要加工内容是主平台，主平台的加工部位有：与回转支承的结合面、回转减速机的安装面及安装孔、与动臂及动臂油缸连接的连接孔。挖掘机上车和下车是通過回转平台相结合的。动臂及动臂油缸连接的两个连接孔的平行度为0.001mm，两孔的同轴度为φ0.001mm。根据产品设计要求，有以下几种加工方法：

（1）主平台的大梁采用整体式

该种设计方式使得主平台尺寸较大，一般情况下零件尺寸为：1330mm×3270mm，为了保证产品的质量和提高生产效率，可以采用以下两种方式进行加工[1]。

第一种方式：采用龙门式加工中心（五面体）进行加工。龙门加工中心可带有交换工作台，一个零件安装，另一个零件在加工，可节省零件的安装、检测时间。零件需2次安装才能完成所有的加工内容。小松山推、山东众有、徐州卡特等公司均采用这种加工方法。该生产设备投资较大，一般情况下单台设备投资约为120万美元左右。单个零件的加工约为 2h，如果年产量大于2000台，可以把回转支撑支承的结合面和回转减速机安装面的螺栓孔拿下来，定位孔在龙门加工中心进行加工，其余螺栓孔放在摇臂钻床（Z3080）上进行加工，可节约设备投资。

第二种方式：采用卧式加工中心（双工作台）进行加工。采用这种方式加工，零件需立起来装夹，被加工部位离机床的工作台面为1360mm，使得零件的夹具设计要求刚性强度大，零件装夹较上一种生产方式更困难，零件一次装夹可完成所有加工内容。

（2）主平台的大梁采用分体式

这种设计使得主平台的尺寸较小，一般情况下零件尺寸为：1330mm×500mm，在普通的卧式加工中心上即可进行加工，卧式加工中心可带有交换工作台，一台加工中心可满足2000台挖掘机生产的需要。

2行走架

行走架一般采用焊前加工，其加工零件可分为三部分，即X架、行走减速机安装座、履带架。

（1）X架

X 架根据产品的设计要求，其加工有两种工艺方案。

第一种工艺方案：回转支承联结体与X架拼焊前加工。该零件属于圆盘类零件，比较适合采用立式车床进行面的加工，螺纹孔采用摇臂钻床进行加工。这种方法设备投资少，山东众有、广西柳工股份挖掘机分厂、常州现代公司都采用这种工艺方法。

第二种工艺方案：回转支承联结体与X架拼焊后加工，拼焊后零件比较大，对机床要求也比较大，安装、加工较费时，一般都采用龙门加工中心进行加工，设备投资较大，合肥日立挖掘机公司、徐州卡特都采用这种方式[2]。

（2）行走减速机安装座

一般情况下采用行走减速机安装座与U形梁拼焊前进行加工的方案，焊接后不再进行加工。采用的设备一般为立式车床和摇臂钻床，设备投资少。

（3）履带架

履带架根据产品的设计要求，其加工有两种工艺方案。

第一种工艺方案：涨紧装置支架与U形梁拼焊后组成履带架，焊接后不再进行支重轮、托链轮安装面加工，U形梁拼焊单独加工，支重轮、托链轮安装螺栓孔采用钻模进行加工，不需钻前划线加工。这种方法设备投资少，小松山推、山东临工挖掘机分厂、广西柳工股份挖掘机分厂、常州现代公司都采用这种工艺方法。

第二种工艺方案：行走减速机安装座、涨紧装置支架与U形梁拼焊后组成履带架，拼焊后零件比较大，对机床要求也比较大，安装、加工较费时，焊接后进行支重轮、托链轮安装面加工，支重轮、托链轮安装螺栓孔采用钻模进行加工，不需钻前划线加工。一般都采用龙门加工中心进行加工，设备投资较大，合肥日立挖掘机公司、徐州卡特都采用这种方式。

3铲斗

电铲铲斗结构是正铲，刚性地固定在斗杆上。斗杆与起重臂之间通过鞍座固定，齿轮-齿条推压来完成铲斗水平方向的运动；卷筒旋转带动钢丝绳来完成铲斗的上下方向的运动；推压和提升2个动作相互配合；就可以完成物料的挖掘。

（1）整体组焊后进行加工

这种工艺方案的优点在于能保证装配的一致性，保证装配的精度。装配、焊接工序分开，有利于提高各工种生产效率和按节拍组织流水线生产。由于相对刚度大，有利于减少焊接变形，缩短起吊运输工作时间。缺点是整体焊接难以实现焊接自动化，铲斗焊接完成后整体在双面卧式镗铣床或专用机床上进行加工，工件吊装、找正和装夹很烦琐，同时由于侧板干涉，使得镗杆行程过长，致使加工难度增加，而且设备投资较大。

（2）铲斗焊前进行加工

将铲斗的后板、立板与加强板组焊后，作为小部件进行加工，加工后再与其它部件总体拼焊。由于其余焊缝大多呈对称状态分布在其两侧，只要采用合适的焊接顺序，整体焊接后对加工精度影响很小，能满足其公差要求。这种加工方法的优点在于小部件镗孔易于找正、装夹，同时也缩短了镗杆的行程，使加工更方便，提高了生产效率，设备投资小，在一般的卧式镗床上就可以进行加工[3]。

4结束语

目前我国挖掘机研究开发已经取得了重大的突破，200-300t大型挖掘机的样机已经问世并投入使用，关于挖掘机重点结构件的制备和加工方法，以及如何选用经济合理的加工设备和装夹方案，还需进一步的研究。

参考文献：

[1]陶杰，李学思，张峰，高锋.履带式挖掘机上车架机加工方案分析[J].工程机械与维修，2014（06）：131-132.

[2]刘启锋，于永康.挖掘机回转支撑架焊接质量的工艺控制[J].金属加工（热加工），2014（14）：53-54.

[3]王德军，付庆龙.SWE90E型挖掘机动臂铰接孔机加工坐标寻求方法[J].工程机械，2016（10）：48-53，7.endprint