挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件加工過程分析與加工工藝的設(shè)計(jì)論文

1、 .遠(yuǎn)程教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件加工過程分 析與加工工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 習(xí) 中 心 威 海 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化 層 次 專 升 本 學(xué) 生 王 恩 亮 班 號(hào) 0810 學(xué) 號(hào) 7 指 導(dǎo) 教 師 邵 東 向 答 辯 日 期工業(yè)大學(xué)工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語： 王恩亮 班號(hào)： 0810 學(xué)號(hào)：7專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化 層次：專升本 學(xué)習(xí)中心： 威海 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件加工過程分析與加工工藝設(shè)計(jì) 工作起止日期： 2013 年 3 月 21 日起 2013 年 5 月 20 日止指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況、完成質(zhì)量的評(píng)價(jià)意見：指導(dǎo)教師

2、簽字： 指導(dǎo)教師職稱：評(píng)閱人評(píng)閱意見：評(píng)閱教師簽字： 評(píng)閱教師職稱：答辯委員會(huì)評(píng)語：根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況，答辯委員會(huì)作出如下評(píng)定：學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯成績?cè)u(píng)定為：對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的特殊評(píng)語：答辯委員會(huì)主 任（簽字）： 職 稱：答辯委員會(huì)副主任（簽字）：答辯委員會(huì)委 員（簽字）：年 月 日工業(yè)大學(xué)遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 姓 名：王恩亮 學(xué)習(xí)中心：威海 班 號(hào)： 0810 層 次：專升本 學(xué) 號(hào)：7 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化 任務(wù)起止日期： 2013 年 3 月21 日至 2013 年 5 月 20 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件加工過程分析與

3、加工工藝設(shè)計(jì) 立題的目的和意義：挖掘機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展道路上有著重要的地位，而挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件是挖掘機(jī)重要的組成部分，高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)件成為挖掘機(jī)整機(jī)質(zhì)量與性能的重要決定因素。本文通過對(duì)結(jié)構(gòu)件的焊接工藝和機(jī)械加工工藝分析，設(shè)計(jì)出最省時(shí)省力的工藝過程，讓生產(chǎn)以最小的成本，制造出最高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)件，使整機(jī)的適應(yīng)能力進(jìn)一步加強(qiáng)。 技術(shù)要求與主要容：要掌握整個(gè)結(jié)構(gòu)件的加工過程，從毛坯下料到過程加工，機(jī)械加工了如指掌才能對(duì)其加工工藝過程步驟做出精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，對(duì)工藝過程中難題要有良好的解決辦法，制造出高品質(zhì)的零件。本文通過對(duì)結(jié)構(gòu)加工使用的設(shè)備，下料過程，組裝過程，焊接過程，以與機(jī)械加工過程和加工方案的設(shè)計(jì)做出具體分析

4、，以與加工的工藝規(guī)程做出了明確規(guī)定。進(jìn)度安排：1.2013年3月21日至2013年3月30日 查資料確定論文題目、提綱起草2.2013年4月1日至2013年4月10日 初稿提交3.2013年4月11日至2013年4月21日 復(fù)稿提交4.2013年4月22至2013年5月20日 終稿提交5.2013年5月21日至2013年5月24日 指導(dǎo)教師批改論文6.2013年6月10日至2013年6月28日 畢業(yè)答辯同組設(shè)計(jì)者與分工：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54 / 62摘 要 伴隨國民經(jīng)濟(jì)日益繁榮以與經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施的完善，對(duì)我國工程機(jī)械行業(yè)有著更多的應(yīng)用和

5、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。然而液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)件的加工工藝成為挖掘機(jī)整機(jī)質(zhì)量與性能的重要決定因素，從結(jié)構(gòu)件的組裝，焊接，到機(jī)械加工對(duì)液壓挖掘機(jī)有著重要的意義。本文主要從液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件的組裝工藝，焊接工藝和機(jī)械加工工藝以與部分設(shè)備對(duì)其進(jìn)行加工的設(shè)計(jì)分析。通過實(shí)踐證明制定一個(gè)正確而簡便的加工工藝能讓我們花去最少的時(shí)間，用最小的力氣，耗費(fèi)最少的資金打造出耐用的結(jié)構(gòu)件，從而大大的提高了液壓挖掘機(jī)的穩(wěn)定性和使用壽命。關(guān)鍵詞液壓挖掘機(jī)；結(jié)構(gòu)件；焊接工藝；機(jī)械加工工藝；目 錄摘要I目錄II第一章緒論11.1液壓挖掘機(jī)的發(fā)展史11.2挖掘機(jī)的定義21.3挖掘機(jī)的構(gòu)

6、成21.4挖掘機(jī)的分類21.5 國外液壓挖掘機(jī)的發(fā)展概況31.5.1國液壓挖掘機(jī)發(fā)展概況31.5.2 國外挖掘機(jī)發(fā)展概況41.6設(shè)計(jì)加工工藝概敘51.7 本章小結(jié)5第二章液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件分析與加工方法選擇62.1 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接工藝分析62.1.1 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件用材料與其焊接性62.1.2焊接材料選擇72.1.3 焊接工藝方法和裝備92.1.4液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接變形形式92.1.5 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接變形控制方法102.2 對(duì)液壓挖掘機(jī)逐個(gè)結(jié)構(gòu)件的分析與其組裝焊接方法112.2.1 對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)（上車架）的工藝設(shè)計(jì)分析與其組裝焊接112.2.2 對(duì)行走架（下車架）工藝設(shè)計(jì)分析與其組

7、裝焊接方法132.2.3對(duì)動(dòng)臂和斗桿的工藝設(shè)計(jì)分析與其組裝焊接142.2.4對(duì)挖斗的工藝設(shè)計(jì)分析與其組裝焊接152.3 焊接工藝規(guī)程162.3.1 焊接準(zhǔn)備162.3.2 焊接工藝參數(shù)選擇172.3.3 焊接過程202.4本章小結(jié)20第三章結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工工藝分析設(shè)計(jì)213.1 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工設(shè)備介紹213.2 對(duì)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工工藝分類設(shè)計(jì)243.2.1 回轉(zhuǎn)平臺(tái)（上車架）243.2.2 行走架（下車架）273.2.3 動(dòng)臂和斗桿293.2.4 鏟斗313.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程313.4本章小結(jié)37結(jié)論38參考文獻(xiàn)39致40附錄41附錄51附錄52第一章 緒論1.1液壓挖掘機(jī)的發(fā)展

8、史全球知名的工程機(jī)械的發(fā)展簡史：1842年，凱斯公司成立1904年，卡特彼勒前身HOLT研制第一臺(tái)蒸汽動(dòng)力履帶推土機(jī)。1919年，阿特拉斯在德國成立1921年5月13日，小松制作所在東京成立。1925年，HOLT公司和C.L.BEST推土機(jī)公司合并，成立卡特彼勒公司。1950年，世界上第一臺(tái)挖掘機(jī)在德國的阿特拉斯下線。1957年5月，小松公司推出世界上第一臺(tái)混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)。2006年4月，神鋼展出最新概念挖掘機(jī)油電混合動(dòng)力挖掘機(jī)。在國際上曾經(jīng)合作過的知名工程機(jī)械企業(yè)：P&H與KOBELCO,LINGK-BELT與SUMITOMO,CATERPILLAR與MITSUBISHI。液壓挖

9、掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)的基礎(chǔ)上蓬勃發(fā)展的，其工作過程是利用鏟斗的切削刃切削土壤石方等裝滿鏟斗后提升，回轉(zhuǎn)至裝卸位置，卸空鏟斗后重新回到挖掘位置開始下次周期作業(yè)的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，在交通運(yùn)輸、民用建筑、礦山開采、市政工程、現(xiàn)代軍事化工程等場(chǎng)所有著重要的工作地位。主要用于建筑工程中拆除和地基挖掘，水利工程中開往溝槽和疏浚河道，道路建設(shè)中路面的平整和演示的破碎，市政建設(shè)中鋪設(shè)管道和破碎路面，還有些新型挖掘機(jī)可以水下作業(yè)，從而大大的減輕了工人繁重的體力勞動(dòng)，提高了施工的機(jī)械化水平，提高了施工速度節(jié)省了施工時(shí)間，促進(jìn)了各種工程項(xiàng)目發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)一臺(tái)斗容量為1m³的液壓挖掘機(jī)挖掘-級(jí)土

10、壤時(shí)，每天生產(chǎn)率相當(dāng)于300400個(gè)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(shí)施工環(huán)境比較惡劣，對(duì)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。液壓挖掘機(jī)的整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，整機(jī)的零部件有3000多件，包含機(jī)械、液壓、石油化工和電氣等行業(yè)，它的發(fā)展可以帶動(dòng)這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從而影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，或者說液壓挖掘機(jī)的制造技術(shù)和生產(chǎn)能力也可以反映出一個(gè)國家工程機(jī)械的整體水平，從而也可以反應(yīng)出該國家的裝備制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和水平。在未來挖掘機(jī)行業(yè)必然有著飛躍性的發(fā)展，像遙控液壓挖掘機(jī)，自響，對(duì)國家來說也會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。挖掘機(jī)的發(fā)展距今已經(jīng)有170多年的歷史了,期間經(jīng)歷了

11、由蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)，利用杠桿原理驅(qū)動(dòng)斗回轉(zhuǎn)的有軌挖掘機(jī)，到由電力驅(qū)動(dòng)和燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)、應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全自動(dòng)液壓挖掘機(jī)的逐步發(fā)展過程。挖掘機(jī)的發(fā)展階段可以分為機(jī)械式挖掘機(jī)，液壓挖掘機(jī)，電控式挖掘機(jī)，智能型挖掘機(jī)（未來發(fā)展的趨向）。1837年，在美國誕生了第一臺(tái)由蒸汽驅(qū)動(dòng)，利用杠桿原理進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)的有軌式移動(dòng)的機(jī)械式挖掘機(jī)，此挖掘機(jī)不具備回轉(zhuǎn)功能。1873年，可回轉(zhuǎn)的機(jī)械式挖掘機(jī)誕生，但是可回轉(zhuǎn)的角度很小，也沒能擺脫有軌式移動(dòng)。1930年，柴油機(jī)作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)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(dòng)式挖掘機(jī)利用齒輪傳動(dòng)技術(shù)，通過履帶進(jìn)行移動(dòng)作業(yè)，遺憾是沒能擺脫回

12、轉(zhuǎn)角度小的缺陷。1951 年，第一臺(tái)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。由剛開始的拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機(jī)，到今天的拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)。1.2挖掘機(jī)的定義挖掘機(jī)，又稱挖掘機(jī)械（excavating machinery)，是用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料，并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場(chǎng)的土方機(jī)械。挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以與經(jīng)過預(yù)松后的土壤和巖石。從近幾年工程機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r，挖掘機(jī)的發(fā)展速度相對(duì)來說比較快，然而挖掘機(jī)作為工程建設(shè)中最主要的工程機(jī)械機(jī)型之一，其正確的選型也顯得尤為重要。1.3挖掘

13、機(jī)的構(gòu)成常見的挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)有：動(dòng)力裝置、工作裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)施等。從外觀來看挖掘機(jī)由工作裝置、上部轉(zhuǎn)臺(tái)和行走機(jī)構(gòu)組成。1.4挖掘機(jī)的分類挖掘機(jī)分類一：按驅(qū)動(dòng)方式有燃機(jī)驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)和電力驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)兩種。其中電動(dòng)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(chǎng)所。挖掘機(jī)分類二：按行走的方式不同，挖掘機(jī)可分為履帶式挖掘機(jī)和輪式挖掘機(jī)。挖掘機(jī)分類三：按照用途劃分，挖掘機(jī)可分為通用挖掘機(jī)、礦用挖掘機(jī)、船用挖掘機(jī)、特種挖掘機(jī)等不同的類別。挖掘機(jī)分類四：按照傳動(dòng)方式的不同，挖掘機(jī)可分為液壓挖掘機(jī)和機(jī)械挖掘機(jī)。其中機(jī)械挖掘機(jī)主要應(yīng)用在一些大型礦山上。挖掘機(jī)分類五：按照鏟斗來分，

14、挖掘機(jī)又可以分為正鏟挖掘機(jī)和反鏟挖掘機(jī)。正鏟挖掘機(jī)主要用于挖掘地表以上的物料，反鏟挖掘機(jī)更多用于挖掘地表以下的物料。反鏟挖掘機(jī)是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷?，其?dòng)作形式特點(diǎn)是“向后向下，強(qiáng)制切土”?？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。正鏟挖掘機(jī)的鏟土動(dòng)作形式，其特點(diǎn)是“前進(jìn)向上，強(qiáng)制切土”。應(yīng)為正鏟挖掘力比較大，能開挖停機(jī)以上的土石方，宜用于挖掘高度不大于2m的干燥基坑，但是必須預(yù)留上下的坡道。正鏟的挖斗比同型號(hào)的反鏟的挖掘機(jī)的斗要略大一些，一般可以挖掘含水量不高于27%的類土石方，并且與自卸汽車配合完成整個(gè)的挖掘運(yùn)輸

15、作業(yè)，還可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正鏟挖掘機(jī)的挖掘方式根據(jù)開挖路線與運(yùn)輸車的相對(duì)位置不同，挖土和卸土方式有兩種：正向挖土，反向卸土；正向挖土，側(cè)向卸土。1.5 國外液壓挖掘機(jī)的發(fā)展概況1.5.1國液壓挖掘機(jī)發(fā)展概況我們國家挖掘機(jī)的生產(chǎn)起步比較晚，從1954年挖掘機(jī)廠生產(chǎn)的第一臺(tái)機(jī)械式單斗挖掘機(jī)到今天，基本上經(jīng)理了三個(gè)階段：測(cè)繪仿制、自主研發(fā)和發(fā)展創(chuàng)新。新中國剛成立時(shí)期，我國主要以測(cè)繪仿制前聯(lián)二十世紀(jì)三十到四十年代的W501、W501、W1001、W1002等型號(hào)的機(jī)械式單斗挖掘機(jī)，并由此開辟了中國挖掘機(jī)生產(chǎn)的歷史紀(jì)元。因?yàn)閲医?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。從1967年以

16、后，中國開始自主研制液壓挖掘機(jī)。二十世紀(jì)八十年代末，中國的挖掘機(jī)生產(chǎn)廠家已經(jīng)突破30家，生產(chǎn)機(jī)型已經(jīng)有40余種。并且中、小型的液壓挖掘機(jī)已經(jīng)形成系列，斗容量有0.12.5m³不等的十二個(gè)等級(jí)、20多種型號(hào)，還生產(chǎn)0.54.0m³的挖掘機(jī)以與大型礦用的10m³，12m³機(jī)械傳動(dòng)式單斗挖掘機(jī)，1m³的隧道挖掘機(jī)，4m³的長臂挖掘機(jī)，1000m³/h的推土機(jī)等，還開發(fā)研制了斗容量為0.25m³的船用挖掘機(jī)。總體來說我國挖掘機(jī)的生產(chǎn)批量小，生產(chǎn)地分散，生產(chǎn)工藝落后以與產(chǎn)品質(zhì)量低等，很難與國際知名企業(yè)的挖掘機(jī)相比較，差距太大

17、。改革開放以后，我國積極引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，通過生產(chǎn)實(shí)踐積極的消化吸收，從而促進(jìn)了我國挖掘機(jī)行業(yè)的迅猛發(fā)展。通過多年的努力，我國液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品的性能指標(biāo)得到了全面性的提高，與當(dāng)時(shí)國際上二十世紀(jì)八十年代的國際水平相媲美，產(chǎn)量也大大提高。因?yàn)橹袊慕?jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，國對(duì)液壓挖掘機(jī)的需求量也不斷的增加而且多樣化，由于國有大中型企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使得其他一些機(jī)械行業(yè)的制造廠商加入了液壓挖掘機(jī)的生產(chǎn)行列。 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(duì)于大型以與多斗挖掘機(jī)則因?yàn)橐簤涸闹圃臁⒀b配精度要求高，以與施工現(xiàn)場(chǎng)維修條件差等原因，仍然以機(jī)械式為主。當(dāng)下應(yīng)該著手研究如何運(yùn)用電

18、液控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)操縱的自動(dòng)化。1.5.2 國外挖掘機(jī)發(fā)展概況在國外，挖掘機(jī)最早的雛形出現(xiàn)在十六世紀(jì)意大利的威尼斯，那時(shí)還是靠人力驅(qū)動(dòng)用于運(yùn)河的疏浚工程。直至1836年出現(xiàn)了蒸汽機(jī)以后，于是誕生了由蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的“動(dòng)力鏟”，可以模擬人的挖土工作。到1899年人們開始將電動(dòng)機(jī)應(yīng)用到挖掘機(jī)上，電動(dòng)挖掘機(jī)也就產(chǎn)生了。第一次世界大戰(zhàn)之后，汽油機(jī)和柴油機(jī)被應(yīng)用到挖掘機(jī)上，從而大大改善了挖掘機(jī)的使用性能和圍，也使得挖掘機(jī)得到了推廣和發(fā)展。到二十世紀(jì)，液壓技術(shù)的應(yīng)用，讓挖掘機(jī)有了質(zhì)的飛躍。二十世紀(jì)五十年代液壓技術(shù)開始應(yīng)用于挖掘機(jī)，并出現(xiàn)的半液壓傳動(dòng)的挖掘機(jī)。到二十世紀(jì)五十年代研制出了全液壓的挖掘機(jī)。雖

19、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。尤其是到了六十年代，出現(xiàn)了專門為液壓挖掘機(jī)設(shè)計(jì)的液壓技術(shù)和液壓元件，液壓挖掘機(jī)正式的踏上了蓬勃發(fā)展的道路。伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加快，挖掘機(jī)制造商和品種迅速增加，挖掘機(jī)的產(chǎn)量也迅猛增加，到了七十年代，液壓挖掘機(jī)已經(jīng)成為了挖掘機(jī)行業(yè)的主流產(chǎn)品，已占據(jù)了挖掘機(jī)市場(chǎng)的大部分份額。目前，我們所見的挖掘機(jī)幾乎都是液壓挖掘機(jī)，特別是中、小型液壓挖掘已基本占據(jù)的挖掘機(jī)市場(chǎng)?，F(xiàn)今液壓技術(shù)不斷成熟完善，加上信息技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和機(jī)電

20、一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，讓未來國際上液壓挖掘機(jī)行業(yè)的發(fā)展趨向更加豐富，未來挖掘機(jī)的生產(chǎn)和研發(fā)朝著高效化、節(jié)能化、小型化、多功能化、人性化甚至智能化的方向發(fā)展。1.6設(shè)計(jì)加工工藝概敘工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，直接改變?cè)牧希ɑ蛎鳎┬螤?、尺寸和性能，使之變?yōu)槌善返倪^程。它是生產(chǎn)過程主要部分。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。工藝過程又是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的。一個(gè)零部件的加工工藝就是它整個(gè)的單一零件的加工工藝過程。正確的選擇加工工藝可以讓我們的生產(chǎn)在最短的時(shí)間得到最高質(zhì)量、最低成本的零件，這是我們每一位設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者所追求的目標(biāo)。為了達(dá)

21、到目的，我們要對(duì)零部件進(jìn)行工藝分析，從單一零件的加工方式方法考慮，哪一種才是最省力、最省時(shí)、最有效、最低成本，而且在我們的能力圍之的方法，所謂的精益求精可以解釋一切。液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)件大多為鋼板材料和軸套料的組合，我們所要選擇的加工工藝過程也就:熱切割，鈑金，焊接，車，銑，刨，鉆，鏜等，需要選擇的設(shè)備很明顯要有：火焰切割機(jī)，折彎機(jī)，焊機(jī)，車床，刨床，鉆床，鏜床等。應(yīng)為我們所加工的是一些大型的結(jié)構(gòu)件，在我們進(jìn)行加工的時(shí)候可能會(huì)需要一些專機(jī)和輔助機(jī)械，例如焊接變位機(jī)，對(duì)頭鏜床，數(shù)控加工中心等1.7 本章小結(jié)本章針對(duì)液壓挖掘機(jī)的發(fā)展過程、定義分類做了簡單地介紹，并且就加工工藝給予了定義性的解釋，概括

22、的描述了液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件所需的加工方法和設(shè)備。第二章 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件分析與加工方法選擇2.1 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接工藝分析2.1.1 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件用材料與其焊接性現(xiàn)在液壓挖掘機(jī)焊接節(jié)后見所需用的鋼材絕大多數(shù)為低碳合金鋼，其中以Q345（16Mn）的使用量最多，其他還包括國產(chǎn)的Q235、Q295、HQ60、HQ100等；日本產(chǎn)的SS400、SM490等；美國產(chǎn)的T-1；德國產(chǎn)的STE690等等。Q345的化學(xué)成分和力學(xué)特性如下表所示：表21 Q345的化學(xué)成分與力學(xué)特性化學(xué) 成分CSiMnSPCrMoVNi0.020.051.001.600.0450.045-0.020.15-力學(xué) 特性抗

23、拉強(qiáng)度Rm/Mpa屈服強(qiáng)度Rel/Mpa伸長率A/%沖擊功Akv/J47063034521-鋼的焊接性是指鋼對(duì)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），以與材料在施工條件下，焊接成按規(guī)定要求設(shè)計(jì)的構(gòu)件，并滿足預(yù)先服役要求的能力（使用焊接性）。焊接性受母材、焊接方法、焊接構(gòu)件類型以與使用要求四個(gè)方面因素的影響。工藝焊接性是指材料經(jīng)焊接加工后形成完整焊接接頭的能力，通常以材料對(duì)形成例如裂紋、氣孔等焊接缺陷敏感性的大小，以與所采取的工藝措施的復(fù)雜程度來比較工藝焊接性的優(yōu)劣。使用焊接性是指材料經(jīng)過行街加工所形成的焊接接頭能滿足產(chǎn)品制造技術(shù)條件與安全服役要求的

24、程度，結(jié)構(gòu)與其所采用的材料不同，具體要求和指標(biāo)也不同。焊接冷裂紋 焊接冷裂紋是最危險(xiǎn)的焊接缺陷，在日常生產(chǎn)中我們常常把焊接冷裂紋作為重要的考核項(xiàng)目之一，就低碳合金鋼來說，裂紋主要發(fā)生在具有缺口效應(yīng)的焊接熱影響區(qū)，熱影響區(qū)淬硬傾向大的鋼材會(huì)因急冷容易產(chǎn)生焊接冷裂紋，冷裂紋可以在焊接后立即出現(xiàn)，也有時(shí)要經(jīng)過一段時(shí)間（幾個(gè)小時(shí)，幾天甚至更長時(shí)間）才會(huì)出現(xiàn)。冷裂紋的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重降低接頭的塑形，開始少量出現(xiàn)，隨時(shí)間增長逐漸增多和擴(kuò)展。決定此類鋼材的熱影響區(qū)淬硬性的主要因素是碳當(dāng)量CE，其計(jì)算公式為：CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15有經(jīng)驗(yàn)表明。如果CE0.4時(shí)，鋼材的淬硬傾向

25、不大，焊接性比較好，焊接前可以不預(yù)熱；如果CE=0.40.6時(shí)鋼材的淬硬傾向增大，焊接前要進(jìn)行與熱處理，控制焊接工藝參數(shù)、環(huán)冷或者消除擴(kuò)散氫等工藝措施；如果CE0.6時(shí)，鋼材的淬硬傾向強(qiáng)，屬于難焊接鋼材，需要采取較高的余熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。挖掘機(jī)主要用鋼為Q345，,其碳當(dāng)量計(jì)算值為CE=0.02+1.6/6+0.15/5=0.320.4，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。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。對(duì)低溫下使用的挖掘機(jī)結(jié)合構(gòu)件的焊接，其V型缺口沖擊值的下線要達(dá)到其規(guī)定的

26、溫度韌性保證值，用來防止結(jié)構(gòu)在負(fù)荷時(shí)脆性破損。挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件主要材料Q345D的焊接接頭沖擊試驗(yàn)值如下表所示：表22 Q345D鋼焊接接頭沖擊韌性板厚（mm）焊接材料沖擊部位Akv20/J規(guī)定值12ER70-G實(shí)芯焊絲焊縫92，86，922712熱影響區(qū)85，94，942.1.2焊接材料選擇液壓挖掘機(jī)的工況條件十分惡劣, 除了載荷復(fù)雜外( 交變載荷、沖擊載荷), 還受嚴(yán)寒地區(qū)冬季(-4O左右)作業(yè)的考驗(yàn), 低溫作業(yè)和載荷的沖擊性是液壓挖掘機(jī)工況條件的主要特點(diǎn)。焊接結(jié)構(gòu)的鋼材與焊材除應(yīng)滿足必要的強(qiáng)度和剛度要求外, 還應(yīng)滿足低溫沖擊韌度的要求。早期,液壓挖掘機(jī)焊接結(jié)構(gòu)件選材原則局限于滿足強(qiáng)度要求,而

27、對(duì)鋼材其它方面性考慮較少,因而在北方高寒地區(qū)作業(yè)的液壓挖掘機(jī),斷裂事故時(shí)有發(fā)生。隨著挖掘機(jī)在使用過程中開裂問題的不斷發(fā)生，人們開始意識(shí)到焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)按地區(qū)作業(yè)溫度的不同選擇結(jié)構(gòu)用鋼材,包括焊接材料,在氣溫偏低的地區(qū),鋼材和焊材的選擇除了強(qiáng)度指標(biāo)要求外,材料的低溫沖擊韌度,特別是一4 0 的沖擊韌度指標(biāo),成為必須滿足的條件。液壓挖掘機(jī)焊接材料選擇是根據(jù)結(jié)構(gòu)材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接工藝性、使用條件、焊接件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與剛性、焊接方法焊接設(shè)備和現(xiàn)在場(chǎng)環(huán)境等因素綜合考慮的，必要時(shí)采取試驗(yàn)的方法確定。表23列出了挖掘機(jī)焊接結(jié)構(gòu)件常用材料的力學(xué)性能。表23 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件材料力學(xué)性能分析鋼號(hào)力學(xué)性能備

28、注 b/Mpas/ Mpa/%A/Kv（J）Q345A(16Mn)47063034521-SM490B49060034515常溫47日本A633D48562034521-4027國產(chǎn)T-18528017-50 62美國STE69079094069016-40 31德國NK-HITEN780A78093068524-2035日本W(wǎng)elten78078093068024-2047日本焊接材料選擇的具體原則有：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(jí)別的焊接材料，對(duì)受力情況復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，有時(shí)也選用比母材強(qiáng)度級(jí)別低一級(jí)的焊接材料。例如：1 焊接Q550鋼：選用焊

29、絲SLD-70或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。2 焊接DOMEX650MC鋼：選用焊絲SLD-70或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。3 焊接20Mn2鋼：選用焊絲SLD-70或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。4 焊接WELDOX700鋼與DOMEX700MC鋼：選用焊絲SLD-70或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。5 焊接WELDOX900鋼與S890G1QL鋼：選用焊絲UnionX90或GM120或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。6 焊接WELDOX960鋼：選用焊絲UnionX90或GM120或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。7 焊接WELDOX1100鋼：選用焊絲UnionX90或GM120或等強(qiáng)度工藝匹配焊材。等成分原則，選用低氫焊接材料，是為了改善液壓

30、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。工作條件和使用性能，低溫工作情況使用時(shí)選用低溫用鋼焊接材料，受振動(dòng)載荷和沖擊載荷的要選用強(qiáng)度，塑性韌性高的焊接材料。操作工藝性，可根據(jù)焊縫空間位置選用適合平焊、立焊、仰焊以與全位置焊接材料。2.1.3 焊接工藝方法和裝備如何選擇焊接方法，應(yīng)考慮到焊接制造質(zhì)量和生產(chǎn)的效率問題，據(jù)目前液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接普遍使用熔化極氣體保護(hù)焊（MAG）(采用80%Ar+20%CO2混合氣體保護(hù))的方法，使用全自動(dòng)活半半自

31、動(dòng)二氧化碳保護(hù)焊接工藝的約占到70%，為了提高生產(chǎn)的效率有些結(jié)構(gòu)件采用了焊接專機(jī)、焊接機(jī)器人等，現(xiàn)在大量的焊接機(jī)器人工作站唄應(yīng)用到斗桿、動(dòng)臂、挖斗以與回轉(zhuǎn)架的焊接。/圖21 液壓挖掘機(jī)焊接機(jī)器人工作站2.1.4液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接變形形式焊接變形主要有六種形式：角變形，縱向和橫向收縮變形，彎曲變形、扭曲變形、波浪邊形和錯(cuò)邊變形。其產(chǎn)生原因?yàn)椋菏湛s變形是由于焊縫的縱向（沿焊縫方向）和橫向（垂直焊縫方向）收所引起的；角變形由于V型坡口對(duì)接焊焊縫布置不對(duì)稱，造成焊縫上下橫向收縮量不均勻從而引起的變形；彎曲變形由于焊縫布置不對(duì)稱，焊縫多的一面收縮量大而引起的結(jié)構(gòu)件彎曲，多出現(xiàn)在“T”型梁的焊接加工過程

32、中；扭曲變形由于焊接過程中焊接順序和焊接方向不合理引起的結(jié)構(gòu)件扭曲，又稱為螺旋形變形，多出現(xiàn)在工字梁的焊接過程中；波浪邊形這種變形易發(fā)生在薄板焊接過程中。由于焊縫收縮使薄板局部引起較大的壓應(yīng)力而失去穩(wěn)定性，焊后使構(gòu)件呈波浪形。錯(cuò)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(cuò)邊。液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊縫焊接的主要設(shè)計(jì)形式是對(duì)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。焊接變形可以分為在焊接過程中發(fā)生的瞬態(tài)熱變形和在溫室條件下的殘余變形。影響焊接變形的因素很多，但歸納起來主要有三個(gè)方面：材料性能、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和焊接工藝三個(gè)方面。從主觀上看，在焊接材料以與焊

33、接方法確定的前提下，就液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生焊接變形主要原因有：結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)不當(dāng)，焊接時(shí)容易發(fā)生變形；焊接接頭的形式、焊縫布置不合理；控制焊接變形的工藝方法應(yīng)用不合理。例如：焊接方法的影響，熔焊是焊縫與其附近的母材經(jīng)理了一個(gè)加熱和冷卻的熱過程，由于溫度分布不均勻，焊縫收到一次復(fù)雜的冶金過程，焊縫周圍受到一次不同規(guī)的熱處理，引起相應(yīng)的組織和性能的變化，直接影響焊縫質(zhì)量。結(jié)構(gòu)件焊接變形的根本原因是焊接所產(chǎn)生的焊接殘余應(yīng)力的不均勻性造成的，造成盈利不均勻的原因主要焊絲焊接過程中構(gòu)件區(qū)域存在不均勻的溫度場(chǎng)。因此，控制焊接變形就必須控制焊接應(yīng)力。按常理來說，在焊接方法確定的可以從兩方面考慮改善：將結(jié)構(gòu)件固

34、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；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(jì)要求。液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件的焊接變形，會(huì)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(huì)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(huì)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。所以，根據(jù)焊接變形的不同形式，去控制盒消除液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件的焊接變形十分重要。2.1.5液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接變形控制方法控制焊接變形的方法有很多，各種方法的具體應(yīng)用要根據(jù)工件的實(shí)際結(jié)構(gòu)形式、鋼板厚度、焊接方法等具體分析確定。

35、在實(shí)際生產(chǎn)表明，對(duì)于液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件來說，主要是控制焊接變形的工藝方法，可以通過進(jìn)行控制焊接方法的應(yīng)用或者幾種綜合應(yīng)用可以有效的控制結(jié)構(gòu)件的焊接變形。反變形法根據(jù)生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)生的變性規(guī)律，預(yù)先把焊接件人為的加工產(chǎn)生一個(gè)變形，使這個(gè)變形與焊接后發(fā)生的變形方向相反而數(shù)值相等這種犯法稱為反變形法。剛性固定法：焊接前將易變形的工件加以固定用來限制和減小焊接變形的方法稱為房型固定法。特別是對(duì)于結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，焊縫設(shè)計(jì)不對(duì)稱的構(gòu)件，焊縫主要集中在工件的一側(cè)時(shí)剛性固定法可以很好的控制焊接變形，常見的方式主要是點(diǎn)焊拉筋，使用剛性軸，工裝剛性制約以與依靠工件背對(duì)背相互制約變形的方法都可以達(dá)到控制焊接變形的目的

36、。制定合理的焊接順序：焊接件的焊接順序會(huì)給焊接結(jié)構(gòu)件帶來很大的影響，所以要針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)形式制定合理的焊接順序。合理的焊接順序會(huì)使焊縫自由收縮，所以要焊接收縮大的焊縫以與工作時(shí)受力大的焊縫。以下是制定合理焊接順序的原則：對(duì)稱焊縫盡量采用對(duì)稱焊接；不對(duì)稱的焊縫先焊接短而小、焊縫少的一側(cè)；對(duì)于長焊縫采取分段退焊法、中間分段退焊法、跳焊法以與交替焊法。 但是也要根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際狀況采取相應(yīng)改變措施。多層多道焊接工藝次序和方向：多層多道焊接可以提高焊縫金屬質(zhì)量，尤其是塑性，這是因?yàn)槎鄬雍缚p具有熱處理的作用，相當(dāng)于對(duì)焊縫進(jìn)行了一次正火處理，因而改善了二次組織采用多層多道焊可以有效減少熱輸入，故有效的減小了熱

37、變形量。然而多層多道焊接時(shí)正確的焊接次序以與方向可以有效的抵消焊接結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變。以上這些方法在后續(xù)說明結(jié)構(gòu)件加工順序的時(shí)候會(huì)得到證實(shí)。2.2 對(duì)液壓挖掘機(jī)逐個(gè)結(jié)構(gòu)件的分析與其組裝焊接方法由于結(jié)構(gòu)件的某些工藝過程基本一致像下料、打磨去飛邊毛刺、鈑金等過程一致，就回轉(zhuǎn)平臺(tái)詳細(xì)說明，對(duì)于其它結(jié)構(gòu)件只會(huì)之處其中不同之處。2.2.1 對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)（上車架）的工藝設(shè)計(jì)分析與其組裝焊接回轉(zhuǎn)平臺(tái)（上車架）主要由三部分構(gòu)成：左架，右架和回轉(zhuǎn)支撐架。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。它是挖掘機(jī)最重要的結(jié)構(gòu)件之一，整機(jī)的工作裝置、司機(jī)室、動(dòng)力等都

38、是安裝在它之上的。其加工工藝過程設(shè)計(jì)：由板材下料(全自動(dòng)數(shù)控火焰切割機(jī)自動(dòng)下料，程序由CAXA繪圖再由FAST CAM生成程序進(jìn)行排版切割)，對(duì)于中厚板材（超過12mm以上）一般用氧炔火焰切割，對(duì)于薄板材（10mm以下）一般用等離子切割，下料完成后經(jīng)過打磨去除毛刺切割殘留熔渣等；由液壓折彎機(jī)或者成形壓力機(jī)，對(duì)于厚板材的焊接需要對(duì)厚板材打坡口(用機(jī)械加工方法刨床或者銑床成形和火焰切割打坡口兩種方法），例如回轉(zhuǎn)架中間支撐板與側(cè)板之間的焊接位置，將成形后的零件通過胎具進(jìn)行定位組裝點(diǎn)焊（左右架）或者完全焊接（回轉(zhuǎn)支撐架），其中左右架部分焊縫需要直接焊接完成（為了減小焊接變形量），例如左右架槽缸和邊板之

39、間的焊縫，并且左右架在在點(diǎn)焊完成后需要對(duì)其焊接拉筋（因?yàn)樽笥壹艿暮附訉儆诜菍?duì)稱焊接，對(duì)其平面度影響會(huì)比較大）；左右架焊接完成后對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加工主要是定位孔加工，先由劃線機(jī)劃線定位后再由鉆床鉆通孔絲孔，最后將三個(gè)部件經(jīng)過拋丸消除部分應(yīng)力后，通過液壓胎具組裝 (適用于大批量生產(chǎn))或者平臺(tái)組裝（適用于產(chǎn)品試制），經(jīng)過最后的組焊以后，需要對(duì)回轉(zhuǎn)平臺(tái)的支撐座位置進(jìn)行平面度加工，回轉(zhuǎn)平臺(tái)的加工工藝完成。對(duì)于回轉(zhuǎn)平臺(tái)三個(gè)部件的焊接方法可以借助于焊接變位機(jī)，可以減少焊接時(shí)間，從而提升可以生產(chǎn)效率?；剞D(zhuǎn)平臺(tái)的焊接是借助于剛性固定法來完成，這種方法可以有效的減少焊接變形。如圖所示：圖22 液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)平臺(tái)支撐架

40、背對(duì)背剛性固定法圖23 液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)平臺(tái)支撐架工裝剛性固定法2.2.2 對(duì)行走架（下車架）工藝設(shè)計(jì)分析與其組裝焊接方法行走架主要由：X 架、行走減速機(jī)安裝座、履帶架三部分構(gòu)成。主要以中厚板材為主，焊縫比較多，而且多為坡口焊，對(duì)于焊接工藝要求比較嚴(yán)格，要制定固定的焊接順序以保證其焊接變形量。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(dòng)。對(duì)于其下焊接基本上在胎具上完成。重要的是下車架的焊接工藝順序是挖掘機(jī)履帶架的焊接順序：圖24 液壓挖掘機(jī)下車架的焊接順序由于焊縫呈對(duì)稱分布，故采用對(duì)稱焊接： 上：F-RHS-R-RHF-LHS-R-LHR-LHS-F-LHR-RHS

41、-F-RH 下：R-RHS-F-LHR-LHS-R-LHF-LHS-R-RHF-RHS-F-RH。采用這樣的焊接順序可以有效的減小其焊接變形量。焊接機(jī)器人的在X架的應(yīng)用如圖所示：圖25 液壓挖掘機(jī)X架采用的焊接機(jī)器人2.2.3對(duì)動(dòng)臂和斗桿的工藝設(shè)計(jì)分析與其組裝焊接由于動(dòng)臂和斗桿都屬于箱體式焊接件，在這里可以一起分析。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。箱體式的結(jié)構(gòu)件的有些軸套需要經(jīng)過機(jī)械加工，跟它們配套使用的還有連桿和搖臂也屬于結(jié)構(gòu)

42、件，相比來說其加工過程比較簡單不復(fù)雜而且工藝步驟也少。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。如下面兩圖所示：圖26斗桿焊接機(jī)器人圖27 動(dòng)臂焊接機(jī)器人2.2.4對(duì)挖斗的工藝設(shè)計(jì)分析與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。主要元件有斗齒，斗齒座。挖斗的焊接中，對(duì)于斗齒座板與斗齒座的焊接有特殊要求，焊接前要先預(yù)熱，焊后要經(jīng)過24小時(shí)以上的保溫時(shí)間，這樣可以提高焊接韌性。在組裝時(shí)，一般以側(cè)刃板為基準(zhǔn)，用卷板機(jī)對(duì)

43、斗板成形，然后點(diǎn)焊組裝各個(gè)零件。挖斗的焊接也屬于對(duì)稱焊縫焊接，大多數(shù)用人工焊接也有焊接機(jī)器人焊接，對(duì)于大批量生產(chǎn)我們可以用焊接機(jī)器人焊接，對(duì)于產(chǎn)品試制火小批量生產(chǎn)我們可以一般采用人工手動(dòng)焊接，因?yàn)橐獙?duì)小批量生產(chǎn)或試制產(chǎn)品制作夾具和工裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且增加成本，得不償失。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)。挖斗焊接機(jī)器人如下圖所示：圖28 挖斗焊接機(jī)器人2.3 焊接工藝規(guī)程T 91861999二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝規(guī)程適用于直徑不超過1.6mm實(shí)芯焊絲的、結(jié)構(gòu)鋼的二氧化碳?xì)怏w保護(hù)半自動(dòng)和自動(dòng)焊接工藝，不涉與二氧化碳保護(hù)點(diǎn)焊與氣電立焊工藝。2.3.1 焊接準(zhǔn)備

44、1)坡口形式與尺寸坡口形式與尺寸與接頭型式、板厚、焊接位置、施工條件等因素有關(guān)，按GBT985-1988氣焊、手工電弧焊與氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸選用。平焊位置施焊，若焊槍噴嘴不需伸入坡口時(shí)，坡口角度應(yīng)選下限。2)非全熔透性焊縫的熔透深度S0.7即可，否則應(yīng)注明熔透深度的具體數(shù)據(jù)。3)焊絲、坡口與坡口周圍1020mm圍必須保持清潔，不得有影響焊接質(zhì)量的鐵銹、油污、水和涂料等異物。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)熱、預(yù)熱規(guī)、層間溫度、焊接工藝參數(shù)以與是否焊后熱處理與熱處理規(guī)等。工藝評(píng)定的容和要求，可根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求或供需雙方協(xié)商的結(jié)果由制造廠擬定，并經(jīng)制

45、造廠技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后執(zhí)行。工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)存檔備查。2.3.2 焊接工藝參數(shù)選擇(1)工藝評(píng)定試驗(yàn)的焊接工藝參數(shù)選擇1)焊絲直徑可按下表選用焊絲。2)焊絲伸出長度。表21 母材厚度與焊絲直徑對(duì)照表母材厚度/mm44焊絲直徑/mm0.51.21.O1.6焊絲伸出長度與焊絲直徑、焊接電流與焊接電壓有關(guān)。焊接過程中，導(dǎo)電嘴到母材間的距離一般為焊絲直徑的1015倍。3)焊接電流a在保證母材焊透又不致燒穿的原則下，應(yīng)根據(jù)母材厚度、接頭形式以與焊絲直徑正確選用焊接電流。b各種直徑焊絲的常用的焊接電流圍見下表。表22 焊接電流與焊絲直徑對(duì)照表焊絲直徑/mm0.50.60.8焊接電流/A3070499050

46、120焊絲直徑/mm1.01.21.6焊接電流/A7018090350150500c.立焊、仰焊時(shí)以與對(duì)接接頭橫焊焊縫表面焊道的施焊，當(dāng)所用焊絲直徑1.0mm時(shí)，應(yīng)選用較小的焊接電流，見下表。表23 焊接電流與焊絲直徑對(duì)照表焊絲直徑/mm1.01.2焊接電流/A70120901504）電弧電壓a電弧電壓必須與焊接電流合理的匹配。不同直徑的焊絲常用電流與相應(yīng)電弧電壓的匹配關(guān)系見圖。b提高電弧電壓，可以顯著增大焊縫寬度。5)焊接速度a半自動(dòng)焊時(shí)，焊接速度一般不超過30m/h；自動(dòng)焊時(shí)，焊接速度不超過90m/h。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。6)氣體流量a.當(dāng)焊絲直徑小于或等于1

47、.2mm時(shí)，氣體流量一般為615L/min；焊絲直徑大于1.2mm時(shí)，氣體流量應(yīng)取1525L/2nin。b焊接電流越大，焊接速度越高，在室外焊接以與仰焊時(shí)，應(yīng)采用較大的氣體流量。(2)推薦使用的半自動(dòng)與自動(dòng)焊工藝參數(shù)見下表所示。表24 推薦的半自動(dòng)與自動(dòng)焊工藝參數(shù)（/T9186-1999）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型F無0.5/1.235/12017/216.1/218/35直流反接有40/15018/2318/30V無0.5/0.835/10016/198/15/2/4.5F0.8/1.2100

48、/23020/2610/1520/30有0.8/1.6120/26021/27V無0.8/1.070/12017/20/5/9F1.2/1.6200/40023/4015/2020/42有250/42026/4115/2518/3510/12無1.6350/45032/4320/2520/425/40單邊V型1.2/1.6200/45023/4315/25有250/45026/4320/2518/35V無0.8/1.2100/15017/2110/15/H1.2/1.6200/40023/4015/255/50V型F200/45023/4320/42有250/45026/4320/2518/3

49、5V無0.8/1.2100/15017/2110/15/10/80K型F1.2/1.6200/45023/4315/2520/42V0.8/1.2100/15017/2110/15/H1.2/1.6200/40023/4015/2510/100X型F200/45023/4320/42V1.0/1.2100/15019/2110/15/20/60U型F1.2/1.6200/45023/4320/2520/4240/100雙U18/21T型接頭1/2型F無0.5/1.240/12016/196/1218/35直流反接V0.5/0.835/10018/21/H0.5/1.240/12020/262/

50、4.5F0.8/1.6100/23017/2010/1520/30V0.8/1.070/12017/20/H0.8/1.6100/23020/265/60F無1.2/1.6200/45023/4315/2520/42V0.8/1.2100/15017/2110/15/H1.2/1.6200/45023/4315/255/40單邊V型F20/42有250/45026/4320/2518/35V無0.8/1.2100/15017/2110/15H1.2/1.6200/40023/4015/255/80K型F200/45023/4320/42V0.8/1.2100/15018/2110/15H1.2

51、/1.6200/40016/1815/20角接接頭1/2型F0.5/1.240/12018/216/1220/35V0.5/0.835/8016/18/H0.5/1.240/12018/212/4.5F0.8/1.6100/23020/2610/1520/30V0.8/1.070/12017/20/H0.8/1.6100/23020/265/30F1.2/1.6200/45023/4320/2520/42V0.8/1.2100/15017/2110/15/H1.2/1.6200/40023/4015/255/40單邊V型F200/45023/4320/42有250/45026/4320/251

52、8/35V無0.8/1.2100/15017/2110/15/H1.2/1.6200/40023/4015/255/50V型F200/45023/4320/42有250/45026/4320/2518/35V無0.8/1.2100/15017/2110/15/1080K型F1.2/1.6200/45023/4015/2520/42V0.8/1.2100/15017/2610/15/H1.2/1.6200/40023/4015/25搭接接頭14.5/0.5/1.240/23017/268/155301.2/1.6200/40023/4015/25注：焊接位置代號(hào)：F-平焊位置；V-立焊位置；H-橫焊位置。表25 定位焊縫的長度和間距 mm（/T9186-1999）板厚/mm定位焊縫長度定位焊縫間距2812507026122070200620502005002.3.3 焊接過程1)必須根據(jù)被焊工件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選擇合理的焊接順序。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。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。3)立焊時(shí)可采用立向下焊。焊接時(shí)應(yīng)注意防止未熔合缺陷的產(chǎn)生。4)保護(hù)氣體應(yīng)有足夠的流量并保持層流，應(yīng)與時(shí)清除附在