一種裝載機鏟鬥加工裝置及方法與流程
2023-05-23 07:12:41
本發明涉及一種裝載機鏟鬥加工裝置及方法，屬於工程機械技術領域。
背景技術：
鏟鬥是裝載機的一個重要部件，主要用於鏟裝物料，在鏟鬥後端的支承板上設有與動臂、拉杆鉸接的鉸接孔。鏟鬥的加工工藝需保證焊接後各鉸接孔的對稱度、平行度、同軸度。
圖1和圖2分別為普通裝載機鏟鬥結構的主視圖和左視圖，該鏟鬥主要由鬥壁1、中支承板2、外支承板3、側板4等部分焊接而成，側板4設於鬥壁1兩側，中支承板2設於鬥壁1底面中部，外支承板3設於鬥壁1底面兩側。其中對中支承板2、外支承板3上的鉸接孔分別有對稱度、平行度、同軸度的要求。
現有技術中，一般是將支承板的鉸接孔留有4-5mm加工餘量，然後通過人工劃線找正的工藝將支承板與鬥壁等部件焊接為鏟鬥總成，再整體吊入大型數控雙面鏜銑加工中心進行精加工。
上述方法不僅工人勞動強度大，而且對設備的要求也高，一次性投入大，生產效率也不高。而且在精加工的過程中，刀具系統還存在剛性不足、振動、孔中心線偏移的難題。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題如何使鏟鬥的焊接變形小、定位準確可靠，同時還可以滿足各鉸接孔的尺寸及位置精度要求。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種裝載機鏟鬥加工裝置，鏟鬥包括鬥壁，側板設於鬥壁兩側，中支承板設於鬥壁底面中部，外支承板設於鬥壁底面兩側；其特徵在於：加工裝置包括
用於將所述中支承板、外支承板定位固定在旋轉支架上，保證中支承板、外支承板鉸接孔滿足對稱度、平行度、同軸度要求的輔助工裝；中支承板、外支承板與旋轉支架定位固定後構成旋轉支架組合體；
用於對鬥壁、側板、及旋轉支架組合體進行定位，並將側板、中支承板、外支承板焊接在鬥壁上的拼焊工裝。
優選地，所述輔助工裝包括
底座；
一端可旋轉地設於底座上的所述旋轉支架；以及
用於穿過所述中支承板、外支承板上的鉸接孔，將中支承板、外支承板固定於旋轉支架上的定位芯軸。
優選地，所述旋轉支架後端設有連接銷軸，旋轉支架通過連接銷軸與設於底座上的銷軸固定座鉸接，旋轉支架可繞銷軸固定座前後翻轉。
優選地，所述旋轉支架包括外支承板固定座和中支承板固定座，中支承板固定座設於圓鋼中部，圓鋼兩端分別與一外支承板固定座連接；
外支承板固定座、中支承板固定座上設有用於與所述外支承板、中支承板貼合的內貼板，及用於與所述外支承板、中支承板上的鉸接孔匹配定位、供所述定位芯軸穿過的螺紋孔。
更優選地，所述螺紋孔相互之間的位置精度與鏟鬥焊接加工後各鉸接孔所需的位置精度一致。
更優選地，所述底座上設有用於對固定於旋轉支架上的外支承板、中支承板進行定位的定位基準板。
優選地，所述拼焊工裝包括
工作平臺；
設於工作平臺上的，用於實現鬥壁的穩定支承和準確定位的鬥壁支承座、鬥壁定位座；
設於工作平臺兩端的，用於支承側板定位的側板定位座；
設於工作平臺兩端的，用於使側板與鬥壁緊密接觸配合的側板壓緊組件；
設於工作平臺上的，用於準確放置旋轉支架組合體的旋轉支架安裝座；
橫跨於工作平臺上且可沿工作平臺左右滑動的，用於使旋轉支架組合體上的外支承板、中支承板與鬥壁緊密貼合的旋轉支架壓緊組件。
優選地，所述鬥壁支承座設於工作平臺中間，所述鬥壁定位座設於工作平臺端部。
優選地，所述工作平臺上兩側設有滑軌，旋轉支架壓緊組件的兩端設於滑軌上，並可沿滑軌左右移動；
所述旋轉支架組合體裝配在旋轉支架安裝座上，並可繞旋轉支架安裝座旋轉。
優選地，所述側板壓緊組件包括氣缸，氣缸端部設有夾具；通過氣缸的伸長推動連接的夾具，使側板與鬥壁緊密接觸配合；
所述旋轉支架壓緊組件包括氣缸，氣缸端部設有壓板；通過氣缸的伸長推動連接的壓板，對旋轉支架組合體進行施壓，使外支承板、中支承板與鬥壁緊密貼合。
本發明還提供了一種裝載機鏟鬥加工方法，其特徵在於：採用上述的裝載機鏟鬥加工裝置，步驟為：
步驟1：使用普通工具機對鬥壁、中支承板、外支承板、側板進行加工，使其達到設計所需的尺寸要求；
步驟2：在輔助工裝上，將中支承板、外支承板分別與中支承板固定座和外支承板固定座上的內貼板貼合，中支承板和外支承板的後端抵靠在底座的定位基準板上，定位芯軸分別穿過中支承板、外支承板上的鉸接孔與相對應的中支承板固定座、外支承板固定座上的螺紋孔鎖緊連接，將中支承板、外支承板夾緊定位；中支承板、外支承板通過定位芯軸與旋轉支架裝配為旋轉支架組合體；
步驟3：在拼焊工裝上，首先吊入鬥壁，鬥壁內部抵靠在鬥壁支承座上，鬥壁一邊抵靠在鬥壁定位座上；將側板放置在側板定位座上，通過側板壓緊組件壓緊側板，使側板的內側面與鬥壁緊密接觸配合；
步驟4：移開工作平臺上的旋轉支架壓緊組件，將旋轉支架組合體吊入拼焊工裝；旋轉支架上的連接銷軸放置在工作平臺上的旋轉支架安裝座上，將旋轉支架組合體繞旋轉支架安裝座旋轉，使旋轉支架組合體上的中支承板和外支承板抵靠在定位支承後的鬥壁上；再將旋轉支架壓緊組件移入工作平臺，通過旋轉支架壓緊組件對外支承板固定座進行施壓，保證中支承板、外支承板與鬥壁緊密貼合；
步驟5：進行鬥壁與中支承板、外支承板、側板的焊接；當完成鏟鬥拼焊後，先鬆開定位芯軸，吊下旋轉支架，然後鬆開側板壓緊組件及旋轉支架壓緊組件，移開工作平臺上的旋轉支架壓緊組件，最後吊下焊後的鏟鬥總成。
本發明提供的裝置和方法克服了現有技術的不足，能在拼焊的過程中保證鏟鬥上各鉸接孔的對稱度、平行度、同軸度要求，避免鏟鬥焊後吊入數控雙面鏜銑加工中心進行二次加工，提高了生產效率，降低了成本。且對設備的要求低，工藝性好，焊接效率高，減少了加工時間，節約了成本，通用性強，利於推廣應用。
附圖說明
圖1為普通裝載機鏟鬥結構的主視圖；
圖2為普通裝載機鏟鬥結構的左視圖；
圖3為支承板在本發明提供的輔助工裝上定位夾緊的主視圖；
圖4為支承板在本發明提供的輔助工裝上定位夾緊的軸測視圖；
圖5為旋轉支架組合體的主視圖；
圖6為拼焊工裝的主視圖；
圖7為拼焊工裝的左視圖；
圖8為拼焊工裝的俯視圖；
圖9為旋轉支架組合體裝配在拼焊工裝上的軸測視圖；
其中：1-鬥壁；2-中支承板；3-外支承板；4-側板；5-旋轉支架；6-定位芯軸；7-底座；8-外支承板固定座；9-中支承板固定座；10-圓鋼；11-內貼板；12-定位基準板；13-連接銷軸；14-銷軸固定座；15-旋轉支架組合體；16-工平臺；17-滑軌；18-鬥壁支承座；19-旋轉支架壓緊組件；20-側板壓緊組件；21-氣缸；22-夾具；23-壓板；24-旋轉支架安裝座；25-側板定位座；26-鬥壁定位座。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
本實發明提供的裝載機鏟鬥加工裝置，主要包括輔助工裝和拼焊工裝兩部分。
圖3、圖4和圖5分別為支承板在本發明提供的輔助工裝上定位夾緊的主視圖、軸測視圖及旋轉支架組合體的主視圖。輔助工裝主要由旋轉支架5、定位芯軸6、底座7組成。
旋轉支架5後端焊有連接銷軸13，連接銷軸13為階梯軸結構。旋轉支架5通過連接銷軸13與設在底座7上的銷軸固定座14鉸接，旋轉支架5可繞銷軸固定座14前後翻轉。
底座7上設有用於對中支承板2和外支承板3進行定位的定位基準板12。
旋轉支架5包括外支承板固定座8和中支承板固定座9，兩者通過圓鋼10連接；中支承板固定座9設於圓鋼10中部，圓鋼10兩端分別與一外支承板固定座8連接。外支承板固定座8和中支承板固定座9上均設有內貼板11及用於與定位芯軸6連接的螺紋孔。並且這幾組螺紋孔經過精確加工，其相互之間的位置精度即鏟鬥焊接加工後各鉸接孔所需的位置精度。
加工時，鏟鬥的中支承板2、外支承板3分別與外支承板固定座8、中支承板固定座9上的內貼板貼合，中支承板2和外支承板3的後端抵靠在底座7的定位基準板12上，並將中支承板2、外支承板3的鉸接孔與外支承板固定座8、中支承板固定座9上的螺紋孔對準。然後將定位芯軸6從內外兩側穿過中支承板2、外支承板3上的鉸接孔與外支承板固定座8、中支承板固定座9上的螺紋孔鎖緊連接，使中支承板2和外支承板3夾緊定位，從而實現通過外支承板固定座8、中支承板固定座9上的螺紋孔來保證中支承板2和外支承板3上鉸接孔的對稱度、平行度、同軸度。通過以上步驟支承板2和外支承板3通過定位芯軸6與旋轉支架5裝配為旋轉支架組合體15。
圖6、圖7和圖8分別為拼焊工裝的主視圖、左視圖、俯視圖。拼焊工裝主要包括工作平臺16、滑軌17、鬥壁支承座18、旋轉支架壓緊組件19、側板壓緊組件20、氣缸21、夾具22、壓板23、旋轉支架安裝座24、側板定位座25、鬥壁定位座26。
工作平臺16中間處設有鬥壁支承座18，工作平臺16一端設有鬥壁定位座26，用於鬥壁1的穩定支承和準確定位。工作平臺16兩端設有側板定位座25，用於支承側板4定位。工作平臺兩端設有側板壓緊組件20，通過側板壓緊組件20上氣缸21的伸長推動連接的夾具22使側板4與鬥壁1緊密接觸配合。工作平臺16上兩側設有滑軌17，旋轉支架壓緊組件19被安裝在滑軌17上，並可沿滑軌17左右移動，從而不妨礙鏟鬥吊進吊出。工作平臺16的一側設有兩個旋轉支架安裝座24，用於準確放置旋轉支架組合體15，從而保證中支承板2、外支承板3相對鬥壁1的位置尺寸精準。旋轉支架組合體15裝配在旋轉支架安裝座24上，並可繞旋轉支架安裝座24旋轉。旋轉支架壓緊組件上19設置有氣缸21，通過氣缸21的伸長推動連接的壓板23對旋轉支架組合體15進行施壓。
圖9為旋轉支架組合體裝配在拼焊工裝上的軸測視圖。焊接時，先將鬥壁1內部抵靠在鬥壁支承座18上，一邊抵靠在鬥壁定位座26上，從而實現鬥壁1的穩定支承和準確定位。工作平臺16中間處設有鬥壁支承座18，一端設有鬥壁定位座26，鬥壁1內部頂靠在鬥壁支承座18上，鬥壁1一邊頂靠在鬥壁定位座26上，從而實現鬥壁1的穩定支承和準確定位。將支承側板4放置在平臺兩端的側板定位座25上進行定位。然後側板壓緊組件20通過氣缸21的伸長推動連接的夾具22壓緊側板4的外側面，使側板4的內側面與鬥壁1緊密接觸配合。
沿滑軌17移開工作平臺16上的旋轉支架壓緊組件19，將旋轉支架組合體15裝配在旋轉支架安裝座24上，將旋轉支架組合體15上的中支承板2和外支承板3抵靠在定位支承後的鬥壁1上。再將旋轉支架壓緊組件19沿滑軌17往中間移動，並對準旋轉支架組合體15上的外支承板固定座8。通過旋轉支架壓緊組件上19上氣缸21的伸長推動連接的壓板23對旋轉支架組合體15上的外支承板固定座8進行施壓，保證旋轉支架組合體15上的中支承板2、外支承板3與鬥壁1緊密貼合，並防止焊接變形。當完成鏟鬥的拼焊後，先鬆開定位芯軸6，吊下旋轉支架5，然後鬆開側板壓緊組件20及旋轉支架壓緊組件19，並沿滑軌17移開旋轉支架壓緊組件19，最後吊下焊後的鏟鬥總成。
具體而言，採用上述裝載機鏟鬥加工裝置的裝載機鏟鬥加工方法，包括如下步驟：
1)首先使用普通工具機對鬥壁1、中支承板2、外支承板3、側板4等零部件進行粗加工和精加工，使其達到設計所需的尺寸要求。
2)在輔助工裝上，將中支承板2、外支承板3分別與中支承板固定座9和外支承板固定座8上的內貼板11貼合，中支承板2和外支承板3的後端抵靠在底座7的定位基準板12上，並將鉸接孔與固定座上的螺紋孔對準。然後定位芯軸6從內外兩側穿過中支承板2、外支承板3上的鉸接孔與固定座上的螺紋孔鎖緊連接，將中支承板2、外支承板3夾緊定位，從而實現通過固定座上的螺紋孔來保證中支承板2、外支承板3上鉸接孔的對稱度、平行度、同軸度。在輔助工裝上，中支承板2、外支承板3通過定位芯軸6與旋轉支架5裝配為旋轉支架組合體15，然後進入下一道工序。
3)在拼焊工裝上，首先吊入鬥壁1，鬥壁1內部抵靠在鬥壁支承座18上，一邊抵靠在鬥壁定位座24上，從而實現鬥壁1的穩定支承和準確定位。然後將側板4放置在側板定位座25上，通過側板壓緊組件20上氣缸21的伸長推動連接的夾具22壓緊側板4，使側板4的內側面與鬥壁1緊密接觸配合。
4)沿滑軌17移開工作平臺16上的旋轉支架壓緊組件19，將旋轉支架組合體15吊入拼焊工裝。旋轉支架5上的連接銷軸13放置在工作平臺16上的旋轉支架安裝座24上，從而並保證中支承板2、外支承板3相對鬥壁1的位置尺寸精準。將旋轉支架組合體15繞旋轉支架安裝座24上活動銷軸旋轉，使旋轉支架組合體15上的中支承板2和外支承板3抵靠在定位支承後的鬥壁1上。再將旋轉支架壓緊組件19沿滑軌17往中間移動，並對準旋轉支架組合體15上的外支承板固定座8。通過旋轉支架壓緊組件19上氣缸21的伸長推動連接的壓板23對旋轉支架5上的外支承板固定座8進行施壓，保證旋轉支架組合體15上的中支承板2、外支承板3與鬥壁1緊密貼合，並防止焊接變形。
5)當完成鏟鬥拼焊後，先鬆開定位芯軸6，吊下旋轉支架5，然後鬆開側板壓緊組件20及旋轉支架壓緊組件19，並沿滑軌17移開旋轉支架壓緊組件19，最後吊下焊後的鏟鬥總成。