一种装载机铲斗加工装置及方法与流程

本发明涉及一种装载机铲斗加工装置及方法，属于工程机械技术领域。

背景技术：

铲斗是装载机的一个重要部件，主要用于铲装物料，在铲斗后端的支承板上设有与动臂、拉杆铰接的铰接孔。铲斗的加工工艺需保证焊接后各铰接孔的对称度、平行度、同轴度。

图1和图2分别为普通装载机铲斗结构的主视图和左视图，该铲斗主要由斗壁1、中支承板2、外支承板3、侧板4等部分焊接而成，侧板4设于斗壁1两侧，中支承板2设于斗壁1底面中部，外支承板3设于斗壁1底面两侧。其中对中支承板2、外支承板3上的铰接孔分别有对称度、平行度、同轴度的要求。

现有技术中，一般是将支承板的铰接孔留有4-5mm加工余量，然后通过人工划线找正的工艺将支承板与斗壁等部件焊接为铲斗总成，再整体吊入大型数控双面镗铣加工中心进行精加工。

上述方法不仅工人劳动强度大，而且对设备的要求也高，一次性投入大，生产效率也不高。而且在精加工的过程中，刀具系统还存在刚性不足、振动、孔中心线偏移的难题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题如何使铲斗的焊接变形小、定位准确可靠，同时还可以满足各铰接孔的尺寸及位置精度要求。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种装载机铲斗加工装置，铲斗包括斗壁，侧板设于斗壁两侧，中支承板设于斗壁底面中部，外支承板设于斗壁底面两侧；其特征在于：加工装置包括

用于将所述中支承板、外支承板定位固定在旋转支架上，保证中支承板、外支承板铰接孔满足对称度、平行度、同轴度要求的辅助工装；中支承板、外支承板与旋转支架定位固定后构成旋转支架组合体；

用于对斗壁、侧板、及旋转支架组合体进行定位，并将侧板、中支承板、外支承板焊接在斗壁上的拼焊工装。

优选地，所述辅助工装包括

底座；

一端可旋转地设于底座上的所述旋转支架；以及

用于穿过所述中支承板、外支承板上的铰接孔，将中支承板、外支承板固定于旋转支架上的定位芯轴。

优选地，所述旋转支架后端设有连接销轴，旋转支架通过连接销轴与设于底座上的销轴固定座铰接，旋转支架可绕销轴固定座前后翻转。

优选地，所述旋转支架包括外支承板固定座和中支承板固定座，中支承板固定座设于圆钢中部，圆钢两端分别与一外支承板固定座连接；

外支承板固定座、中支承板固定座上设有用于与所述外支承板、中支承板贴合的内贴板，及用于与所述外支承板、中支承板上的铰接孔匹配定位、供所述定位芯轴穿过的螺纹孔。

更优选地，所述螺纹孔相互之间的位置精度与铲斗焊接加工后各铰接孔所需的位置精度一致。

更优选地，所述底座上设有用于对固定于旋转支架上的外支承板、中支承板进行定位的定位基准板。

优选地，所述拼焊工装包括

工作平台；

设于工作平台上的，用于实现斗壁的稳定支承和准确定位的斗壁支承座、斗壁定位座；

设于工作平台两端的，用于支承侧板定位的侧板定位座；

设于工作平台两端的，用于使侧板与斗壁紧密接触配合的侧板压紧组件；

设于工作平台上的，用于准确放置旋转支架组合体的旋转支架安装座；

横跨于工作平台上且可沿工作平台左右滑动的，用于使旋转支架组合体上的外支承板、中支承板与斗壁紧密贴合的旋转支架压紧组件。

优选地，所述斗壁支承座设于工作平台中间，所述斗壁定位座设于工作平台端部。

优选地，所述工作平台上两侧设有滑轨，旋转支架压紧组件的两端设于滑轨上，并可沿滑轨左右移动；

所述旋转支架组合体装配在旋转支架安装座上，并可绕旋转支架安装座旋转。

优选地，所述侧板压紧组件包括气缸，气缸端部设有夹具；通过气缸的伸长推动连接的夹具，使侧板与斗壁紧密接触配合；

所述旋转支架压紧组件包括气缸，气缸端部设有压板；通过气缸的伸长推动连接的压板，对旋转支架组合体进行施压，使外支承板、中支承板与斗壁紧密贴合。

本发明还提供了一种装载机铲斗加工方法，其特征在于：采用上述的装载机铲斗加工装置，步骤为：

步骤1：使用普通机床对斗壁、中支承板、外支承板、侧板进行加工，使其达到设计所需的尺寸要求；

步骤2：在辅助工装上，将中支承板、外支承板分别与中支承板固定座和外支承板固定座上的内贴板贴合，中支承板和外支承板的后端抵靠在底座的定位基准板上，定位芯轴分别穿过中支承板、外支承板上的铰接孔与相对应的中支承板固定座、外支承板固定座上的螺纹孔锁紧连接，将中支承板、外支承板夹紧定位；中支承板、外支承板通过定位芯轴与旋转支架装配为旋转支架组合体；

步骤3：在拼焊工装上，首先吊入斗壁，斗壁内部抵靠在斗壁支承座上，斗壁一边抵靠在斗壁定位座上；将侧板放置在侧板定位座上，通过侧板压紧组件压紧侧板，使侧板的内侧面与斗壁紧密接触配合；

步骤4：移开工作平台上的旋转支架压紧组件，将旋转支架组合体吊入拼焊工装；旋转支架上的连接销轴放置在工作平台上的旋转支架安装座上，将旋转支架组合体绕旋转支架安装座旋转，使旋转支架组合体上的中支承板和外支承板抵靠在定位支承后的斗壁上；再将旋转支架压紧组件移入工作平台，通过旋转支架压紧组件对外支承板固定座进行施压，保证中支承板、外支承板与斗壁紧密贴合；

步骤5：进行斗壁与中支承板、外支承板、侧板的焊接；当完成铲斗拼焊后，先松开定位芯轴，吊下旋转支架，然后松开侧板压紧组件及旋转支架压紧组件，移开工作平台上的旋转支架压紧组件，最后吊下焊后的铲斗总成。

本发明提供的装置和方法克服了现有技术的不足，能在拼焊的过程中保证铲斗上各铰接孔的对称度、平行度、同轴度要求，避免铲斗焊后吊入数控双面镗铣加工中心进行二次加工，提高了生产效率，降低了成本。且对设备的要求低，工艺性好，焊接效率高，减少了加工时间，节约了成本，通用性强，利于推广应用。

附图说明

图1为普通装载机铲斗结构的主视图；

图2为普通装载机铲斗结构的左视图；

图3为支承板在本发明提供的辅助工装上定位夹紧的主视图；

图4为支承板在本发明提供的辅助工装上定位夹紧的轴测视图；

图5为旋转支架组合体的主视图；

图6为拼焊工装的主视图；

图7为拼焊工装的左视图；

图8为拼焊工装的俯视图；

图9为旋转支架组合体装配在拼焊工装上的轴测视图；

其中：1-斗壁；2-中支承板；3-外支承板；4-侧板；5-旋转支架；6-定位芯轴；7-底座；8-外支承板固定座；9-中支承板固定座；10-圆钢；11-内贴板；12-定位基准板；13-连接销轴；14-销轴固定座；15-旋转支架组合体；16-工平台；17-滑轨；18-斗壁支承座；19-旋转支架压紧组件；20-侧板压紧组件；21-气缸；22-夹具；23-压板；24-旋转支架安装座；25-侧板定位座；26-斗壁定位座。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实发明提供的装载机铲斗加工装置，主要包括辅助工装和拼焊工装两部分。

图3、图4和图5分别为支承板在本发明提供的辅助工装上定位夹紧的主视图、轴测视图及旋转支架组合体的主视图。辅助工装主要由旋转支架5、定位芯轴6、底座7组成。

旋转支架5后端焊有连接销轴13，连接销轴13为阶梯轴结构。旋转支架5通过连接销轴13与设在底座7上的销轴固定座14铰接，旋转支架5可绕销轴固定座14前后翻转。

底座7上设有用于对中支承板2和外支承板3进行定位的定位基准板12。

旋转支架5包括外支承板固定座8和中支承板固定座9，两者通过圆钢10连接；中支承板固定座9设于圆钢10中部，圆钢10两端分别与一外支承板固定座8连接。外支承板固定座8和中支承板固定座9上均设有内贴板11及用于与定位芯轴6连接的螺纹孔。并且这几组螺纹孔经过精确加工，其相互之间的位置精度即铲斗焊接加工后各铰接孔所需的位置精度。

加工时，铲斗的中支承板2、外支承板3分别与外支承板固定座8、中支承板固定座9上的内贴板贴合，中支承板2和外支承板3的后端抵靠在底座7的定位基准板12上，并将中支承板2、外支承板3的铰接孔与外支承板固定座8、中支承板固定座9上的螺纹孔对准。然后将定位芯轴6从内外两侧穿过中支承板2、外支承板3上的铰接孔与外支承板固定座8、中支承板固定座9上的螺纹孔锁紧连接，使中支承板2和外支承板3夹紧定位，从而实现通过外支承板固定座8、中支承板固定座9上的螺纹孔来保证中支承板2和外支承板3上铰接孔的对称度、平行度、同轴度。通过以上步骤支承板2和外支承板3通过定位芯轴6与旋转支架5装配为旋转支架组合体15。

图6、图7和图8分别为拼焊工装的主视图、左视图、俯视图。拼焊工装主要包括工作平台16、滑轨17、斗壁支承座18、旋转支架压紧组件19、侧板压紧组件20、气缸21、夹具22、压板23、旋转支架安装座24、侧板定位座25、斗壁定位座26。

工作平台16中间处设有斗壁支承座18，工作平台16一端设有斗壁定位座26，用于斗壁1的稳定支承和准确定位。工作平台16两端设有侧板定位座25，用于支承侧板4定位。工作平台两端设有侧板压紧组件20，通过侧板压紧组件20上气缸21的伸长推动连接的夹具22使侧板4与斗壁1紧密接触配合。工作平台16上两侧设有滑轨17，旋转支架压紧组件19被安装在滑轨17上，并可沿滑轨17左右移动，从而不妨碍铲斗吊进吊出。工作平台16的一侧设有两个旋转支架安装座24，用于准确放置旋转支架组合体15，从而保证中支承板2、外支承板3相对斗壁1的位置尺寸精准。旋转支架组合体15装配在旋转支架安装座24上，并可绕旋转支架安装座24旋转。旋转支架压紧组件上19设置有气缸21，通过气缸21的伸长推动连接的压板23对旋转支架组合体15进行施压。

图9为旋转支架组合体装配在拼焊工装上的轴测视图。焊接时，先将斗壁1内部抵靠在斗壁支承座18上，一边抵靠在斗壁定位座26上，从而实现斗壁1的稳定支承和准确定位。工作平台16中间处设有斗壁支承座18，一端设有斗壁定位座26，斗壁1内部顶靠在斗壁支承座18上，斗壁1一边顶靠在斗壁定位座26上，从而实现斗壁1的稳定支承和准确定位。将支承侧板4放置在平台两端的侧板定位座25上进行定位。然后侧板压紧组件20通过气缸21的伸长推动连接的夹具22压紧侧板4的外侧面，使侧板4的内侧面与斗壁1紧密接触配合。

沿滑轨17移开工作平台16上的旋转支架压紧组件19，将旋转支架组合体15装配在旋转支架安装座24上，将旋转支架组合体15上的中支承板2和外支承板3抵靠在定位支承后的斗壁1上。再将旋转支架压紧组件19沿滑轨17往中间移动，并对准旋转支架组合体15上的外支承板固定座8。通过旋转支架压紧组件上19上气缸21的伸长推动连接的压板23对旋转支架组合体15上的外支承板固定座8进行施压，保证旋转支架组合体15上的中支承板2、外支承板3与斗壁1紧密贴合，并防止焊接变形。当完成铲斗的拼焊后，先松开定位芯轴6，吊下旋转支架5，然后松开侧板压紧组件20及旋转支架压紧组件19，并沿滑轨17移开旋转支架压紧组件19，最后吊下焊后的铲斗总成。

具体而言，采用上述装载机铲斗加工装置的装载机铲斗加工方法，包括如下步骤：

1)首先使用普通机床对斗壁1、中支承板2、外支承板3、侧板4等零部件进行粗加工和精加工，使其达到设计所需的尺寸要求。

2)在辅助工装上，将中支承板2、外支承板3分别与中支承板固定座9和外支承板固定座8上的内贴板11贴合，中支承板2和外支承板3的后端抵靠在底座7的定位基准板12上，并将铰接孔与固定座上的螺纹孔对准。然后定位芯轴6从内外两侧穿过中支承板2、外支承板3上的铰接孔与固定座上的螺纹孔锁紧连接，将中支承板2、外支承板3夹紧定位，从而实现通过固定座上的螺纹孔来保证中支承板2、外支承板3上铰接孔的对称度、平行度、同轴度。在辅助工装上，中支承板2、外支承板3通过定位芯轴6与旋转支架5装配为旋转支架组合体15，然后进入下一道工序。

3)在拼焊工装上，首先吊入斗壁1，斗壁1内部抵靠在斗壁支承座18上，一边抵靠在斗壁定位座24上，从而实现斗壁1的稳定支承和准确定位。然后将侧板4放置在侧板定位座25上，通过侧板压紧组件20上气缸21的伸长推动连接的夹具22压紧侧板4，使侧板4的内侧面与斗壁1紧密接触配合。

4)沿滑轨17移开工作平台16上的旋转支架压紧组件19，将旋转支架组合体15吊入拼焊工装。旋转支架5上的连接销轴13放置在工作平台16上的旋转支架安装座24上，从而并保证中支承板2、外支承板3相对斗壁1的位置尺寸精准。将旋转支架组合体15绕旋转支架安装座24上活动销轴旋转，使旋转支架组合体15上的中支承板2和外支承板3抵靠在定位支承后的斗壁1上。再将旋转支架压紧组件19沿滑轨17往中间移动，并对准旋转支架组合体15上的外支承板固定座8。通过旋转支架压紧组件19上气缸21的伸长推动连接的压板23对旋转支架5上的外支承板固定座8进行施压，保证旋转支架组合体15上的中支承板2、外支承板3与斗壁1紧密贴合，并防止焊接变形。

5)当完成铲斗拼焊后，先松开定位芯轴6，吊下旋转支架5，然后松开侧板压紧组件20及旋转支架压紧组件19，并沿滑轨17移开旋转支架压紧组件19，最后吊下焊后的铲斗总成。