EBZ200掘进机本体架工艺方法的优化

蔡健

摘要本文针对EBZ200掘进机本体在生产过程中出现的技术难点问题进行研究，从焊接和机加两方面综合考虑，改进工艺方法。经过论证和实践，两次优化工艺方法，最终改善焊接热工艺节约了成本。

关键词本体架工艺方法优化焊接工艺

本文研究的是我公司型号EBZ200掘进机的本体架。EBZ200掘进机是我公司新开发研制的系列化产品之一，它吸取了国内外同类掘进机产品的技术优点，在结构功能和使用性能等方面都有了很大的提高。该机可实现连续切割、装载、运输等功能。该机适用于煤巷、半煤岩以及全岩的巷道掘进，也可在铁路、公路、水力工种等隧道施工中广泛使用。

本体架是掘进机的重要部件之一，位于机体的中部，是以厚钢板为主的钢结构部件。本体架的右侧装有液压系统的泵站，左侧装有操作台，前面上部装有截割部，前面下部装有铲板部，中间装有第一运输机，在其左右侧下部分别装有行走部，后部装有后支承。

EBZ200掘进机本体架由于不规则，结构复杂，焊缝多，坡口大，大部分焊角高度比较大，很容易产生变形；在机加过程中需要加工的面和孔的数量多，加工量大，而且尺寸精度和表面精度要求又比较高，很容易出现问题。在焊接和金工过程中出现的难点问题造成了本体架的总体制造难度大，生产周期长。目前EBZ200掘进机市场需求较大，市场占有率较高，因为本体架的制造质量直接影响着整机的性能，所以该部件一旦发生故障就会影响用户的正常生产，从而影响公司产品的信誉。

因此，要针对EBZ200掘进机本体在生产过程中出现的技术难点问题进行研究，从焊接和机加两方面综合考虑，改进工艺方法，保证产品质量，提高生产效率，增强产品在市场中的竞争力。综上所述，优化EBZ200掘进机本体的制造工艺有着很大的必要性。

本体架其为钢结构部件，总长3265mm，重约7.2吨。其由前机架和后机架组成，图1为本体架的主视图与俯视图。

加工时，前期涉及的工艺是焊接热工艺，后期是机加冷工艺。看似两个不相干的工序。其实在加工过程中，焊接热工艺的好坏直接影响到机加冷工艺的过程。划线时，经常遇到划线后留量不够，经仔细研究，跟组立和焊接有密不可分的关系，所以热工艺与冷工艺相结合是我们面临的考验。

在EBZ200掘进机本体的加工过程中，我们采用了先分体加工后合体加工的工艺方法，分别对前后机架进行划线，然后分别对前后机加的联接面进行加工，并将后机架与后支撑的连接面和孔加工成品。但在前后机架合体加工的过程中，经常发现以后机架的加工面为基准时，其它的面和孔的位置会发生较大的偏差，导致加工余量不足，整体的尺寸精度难以保证，很难达到设计图纸的要求。这种方法虽然解决了整体加工时后机架与后支撑联接面和孔的加工难度，但增加了分体划线的难度，对焊接部件的外形尺寸提出了更高的要求，这在实际生产过程中很难实现，而且影响了生产效率。出现问题的主要因素为：工艺余量的大小、各工序的先后顺序。主要通过以下两个过程进行本体架的工艺优化：

1．设置合适的加工余量，既要做到满足后续的加工要求，又要做到经济性好。加工余量由原来的10mm改为5mm。

2．合体加工。

先加工前后机架的连接面及孔，然后进行合体加工，这样可减小分体划线和机加过程中的基准偏差。

对于本体架机械加工，本体架划线可以整体划线和分体划线。做了一项实验，起初设计工艺文件时，因为考虑到了保证不了焊接变形量，所以采用了整体划线。图1中A面加工余量由10mm改为5mm，加工完成可以保证达到要求。但是整体划线加工时，多了许多繁锁的程序，比如划线、移动工件等，机加工人师傅提出能否分体加工。为了方便工人工作，在不改变加工余量和焊接方法的情况下，采用了分体加工。同一批制作的本体架，焊接变形量大的件在分体加工时，发现A面的预留量不够加工。解决办法有以下几种：

1.增加预留量；

2.改善焊接方法；

3.改成整体加工。

增加预留量就增加了成本，而整体加工使得工序繁锁。在这个竞争激烈的社会，我们要做到产品精益求精，增加成本与增加工序必然不是首选解决方案。从根本找原因，最主要问题还是要改善焊接方法。那么如何改善焊接方法？

编制合理的焊接工艺，减小焊接变形。本体架大部分为中厚板焊接，刚性比较大，焊后易产生较大应力和变形。要注意焊工守则，采取合理的焊接方法，尽量减小焊接变形。组立时平台要清洁平整，每一零件的尺寸和外观质量均要符合设计图纸和工艺要求，对不符合要求的零件严禁焊接组对。每遍件焊接组对后都要以大盘中心为基准检查纵向、横向尺寸，检查合格后转电焊。对称形式要对称分层焊接，对于特殊材料的钢板要应对对应的焊接参数进行焊接，例如Q345的板材，要做到焊前预热焊后缓冷的加工方法，这些都减小了焊接变形。

焊接注意事项：

1.焊接前认真阅读图纸技术要求，严格遵守焊接规范进行焊接。

2.施焊前，焊道要打磨干净，将油污，锈，水等杂物清理干净后方可焊接；

3.机架大部分为对称结构，电焊时要注意先后顺序，对称焊缝，尽量要做到对称焊接；

4.焊后检查外观质量，凡外观能看到的焊缝处必须焊平，不允许出现凸凹现象，若出现立即修复，打磨平，清理焊渣及飞溅物，在焊道上不允许有裂纹，未熔合，夹渣等缺陷，合格后拆下工艺支撑角钢。

5.焊后转外协消除内应力退火，消除内应力后转回焊接工段放在平台上。检查各部尺寸，进行二次修型。

通过改善工艺方法，使EBZ200掘进机本体架的焊接变形得到了控制，机加的尺寸精度和表面精度满足了设计要求，提高了生产效率，缩短了生产周期，节约了制造成本。这种工艺方法可用于系列掘进机产品本体架的制造过程中，一年可节约资金大约90万元。经过两次优化的工艺方法，即提高了生产效率，又保证了产品的整机质量，从而增强了产品的市场竞争力。