CN101319506B - 通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法 - Google Patents

通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明是关于通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法，其特征在于，包括：位于铲头(BUCKET HEAD)上形成的2次贯通部上，且与2次贯通部相连接的贯通孔；位于支臂(ARM)的前端形成的支臂端突起上的铲斗咬合部；与上述铲斗咬合部的端突起末端相咬合，呈板状与其两个侧面平行的侧板部；以及具有与其侧板部的中央垂直连接的呈圆筒形状的管柱，并向上述支臂前端的插入口插入的主体部。它们通过铸造方法构成一个整体。其制造方法的特征在于，包括如下几个步骤：设计步骤；铸模制作步骤；铸造步骤；热处理步骤；以及机械加工步骤。通过上述铸造工艺就可以使制造一体型支臂前端的生产成本降低，减少了不良率。同时，缩短了产品制造成完成品的所需时间(LEAD TIME)，提高了生产率。

Description

通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种结合于装配在挖掘机上的支臂(ARM)的前端，使铲斗(BUCKET)与支臂相结合的挖掘机支臂前端部(ARM FRONT)。更具体地说，挖掘机支臂前端不需要通过铆焊工艺焊接各个配件，而是通过铸造工艺将其铸造成一个整体。
背景技术
一般情况下，如图1及图3所示，结合于装配在挖掘机上的支臂(20)的前端，使支臂(20)与铲斗(30)相结合的支臂前端部(10)由如下几个部分构成：与装配在铲头(BUCKET HEAD)(32)上的2次贯通部(36)相结合的前端固定件(12)；分别与其末端相结合的两个侧面板(14)；与侧面板(14)上所带有的咬合孔(15)相结合，并与装配在支臂(20)上的油压部(22)相连接的，且与连接部(24)契合的连接固定件(16)；分别与上述两个侧面板(14)的末端相结合，并辅助使与侧面板(14)的末端相结合的支臂(20)的前端平行结合的多个接合部(18)。其支臂前端部(10)是通过铆焊工艺，即通过焊接方法结合各个部件。
然而，为了使上述支臂前端部频繁转动并不断受到冲击并受外力作用的支臂与铲斗相结合，其构件必须坚固耐用。但，现在是通过铆焊工艺分别将前端固定件及两个侧面板和连接固定件，以及接合部进行焊接，其制造过程复杂，而且由于焊接部产生的热量使铁板的组织构造发生变化，从而使其耐用性降低，当受到冲击时容易发生破损。另外，如果在焊接过程中其内部留有气孔，就容易产生裂缝，从而产生不良率增加的缺点。
发明所要实现的技术课题
本发明就是为了解决上述各种问题而研发的。本发明的提供一种通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法，其目的在于，通过铸造工艺使制造一体型支臂前端的生产成本降低，并使因焊接工艺导致的不良率减少。同时，由于省去了焊接工艺，从而提高了产品质量，延长了设备的使用寿命，并使配件及制造工艺变得简单化，缩短了产品制造成完成品的所需时间(LEAD TIME)，另外，由于减少了一些不必要的配件，将作业场及配件堆积场空间加以灵活运用，从而提高生产率。
发明内容
为了实现上述目的，根据本发明通过铸造工艺制造的挖掘机的支臂前端，其特征在于，它包括以下几个部分：位于在挖掘机铲斗(BUCKET)的一侧的铲头(BUCKET HEAD)上形成的2次贯通部上，在其内周形成有呈圆筒形状与上述2次贯通部咬合的贯通孔；在其外周侧面上倾斜形成有端突起，在上述挖掘机上装配的支臂(ARM)前部形成的支臂端突起上的铲斗咬合部；结合在上述铲斗咬合部的端突起末端，呈板状与其两个侧面平行的侧板部；以及呈圆筒形状与其侧板部的中央垂直咬合的管柱，并向上述支臂前端的插入口插入的主体部。它们通过铸造方法构成一个整体。
另外，根据本发明的通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端的制造方法，其特征在于，它包括如下几个步骤：(a)为了能够通过铸造工艺进行生产按照一体型铸造品的构造制作图纸的设计步骤；(b)以上述(a)的图纸为基础，将上下分离的正反形状和中间部通过砂型铸造工艺制造铸模，并将一部分中间部按照壳铸模进行制造的铸模制作步骤；(C)为了增强其耐用性，并能够进行焊接，采用了合金铸造的方法进行生产，并优选地按照如下合金元素及合金重量比组成：C(碳)0.17至0.22％，SI(硅)0.3至0.5％，Mn(锰)0.9至1.2％，Cr(铬)0.1至0.2％，Ni(镍)0.5至1.0％，Mo(钼)0.06至1.0％，Fe(铁)最大含量为97.97％其最小含量为95.88％，同时，使其在熔解温度即1600至1650℃的条件下出炉，然后在1580至1620℃的条件下注入的铸造步骤；(d)在经过上述(c)步骤之后，将所制造的产品装入电炉，然后加热到900至930°，然后将其浸入冷水中进行浸泡处理。然后，再次将其加热到500至600°的热处理步骤；以及(e)为了能够将经过上述(d)步骤处理后的产品装配到挖掘机支臂的前端而进行镗削，切削，钻孔，螺孔加工处理的机械加工步骤。
附图说明
图1是表示根据原有技术的挖掘机支臂前端的结合状态斜视图；
图2是表示根据本发明通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端的斜视图；
图3是表示根据本发明实施例的斜视图；
图4是表示挖掘机支臂前端制造方法的流程图。
附图编号说明
10.支臂前端(ARM FRONT)    12.前端固定件
14.侧面板                 15.咬合孔
16.连接固定件             18.接合部
20.支臂(ARM)              21.支臂端突起
22.油压部                 24.连接部
26.插入口                 27.1次油压咬合孔
28.2次油压咬合孔        30.铲斗(BUCKET)
32.铲头(BUCKET HEAD)    34.1次贯通部
36.2次贯通部            40.铲斗咬合部
42.贯通孔               44.端突起
50.主体部               52.侧板部
54.管柱                 100.通过铸造工艺制造的挖掘机
                            支臂前端
具体实施方式
下面，将参照附图对根据本发明的理想实施例的通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法进行详细的说明。
图1至图4是表示根据本发明实施例的通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法的示意图，图1是表示根据原有技术制造的挖掘机支臂前端的结合状态斜视图；图2是表示根据本发明的铸造工艺制造的挖掘机支臂前端的斜视图；图3是表示根据本发明实施例的斜视图；图4是表示挖掘机支臂前端制造方法的流程图。
如上述各图所示，根据本发明实施例的通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法，其特征在于，它包括如下几个部分：支臂前端(ARM FRONT)(10)；前端固定件(12)；侧面板(14)；咬合孔(15)；连接固定件(16)；接合部(18)；支臂(ARM)(20)；支臂端突起(21)；油压部(22)；连接部(24)；铲斗(BUCKET)(30)；铲头(BUCKET HEAD)(32)；1次贯通部(34)；2次贯通部(36)；铲斗咬合部(40)；贯通孔(42)；端突起(44)；主体部(50)；侧板部(52)；管柱(54)；通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端(100)。
上述铲斗咬合部(40)，位于在挖掘机铲斗(BUCKET)(30)的一侧的铲头(BUCKET HEAD)(32)上形成的2次贯通部(36)上，为了呈圆筒形状与上述2次贯通部(36)咬合，在其内周形成有贯通孔(42)且在其外周侧面倾斜形成有端突起(44)，从而置于上述挖掘机所带有的支臂(ARM)(20)的前端形成的支臂端突起(21)上。
上述主体部(50)与上述铲斗咬合部(40)的端突起(44)末端相结合，它具有呈板状与其两个侧面平行的侧板部(52)和呈圆筒形状与其侧板部(52)的中央垂直咬合的管柱(54)，同时，上述管柱(54)位于上述支臂上，它通过连接部(24)与传递动力的油压部(22)的1次油压咬合孔(27)相结合，位于油压部(22)上的2次油压咬合孔(28)与上述铲头(32)的1次贯通部(34)相结合，从而成为使上述铲斗(30)能够上下转动的中心点，上述主体部(50)插入到支臂(20)前端的插入口(26)。
也就是说，上述铲斗咬合部(40)与主体部(50)是通过铸造方式铸成一个整体的。
下面，将对根据本发明的实施例通过铸造工艺制造的具有上述构成的挖掘机支臂前端进行详细的说明。
首先，如图2至图3所示，通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端(100)是为了将传递挖掘机动力的支臂(20)与对地表面进行挖掘或者是收集挖掘土的铲斗(30)的部分相连接，从而需要承受很大的外力作用和冲击。因此，对其构件的要求也非常高。所以，在制造过程中，不采用焊接之类的方式，而是采用铸造的方式将以下几个部件铸造成一体：即，与铲头(32)形成的2次贯通部(36)相结合，呈圆筒形状在其内周形成的贯通孔(42)；在其外周侧面形成倾斜端突起(44)的铲斗咬合部(40)；插入到上述支臂(20)前端所带有的插入口(26)中，并与上述铲斗咬合部(40)的端突起(44)的末端相结合，呈板状与其两个侧面平行的侧板部(52)；具有呈圆筒形状与其侧板部(52)的中央垂直咬合的管柱(54)的主体部(50)。从而降低了制造成本，并减少了因焊接工艺而导致的不良率。同时，由于省去了焊接工艺，从而提高了产品的质量并延长了设备的使用寿命。
下面，将对根据本发明的实施例通过铸造工艺制造的具有上述构成的挖掘机支臂前端的制造方法进行详细的说明。
首先，考虑到通过铸造工艺进行生产的各个部件的厚度及形状，将其构造设计成一体型铸造产品，其材料要强调耐用性，同时，加入能够进行焊接的成份制造成合金，从而设计成与现在普通的铁板材料相比，其耐磨性，抗冲击性及耐用性都比较好的合金铸造钢材。(设计步骤，S1)
然后，根据上述设计图，利用合金元素进行铸钢铸造的原则制定铸造方案，在制定方案时，要充分考虑冒口的大小及数量，设置位置，注入口的位置及形态，并制作相应的模型。其制造形态要上下分离的正反两种形状和中间部，然后，利用此模型(Pattern)制作带有注料口的砂型铸模(Sand mold)。在这里，当注入熔化的铸料之后，就使铸料凝固，然后，打破铸模，取出铸件。这就是注塑铸造工艺(Sand casting)。对于一些中间部铸件来说，其模型需采用钢铁，铝制作，它用异型剂(Mold ReleaseWax)作为涂膜，撒入混有热硬化性树脂的微细沙子之后，使其硬化，然后，将制作的壳作为铸模使用，利用其壳铸模制作可以使生产过程变得更加容易。(铸模制作步骤，S2)
然后，考虑到产品使用的环境条件，选用具有耐用性，并能够进行焊接的合金材料进行铸造。优选地按照如下合金元素及合金重量比组成：C(碳)0.17至0.22％，SI(硅)0.3至0.5％，Mn(锰)0.9至1.2％，Cr(铬)0.1至0.2％，Ni(镍)0.5至1.0％，Mo(钼)0.06至1.0％，Fe(铁)的最大含量为97.97％其最小含量为95.88％，同时，使其在熔解温度即1600至1650℃的条件下出炉，然后在1580至1620℃的条件下注入。(铸造步骤，S3)
然后，将经过上述铸造步骤(S3)处理后所制造的产品装入电炉，并将其加热到900至930°，然后，将其浸入到冷水中进行浸泡处理，以增强其耐用性。然后，再次将其加热到500至600°，从而使在铸造过程中产生的应力均匀分布，以增强其韧性，使加工过程变得容易。(热处理步骤，S4)
然后，为了使经过上述热处理步骤(S4)进行表面处理的产品能够恰当地装配到挖掘机支臂(20)的前端，在镗削加工机械中进行镗削，切削，钻孔，螺孔加工等处理。(机械加工步骤，S5)
在上述过程中，通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端(100)与现在普通的铁板材料相比，采用的是耐磨性，抗冲击性，以及耐用性都非常好的合金铸造钢材，从而适用于，由于连接传递挖掘机动力的支臂(20)与对地表面进行挖掘或者是对挖掘土进行收集的铲斗(30)的部分，须承受很大的外力作用和冲击的挖掘机支臂前端。
有益效果
如上所述，根据本发明通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端及其制造方法，其通过铸造工艺将支臂前端铸造成一个整体，这样，就可以使生产成本降低，并使因焊接工艺而导致的不良率下降。同时，由于省去了焊接工艺，提高了产品质量，延长了设备的使用寿命，并使配件及制造工艺变得简单化，从而缩短了产品制造成完成品的所需时间(LEADTIME)。另外，由于减少了一些不必要的配件，将作业场及配件堆积场的一部分多余空间加以灵活运用，从而提高生产率。
在上述过程中，参照附图所示的实施例对本发明进行了说明，但这只是列举的实例，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。因此，本发明真正的保护范围应当根据所附的权利要求项来确定。

Claims (2)

1.一种通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端，其特征在于，包括以下几个部分：
铲斗咬合部(40)，位于在挖掘机铲斗(30)的一侧的铲头(32)上形成的2次贯通部(36)上，在该铲斗咬合部(40)的内周形成有呈圆筒形状能够与上述2次贯通部(36)相连接的贯通孔(42)；在该铲斗咬合部(40)的外周侧面上倾斜形成有端突起(44)，所述铲斗咬合部(40)位于上述挖掘机上所带有的支臂(20)的前端形成的支臂端突起(21)上；主体部(50)，其结合在上述铲斗咬合部(40)的端突起(44)末端，所述主体部(50)具有呈板状与该主体部(50)两个侧面平行的侧板部(52)以及呈圆筒形状与该主体部(50)侧板部(52)的中央垂直咬合的管柱(54)，所述主体部(50)向上述支臂(20)前端的插入口(26)插入，它们通过铸造方法构成一个整体。
2.一种通过铸造工艺制造的挖掘机支臂前端的制造方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
(a)为了能够通过铸造工艺进行生产而按照一体型铸造品的构造制作图纸的设计步骤；
(b)以上述(a)的图纸为基础，进行上下分离，将上下分离的正反形状和中间部通过砂型铸造工艺制造铸模，并将一部分中间部按照壳铸模进行制造的铸模制作步骤；
(C)为了增强其耐用性，并能够进行焊接，采用合金铸造的方法进行生产，并按照如下合金元素及合金重量比组成：C 0.17至0.22％，SI 0.3至0.5％，Mn 0.9至1.2％，Cr 0.1至0.2％，Ni 0.5至1.0％，Mo 0.06至1.0％，Fe的最大含量为97.97％其最小含量为95.88％，同时，使其在熔解温度 即1600至1650℃的条件下出炉，然后在1580至1620℃的条件下注入的铸造步骤；
(d)在经过上述(c)步骤之后，将所制造的产品装入电炉，加热到900至930°，然后将其浸入冷水中进行浸泡处理，然后，再次将其加热到500至600°的热处理步骤；
以及(e)为了能够将经过上述(d)步骤处理后的产品装配到挖掘机支臂的前端而进行镗削，切削，钻孔，螺孔加工处理的机械加工步骤。 
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