农业机械设计论文

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1设计中将对型定位考虑其中，大大方便了制造和焊接工艺

通常在刀轮箱的两侧侧板与圆弧板在对型点焊过程中，如果圆弧板的弧形做得不规则，刀轮安装后会与圆弧板和侧板发生碰擦，损坏刀子。同时，圆弧板在制造过程中，其成型是在卷板机上卷成，圆弧半径无法准确把握，与图纸设计尺寸有较大误差，给后期安装刀轮箱总成增加了很大的调试工作量。德国工程师是如何解决该问题的呢？该方案中，在刀轮箱的两个侧板上开了一系列30×3（料厚）的方孔，在圆弧板上割有30×3（料厚）的凸台，俗称为榫，a、b是圆弧板凸台插入侧板时的图示（俗称为卯，卯入后，端部焊接）。当圆弧板的凸台依次插入到侧板的方孔中，这些方孔就决定了圆弧板的位置，对型时对圆弧板有效地起到了矫形作用，给制造和安装对型及总装奠定了良好基础。

2精确定位，减少焊接工装

破碎器机架焊合图，该零件为钣金件焊合而成，对每一件零件的定位精度要求较高，如果误差太大，则影响破碎辊和抛料筒的安装。众所周知，钣金件一般的生产方式多是采用剪板机下料，然后或冲压成型或折弯机成型，下料尺寸的精度是保证零件准确的唯一条件，然而，剪板机下料后的尺寸精度取决于刀口的直线度、间隙、板料平整度、剪板宽度等，使得影响剪板后的零件外形尺寸的因素较多，偏差较大，端面光亮带层窄，粗糙度大，达不到零件精确定位的要求。本部件的钣金件焊合件，通常都是要设计专门的焊接工装，将零件置放到焊接工装设定的特定位置，加以紧固和夹紧，然后实施焊接工序，这就增加了制造成本和工艺难度。德国工程师的解决办法是：在需要相互焊接的零件上开设榫和卯孔，来连接需焊接的钣金件，a、b、c、d、e、f、g、h标示的就是用卯孔来确定零件的位置，此设计的优点是省去了焊接工装，而零件定位却非常精确，完全达到设计要求。

3减速器合理分型，简化零件结构、减少加工要素

一般箱体多采用剖分式结构，剖分面通过轴线，有时也采用多剖分面，而剖分面基本上都是通过轴线，这种结构有许多限制：（1）箱体要有一定的壁厚，以便增加抗弯扭的惯性矩，提高箱体的整体刚性。若壁厚太厚，就增加了重量，显得箱子胖笨，占据安装空间。（2）为了保证结合面连接处的局部刚度与接触刚度，箱盖与箱座连接部分都具有较厚的连接凸缘，凸缘的存在增加了箱体重量和加工量，成本增加。（3）箱体剖分面和轴承座孔表面都要限制其微观不平度，表面粗糙度Ra≤1.6～2.5μm，加工要求较高。（4）过轴线的剖分式箱体轴承座孔两侧的连接螺栓还应尽量靠近，为此，在轴承座孔附近应做出凸台，凸台的存在使得加工量增加。（5）为保证密封，过轴线的箱体剖分面连接凸缘要经过精刨或刮研，制造精度要求非常高，增加制造成本。剖分式箱体工艺性较差，调整刀具的次数多，加工误差较大，造成浪费。减速箱材料为QT400-15，它的剖分面不过轴线，其剖分面与轴线垂直，箱盖最薄的地方6mm，最厚的地方也只有8~10mm。不但减小了箱体重量，而且做工精细，不占用安装空间。

4因地制宜，改铸件为焊接件

该零件可采用精密铸造后，再加工各个配合面，但存在以下缺点：（1）零件属于不规则形状，轴承座板厚度只有8mm，铸造后产生极大的铸造变形，由于尺寸266比较长，必须留大加工余量，方能保证239.663±0.05、芰55+0.0300、芰60-0.012-0.047、芰62+0.0300、芰65+0.0300的尺寸及同轴度0.05，增加了加工难度和成本，废品较高。（2）在新产品试制中，若采用精密铸造毛坯，则模型和铸件毛坯价格高，周期长，无法满足生产的急需。德国工程师的做法是在激光切割机上将轴承座板（板厚8mm）下料，同时割出两个轴孔，将轴管（单面留有3mm加工余量）与轴承座板采用二氧化碳保护焊，调整合适的焊机电流及参数，使其变形小，再在加工中心上加工。效率高、见效快、周期短。

5应用高精尖加工设备

（1）德国加工技术的先进性：卯的方孔为矩形，在激光切割机上一次割成型，激光割口的缝隙只有单边0.05mm，精确度很高。一般的板料下料设备做不到。（2）德国机械加工设备的精度高：就箱体而言，除了铸件本身的铸造精度外，尖端设备加工中心的使用，使得铸件加工余量大大减少，加工精度大为提高，箱体壁厚也有大大减小，箱体既达到了强度和使用要求，看起来也很美观、精致。

6体会

（1）大胆创新，不被传统设计思想束缚。目前国内的收获机械，比如玉米收获机，青（黄）贮收获机等，其割台体架几乎都采用的是矩形管焊接结构，那么在未来的设计中，只要其喂入机构是采用液压驱动的，是否也可以考虑将矩形管内腔作为油箱使用，而省去专门的液压油箱。因为在大多数人眼中，割台体承受着1.5t左右的零件重量，强度要保证，一般就不再考虑做其他用处。（2）加工新工艺和新技术应用于设计中。案例2、3卯口的应用，想法极为新颖，在通常生产中，没有激光切割机和数控冲床的情况下，也不能想象在钢板上留榫，因为，钢板上增加一个凸台或凹槽，会给冲压加工带来很大麻烦，需要设计和制造专门的冲压模具和工装，还需要与之相匹配的冲床，增加了工序，也不利于套裁，而有了激光切割机和数控冲床，这就不是问题了。在加工制造方面，要应用精密加工现代高新技术。在机床方面要应用数控机床、加工中心等高新技术。文中案例4、5就是，毛坯采用精密铸造，没有多余材料，毛坯本身几乎没有铸造变形，就使得加工余量很小，节约了材料。使用加工中心加工，机床本身有自检测和找正系统，设计好三维模型，一切就变得简单了。

作者：张周平刘军单位：新疆机械研究院股份有限公司