油圧ショベルブームアームの製造プロセス

1. 設計と有限要素（FE）シミュレーション

• 主要な操作:
  • CADソフトウェアを使用して、ブームアームの3Dモデル（メインプレート、補強リブ、ヒンジインターフェースを含む）を作成します。
  • CAEツールを使用してFEシミュレーションを実施し、極端な作業条件下（重い材料の持ち上げ、硬い土の掘削など）での応力分布、疲労寿命、変形を分析します。
  • 設計を最適化します。プレートの厚さを調整し、リブを追加/補強し、ヒンジの位置を変更して、耐荷重能力を維持しながら重量を削減します。
• 主要なツール: CAD（SolidWorks、Creo）、CAE（ANSYS、Abaqus）、FE解析ソフトウェア。
• 品質要件: 疲労強度と静的荷重抵抗に関する業界標準（ISO 10265など）を満たしていることを確認します。設置インターフェース（ヒンジ穴など）は、油圧ショベルのアームシリンダーとバケットに合わせる必要があります。

2. 材料の選択と準備

• 一般的な材料: 主要な応力領域には、高強度低合金（HSLA）鋼（Q345B/C、S355JRなど）または耐摩耗鋼（NM450など）を使用します。これらの材料は、引張強度（≥345 MPa）と靭性のバランスを取り、脆性破壊を回避します。
• 材料の準備: 超音波検査で、原材料の鋼板に欠陥（亀裂、介在物など）がないか検査します。後続の処理のために、プレートを標準サイズに切断します。

3. 精密切断（下料）

• 主要な操作: 寸法精度を確保するためのCNC（コンピュータ数値制御）切断。
• 主要なツール:
  • ガントリー型CNCプラズマ切断機（薄板から中板、≤20mm; 高速、低熱変形）。
  • CNCフレーム切断機（厚板、>20mm; HSLA鋼に適しています）。
• 品質要件: 寸法偏差≤ ±1mm; 切断面にバリやスラグがないこと（溶接欠陥を回避するため）。熱変形は、予熱または切断後の冷却によって制御されます。

4. 成形と整形

• 主要な操作:
  • 曲げ: 油圧プレスブレーキを使用して、プレートを角度（ボックスセクション壁の場合は90°など）またはU字型の溝に折り曲げます。
  • 圧延: プレート圧延機を使用して、湾曲した表面（ブームのアーチ型トップ/ボトムプレートなど）を成形し、応力分散を向上させます。
  • エッジの準備: プレートのエッジを面取り（30°–45°の面取りなど）して、溶接時の完全な溶け込みを確保します。
• 主要なツール: 油圧プレスブレーキ、4ロールプレート圧延機、面取り機。
• 品質要件: 角度偏差≤ ±0.5°; 湾曲した表面は均一な半径を持ち（しわや亀裂がないこと）、面取り寸法は溶接仕様に適合していること。

5. 溶接と変形制御

• 主要な操作:
  • 仮付け溶接: 部品（メインプレート+補強リブなど）を小さな溶接で一時的に固定して、位置合わせを維持します。
  • 本溶接: さまざまな接合部に、高効率で欠陥の少ない溶接方法を使用します。
    • サブマージアーク溶接（SAW）：長くて直線的な接合部（メインプレートの継ぎ目など）用; 高い溶着速度と滑らかな溶接。
    • CO₂ガス金属アーク溶接（GMAW）：複雑な接合部（リブとメインプレートの接続など）用; 柔軟で現場での調整に適しています。
    • ロボット溶接：高精度接合部（ヒンジインターフェースなど）用; 人為的ミスを減らし、一貫した溶接品質を確保します。
  • 溶接後の熱処理: ブームアームを600–650°Cに加熱（応力緩和焼鈍）して、残留溶接応力を除去します（使用中の亀裂を防ぎます）。
• 主要なツール: SAWマシン、CO₂ GMAW溶接トーチ、ロボット溶接ワークステーション、熱処理炉。
• 品質要件: 溶接欠陥がないこと（気孔、亀裂、溶け込み不良）。溶接高さ≥ 薄い方のプレートの厚さの70％; 熱処理後の残留応力≤ 150 MPa。

6. 精密機械加工

• 主要な操作:
  • 治具クランプ: 溶接されたブームアームを専用の治具に固定します（機械加工中の変形を防ぐため）。
  • ボーリング: CNCボーリング盤を使用して、ヒンジ穴（ピンシャフト用）を精密な寸法に機械加工します。
  • フライス加工: ヒンジボスの端面をフライス加工して、穴軸との垂直性を確保します。
  • 穴あけ/タッピング: 油圧パイプラインブラケットまたはボルト接続用の穴を開けます。必要に応じて、内ねじをタッピングします。
• 主要なツール: 大型CNCボーリングおよびフライス盤、多軸マシニングセンタ、タッピングマシン。
• 品質要件: 穴径偏差±0.05mm; ヒンジ穴の平行度/同軸度≤ 0.5mm（ピンシャフトのスムーズな動きを確保するため）。穴の表面粗さRa ≤ 1.6μm。

7. 表面処理

• 主要な操作:
  • ショットブラスト: 高速鋼球（0.8–1.2mm）を使用して、ブームアームの表面をブラストし、錆、スケール、溶接スラグを除去します。
  • リン酸処理: ブームアームをリン酸処理浴（リン酸亜鉛溶液）に浸して、5–10μmのリン酸皮膜を形成します（プライマーの密着性を向上させます）。
  • パブの時間 : 2025-09-24 08:39:24 >> ニュースのリスト