電力機(jī)車軸箱體加工工藝分析

侯海峰 武曉 孫志宏

摘要：隨著電力機(jī)車產(chǎn)品的不斷的換代升級(jí)，軸箱體的結(jié)構(gòu)也在隨之而發(fā)生變化，軸箱體的制造工藝也相應(yīng)發(fā)生著改變。近幾年來(lái)，在我公司生產(chǎn)的多種電力機(jī)車產(chǎn)品中，軸箱體的結(jié)構(gòu)形式也不盡相同，制造工藝也各有不同。本文通過(guò)對(duì)我公司典型車型HXD2B機(jī)車軸箱體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，指出影響軸箱體加工工藝的因素，并找出對(duì)應(yīng)的解決方案。最終對(duì)軸箱體的復(fù)雜外形確定合理的加工方法。

關(guān)鍵詞：HXD2B;軸箱體;三坐標(biāo);工藝

0? 引言

HXD2B電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對(duì)電機(jī)組裝、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置、牽引裝置、牽引電機(jī)懸掛裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置和附件等主要部件組成。軸箱裝配的作用是將車輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成機(jī)車相對(duì)鋼軌的直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)有承重的作用。它將機(jī)車的重量通過(guò)輪對(duì)傳遞給鋼軌，并將來(lái)自鋼軌的牽引力、制動(dòng)力、橫向力等傳遞給轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。因此，軸箱體質(zhì)量的好壞直接影響著轉(zhuǎn)向架裝配質(zhì)量。

1? 軸箱體工藝分析

1.1 分析零件圖樣和工藝處理

零件加工前，前期要做大量的工藝準(zhǔn)備工作，首先就是分析零件圖樣，了解零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，明確加工部位和相關(guān)技術(shù)要求。然后結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際來(lái)制定合理的工藝路線。在此過(guò)程中，還需明確加工使用的數(shù)控機(jī)床、工裝、刀具等。此外，工藝處理過(guò)程涉及的問(wèn)題還有很多，操作人員應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

工藝方案及工藝路線：制定工藝方案時(shí)，首先要根據(jù)加工需求、設(shè)備性能等選用合理的數(shù)控機(jī)床。在考慮數(shù)控機(jī)床合理性的同時(shí)也應(yīng)關(guān)注生產(chǎn)成本和效率，避免出現(xiàn)“大牛拉小車”等不適配的現(xiàn)象，更加充分地發(fā)揮出數(shù)控機(jī)床的性能，減少機(jī)床性能和成本的浪費(fèi);制定工藝方案時(shí)，還應(yīng)盡可能縮短加工路線，減少空行程時(shí)間和換刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。

零件安裝與夾具選擇：加工過(guò)程中如需要工裝輔助裝夾，應(yīng)盡可能選用通用或者組合夾具，減少工裝制造耗費(fèi)的成本。并且，在設(shè)計(jì)定位和裝夾方式時(shí)，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)一次裝夾，能將零件所有加工面全部加工出來(lái)，避免反復(fù)裝夾。零件裝夾時(shí)，要盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，減小定位誤差;零件的定位和夾緊過(guò)程要盡可能操作簡(jiǎn)單、方便、快速，減少輔助時(shí)間，必要時(shí)可采用專用夾具。

編程原點(diǎn)和編程坐標(biāo)系：確定編程原點(diǎn)和編程坐標(biāo)系時(shí)，應(yīng)盡可能使程序編制簡(jiǎn)單;編程原點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或者工藝基準(zhǔn)，并且加工過(guò)程中便于測(cè)量的位置。

刀具和切削用量：選擇刀具時(shí)應(yīng)該綜合考慮零件材料的性能、數(shù)控機(jī)床的加工能力、工序的類型特點(diǎn)、切削用量以及其他因素?？傊?，選用刀具應(yīng)符合以下幾條原則：安裝和調(diào)節(jié)方便、切削精度高、刀桿剛性好、耐磨損壽命長(zhǎng)等。

切削用量也叫切削三要素，包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度。選擇切削參數(shù)的原則是保證零件的加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具的切削性能，保證合理的刀具耐用度，充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度地提高生產(chǎn)率和降低成本。在實(shí)際的生產(chǎn)中，粗加工時(shí)，一般選擇較大背吃刀量、進(jìn)給量，適當(dāng)?shù)那邢魉俣龋岣呒庸ば?精加工時(shí)，一般選擇較小的背吃刀量、進(jìn)給量，盡可能提高切削速度，以獲得較好的表面質(zhì)量。

1.2 數(shù)學(xué)處理

工藝處理完成后，需要根據(jù)產(chǎn)品的外形、尺寸、走刀路線及坐標(biāo)系，計(jì)算產(chǎn)品粗、精加工的運(yùn)動(dòng)軌跡，并獲得刀位數(shù)據(jù)。

1.3 編寫零件加工程序單

工藝參數(shù)、加工順序和刀位參數(shù)等確定后，即可按照指令代碼和程序段格式，逐段地編寫出加工程序單。對(duì)于形狀較為復(fù)雜、工序很長(zhǎng)、計(jì)算過(guò)程煩瑣易出錯(cuò)的零件，就需要采用計(jì)算機(jī)來(lái)輔助編程，提高編程效率和準(zhǔn)確率。

1.4 輸入數(shù)控系統(tǒng)

程序編寫完成后，可以直接通過(guò)鍵盤輸入或控制介質(zhì)將程序?qū)氲綑C(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。

1.5 程序檢驗(yàn)和首件試加工

輸入程序后，還需要試運(yùn)行和試加工對(duì)程序的正確與否進(jìn)行檢驗(yàn)，方可正式加工。試運(yùn)行可以檢查程序語(yǔ)法有無(wú)錯(cuò)誤、加工軌跡是否正確;試加工可以驗(yàn)證加工工藝、切削參數(shù)是否合理，加工精度能否滿足圖紙要求以及加工效率的高低，方便后續(xù)的優(yōu)化和改進(jìn)。

HXD2B機(jī)車軸箱體與HXD2機(jī)車軸箱體的結(jié)構(gòu)有所不同。HXD2B機(jī)車軸箱體為鑄鋼，彈簧座面尺寸為Φ220，彈簧座內(nèi)孔的尺寸為Φ90H8，彈簧座面尺寸HXD2B軸箱體為Φ220，HXD2B軸箱體還增加了M10×1的注油孔及寬32的槽。軸承孔的內(nèi)空刀槽HXD2B軸箱體為20，上拉桿座內(nèi)側(cè)的圓弧HXD2B軸箱體為R10，兩側(cè)高度差7（0/+0.5）。

HXD2B軸箱體工藝路線為：

劃線—粗車—鏜洗加工（一）—鏜洗加工（二）—鉗工打磨—三坐標(biāo)測(cè)量。

工序名稱：劃線。

①如圖1，將工件水平放置，以A、B、C三處中點(diǎn)畫工件的水平腰線。

②劃上、下兩端面加工線，保證尺寸226;劃兩彈簧座面中心線。

③將工件垂直放置，按兩側(cè)彈簧座面找平;以軸承孔外圓及軸承孔內(nèi)圓分別劃十字中心線。

④劃彈簧座面加工190，檢查減震器座77尺寸加工余量2mm。

⑤檢查③步驟的兩條中心線到兩側(cè)彈簧座中心300尺寸。

⑥確定軸承孔中心線，劃Φ271內(nèi)孔加工線。

工序名稱：粗車。

①如圖2，將劃有Φ271內(nèi)孔加工線的一側(cè)向上放置，按腰線找水平，按孔加工線找正，粗車內(nèi)孔。

②車上端面，保證上端面到腰線的尺寸113±0.2。

③倒角2×45° 。

工序名稱：鏜銑加工（一）。

①如圖3，工件以內(nèi)孔及端面在三爪卡盤上定位;按彈簧座面加工線找正，從上面用三爪壓板壓緊工件。

②調(diào)整兩個(gè)支撐，并壓緊。

③緊固浮動(dòng)支撐，并壓緊。

工序名稱：鏜銑加工（二）。

①工件以2-Φ90孔在夾具上安裝，檢查定位面間隙小0.05mm。

②下拉桿座處兩頂緊螺釘從兩側(cè)同時(shí)夾緊，緊固浮動(dòng)支撐。

工序名稱：軸箱體修整。

①去除軸箱體各個(gè)部分的飛邊和毛刺;

②檢查加工面鑄造缺陷。

工序名稱：三坐標(biāo)檢測(cè)。

按照?qǐng)D紙要求，運(yùn)用三坐標(biāo)的檢測(cè)手段，對(duì)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行檢測(cè)。

這樣的工藝路線特點(diǎn)是：

①整個(gè)工藝過(guò)程中較多的使用了加工中心，工序集中，加工精度和生產(chǎn)效率較高。

②內(nèi)孔的精加工是在其他加工內(nèi)容完成之后進(jìn)行的，內(nèi)孔的加工精度較高。

③軸箱體軸承孔是軸箱體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在完成彈簧座面、拉桿座及一系減震器座和掃石器安裝座加工后，以彈簧座的內(nèi)孔作為基準(zhǔn)，使軸承孔的內(nèi)孔和端面一次性加工完成，使各加工部位的形位公差精度容易保證。

軸箱體是軸箱裝配的主要部件，其使用性能和安全性能要求很高，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)制造精度要求高，不易加工。主要問(wèn)題所在有：

①一系減震器座？覫90劃盤深度不一致;

②軸承孔內(nèi)20mm槽邊有毛刺;

③二工序？覫90孔尺寸不能保證;

④上拉桿座？覫22孔和減震器座？覫17.5孔位置度超差;

⑤部分刀具的刀片損耗量較大;

⑥？覫276.23軸承孔加工耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，并且粗糙度不好。

經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制和攻關(guān)，這些問(wèn)題都得到了相應(yīng)的解決。

2? 總結(jié)

機(jī)械加工工藝過(guò)程是機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程的一部分，是使工件達(dá)到所要求形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)性能，成為合格零件的過(guò)程。加工工藝編制質(zhì)量的好壞對(duì)零件的加工質(zhì)量、效率、成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度均有直接的影響，因此在編制不同的軸箱體工藝時(shí)，必須根據(jù)產(chǎn)品各自的特點(diǎn)，編制更加合理的工藝方案，努力使產(chǎn)品的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)條件和經(jīng)濟(jì)性等幾方面達(dá)到統(tǒng)一。

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