侯學(xué)元，韓淑華

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

?

貨運(yùn)列車減震斜楔的加工工藝與夾具設(shè)計(jì)

侯學(xué)元，韓淑華

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

某鐵路車輛減震用的斜楔屬于形狀不規(guī)則的框架類結(jié)構(gòu)的零件，本文分析了該斜楔的結(jié)構(gòu)及加工要求，并制定了加工工藝規(guī)程，突破傳統(tǒng)加工思維，采用普通車床代替數(shù)控加工中心進(jìn)行加工，應(yīng)用設(shè)計(jì)好的工裝夾具保證加工精度的同時(shí)也確保了生產(chǎn)進(jìn)度，并解決了該廠的數(shù)控設(shè)備短缺的實(shí)際情況，極大的發(fā)揮了普通設(shè)備的生產(chǎn)效益。

鐵路車輛；斜楔；減震；夾具

0 前言

社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，迎來(lái)了我國(guó)鐵路車輛的第六次大提速，調(diào)貨運(yùn)輸能力在原有的基礎(chǔ)上再增加12%以上，大面積開(kāi)行5 000 t級(jí)貨物列車。貨車運(yùn)行速度和載重量的不斷增加，對(duì)列車裝備質(zhì)量提出了更高的要求。內(nèi)蒙古科摟大學(xué)工程訓(xùn)練中心承接了內(nèi)蒙古某特大型企業(yè)的一種鐵路車輛減震斜楔的試制加工。該零件安裝在列車的車輪上部，屬于車輛減震系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵零件，形狀不規(guī)則，裝夾困難。為滿足產(chǎn)品的加工要求，必須研究制定合理的工藝規(guī)程[1-3]。

1 加工工藝路線制定

如圖1所示。產(chǎn)品毛坯為精鑄件，材料為：貝氏體球墨鑄鐵(ADI)，屬框架類零件。由于零件是精鑄件，與其他配合件的裝配尺寸主要集中在右側(cè)面，關(guān)鍵尺寸為φ50+0.02、72+0.1以及尺寸164的加工面。

原有工藝路線如下：檢查毛坯→銑右側(cè)平面→鉆孔→鏜孔→熱處理→噴丸→涂漆→檢驗(yàn)→轉(zhuǎn)總裝。

分析該工藝路線，零件的關(guān)鍵工序是加工尺寸φ50+0.02，即零件在右側(cè)平面加工完后，轉(zhuǎn)入鉆床進(jìn)行孔的粗加工，然后上加工中心進(jìn)行鏜孔，這樣需設(shè)計(jì)兩套工裝夾具并進(jìn)行兩次裝夾，才能完成孔的加工工序，這樣的加工方式極大的影響了生產(chǎn)進(jìn)度?；诖耍?jīng)過(guò)對(duì)該零件的研究分析制定了如下工藝路線：

檢查毛坯→銑右側(cè)平面→鉆、車孔→熱處理→噴丸→涂漆→檢驗(yàn)→轉(zhuǎn)總裝。

新制定的工藝路線將鉆孔和鏜孔工序合為一道工序在普通車床上進(jìn)行加工，這樣對(duì)孔φ50+0.02的加工變成了設(shè)計(jì)一套工裝夾具進(jìn)行一次裝夾完成加工，極大的提高了生產(chǎn)效率。

圖1 斜楔零件圖Fig.1 Wedge part drawing

2 車床夾具設(shè)計(jì)

圍繞零件在孔φ50+0.02的加工工序設(shè)計(jì)了如圖2所示的車床夾具。夾具通過(guò)底板上的三個(gè)螺紋孔和車床的法蘭盤進(jìn)行螺栓連接，前板上的孔要在夾具整體固定在法蘭上后進(jìn)行加工，這樣保證夾具整體中心和主軸中心重合。

2.1 夾具設(shè)計(jì)思路

φ50+0.02孔加工從原來(lái)的兩道工序合為一道工序加工，新設(shè)計(jì)的車床夾具要保證孔的中心線和車床主軸中心線重合，將零件固定在夾具上要定位準(zhǔn)確，裝夾方便，且拆卸簡(jiǎn)單[4-8]。

2.2 夾具的定位夾緊

如圖2所示，零件的定位是以上道工序已經(jīng)加工過(guò)的右側(cè)大面和頂面為定位基準(zhǔn)面，將零件放入夾具中，零件的右側(cè)尺寸164的三個(gè)面緊貼夾具的前板的三個(gè)面，采用壓板式夾緊方式，左右各一個(gè)壓板，壓板通過(guò)支撐座、螺栓及螺母將零件夾緊[9-10]。完成零件的定位與夾緊。特別注意的是零件要從夾具的下方放入。

圖2 車床夾具結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure diagram of lathe fixture

3 加工出現(xiàn)問(wèn)題及解決方案

零件進(jìn)行小批量生產(chǎn)后，孔φ50+0.02的尺寸得到了很好的保證，但時(shí)，孔中心線與右側(cè)底面的尺寸70+0.1出現(xiàn)超差率偏高。對(duì)夾具及零件進(jìn)行了分析，原因是由于上道工序在加工尺寸164的時(shí)候，其尺寸差范圍為164.5～165 mm，這就導(dǎo)致了零件在裝入夾具后出現(xiàn)了零件上下面定位有間隙，導(dǎo)致定位不準(zhǔn)出現(xiàn)超差。找到原因后，重新分析圖紙，在原有的夾具基礎(chǔ)上，增加了兩個(gè)輔助定位銷，如圖2所示，取消164尺寸上頂面的定位基準(zhǔn)，即在裝夾零件時(shí)，只考慮零件尺寸164的下底面與前板的下底面的定位和兩個(gè)輔助定位銷的定位，這樣很好的保證了尺寸70+0.1，公差得到了很好保證，加工效率更高。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)斜楔的試制和小批量生產(chǎn)，探索出框架類零件的加工方法。通過(guò)改進(jìn)工裝夾具，保證加工質(zhì)量。該零件的加工，為同類零件加工選型采用更加合理的工藝選擇和實(shí)現(xiàn)高精度的工件加工提供了一個(gè)參考方案。

[1] 蔡瑾，段國(guó)林，李翠玉，等. 夾具設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2002(5): 35-40.

[2] 孫建民. 工程車輛減震系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 筑路機(jī)械與施工機(jī)械化, 2011(6).

[3] 馬松. 工裝夾具設(shè)計(jì)的思考[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展2014(1)：11-14.

[4] 楊叔子. 機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[5] 邢鴻雁，陳榕林. 機(jī)械制造難加工技術(shù)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[6] 曾正明. 實(shí)用工程材料技術(shù)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[7] 華茂發(fā). 機(jī)械制造技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[8] 成大先主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第四版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[9] 楊若玲. 異形銷工藝分析及夾具設(shè)計(jì)[J]. 煤礦機(jī)械, 2014(07).

[10]周太平,康志成,夏翔. 數(shù)控銑床與加工中心夾具設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代制造工程, 2011(02).

Processing technology and fixture design of wedge damper for freight train

HOU Xue-yuan, HAN Shu-hua

(Inner Mongolia university of science & technology, Baotou 014010,China)

Wedge for damping railway vehicles is an irregularly shaped frame structure parts. In this paper, Processing requirements and structure of the wedge are analyzed, the technical procedure is decided, it is processed by ordinary lathe instead of CNC machining center. Application of a new designing fixture, which ensure not only machining accuracy but also production schedule, and shortage of numerical control equipment is solved in plant. That common equipment plays a good part in production benefit.

railway vehicles; wedge; damper; fixture

2014-09-19；

2014-10-15

2011年內(nèi)蒙古科技大學(xué)創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(2011NCL036)

候?qū)W元(1978-)，男，碩士，內(nèi)蒙古科技大學(xué)講師。

TG506

A

1001-196X(2015)01-0073-03