■ 中車唐山機(jī)車車輛有限公司 （河北唐山 063035） 桑弘鵬 孫克安 萬(wàn)景元 張 勇 馬 彪

某動(dòng)車組列車在車體整體組焊完成后，一位端為一傾斜60°的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以與傾斜60°的玻璃鋼司機(jī)室配裝。如圖1所示，此傾斜結(jié)構(gòu)由車頂、側(cè)墻和底架三部件組成，各部件需要在加工中完成傾角的加工，其中車頂角度的加工難度最大。

圖1 車體斜面結(jié)構(gòu)

1. 車頂加工中存在的問(wèn)題

1）車頂長(zhǎng)度方向上加工余量較?。s200mm），需選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?zhǔn)確高效地去除余量，完成斜面加工。

2）按照相應(yīng)的工藝要求，在車頂加工中不僅需對(duì)車頂進(jìn)行60°斜角的加工，而且還需要沿著斜面，在車頂截面上、下兩側(cè)加工出墊板槽和排水槽，由于車頂?shù)慕孛娌灰?guī)則，同時(shí)受焊接變形影響，截面的實(shí)際輪廓與理論輪廓相差較大，加工過(guò)程中極易出現(xiàn)過(guò)切，如圖2所示。

3）加工后的車頂與側(cè)墻在裝配時(shí)，兩部件斜面接口處存在配裝不上的情況，即車頂下邊緣與側(cè)墻上邊緣在長(zhǎng)度方向上相差10～20mm，只能由操作人員對(duì)斜面進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈?。不僅增加操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，而且人工修整后的傾斜角度不能保證為60°，存在較大誤差。

2. 優(yōu)化加工方法

在加工車頂時(shí)，待加工部分是懸伸出工裝的，底部無(wú)支撐，若選用立銑刀等通用刀具，在加工過(guò)程中會(huì)因較大的切削力導(dǎo)致劇烈振動(dòng)，工件容易出現(xiàn)松動(dòng)，同時(shí)也可能導(dǎo)致車頂型材斷面筋打彎或撕裂，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。

經(jīng)研究分析，采用鋸片替代銑刀的加工形式，使用直徑550mm的合金鋸片，旋轉(zhuǎn)角度加工60°斜角，由于鋸片有120個(gè)齒，切割時(shí)切削力小，每齒進(jìn)給量小，使得加工時(shí)不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)也提高了加工效率，縮短了加工時(shí)間，保證了加工質(zhì)量，避免了筋板彎曲等質(zhì)量問(wèn)題，如圖3所示。

3. 建立加工基準(zhǔn)

車頂與側(cè)墻斜面配裝不上的主要原因?yàn)椋很図敽蛡?cè)墻的加工基準(zhǔn)不統(tǒng)一，即車頂以最高點(diǎn)為加工基準(zhǔn)，側(cè)墻以最低點(diǎn)為加工基準(zhǔn)。在車頂和側(cè)墻配裝時(shí)，只測(cè)量調(diào)整部件的弧度、寬度方向尺寸，未對(duì)高度方向的測(cè)量和調(diào)整提出要求，沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行控制。

圖2 車頂加工過(guò)切

圖3 車頂60°斜面加工

一般情況下焊接后的車頂、側(cè)墻是鼓的，即實(shí)際高度要比理論值高。因60°斜面的存在，車頂越高，加工后的車頂下邊緣長(zhǎng)度越長(zhǎng)；側(cè)墻越高，側(cè)墻上邊緣就會(huì)越短。為此，修改了加工尺寸和基準(zhǔn)，使側(cè)墻變長(zhǎng)、車頂變短，最終達(dá)到兩大部件裝配在一起時(shí)，接口處少修磨或不修磨的要求。

4. 改進(jìn)端面槽、排水槽加工工藝

槽加工過(guò)切的主要原因有：

1）組成車頂?shù)倪呿敗A頂?shù)却尾考筒膶?shí)際輪廓與理論輪廓存在一定的誤差。

2）車頂斜面加工位置緊鄰空調(diào)框焊接位置，焊接后變形無(wú)規(guī)律且較大，使得實(shí)際輪廓與理論輪廓存在較大偏差，如圖4所示。

圖4 車頂空調(diào)框結(jié)構(gòu)

3）車頂次部件兩側(cè)圓邊頂輪廓度較大，探頭在進(jìn)行測(cè)量時(shí)容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，得到的測(cè)量值不準(zhǔn)確，不能真實(shí)反映實(shí)際輪廓，導(dǎo)致后續(xù)加工過(guò)切（見(jiàn)圖3）。

槽加工過(guò)切的改進(jìn)措施為：

1）根據(jù)車頂截面，確定車頂輪廓上需要進(jìn)行測(cè)量的點(diǎn)，并針對(duì)不同部位，采用不同測(cè)量方式。如圖5所示，圓頂部分采用垂直方向測(cè)量，邊頂部分采用法向測(cè)量方式，探頭垂直于車頂截面，防止探頭測(cè)量時(shí)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

圖5 車頂輪廓測(cè)量方式

2）車頂斜角加工完成后，其表面是一個(gè)橫截面。不同高度的端面槽、排水槽的深度是變化的。

運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)算公式，采用宏程序編寫數(shù)控程序代碼，找出車頂斜面不同高度位置處，端面槽、排水槽加工深度與高度之間存在的數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系。并根據(jù)三角函數(shù)，分別用X、Y、Z代表加工部位深度、寬度及高度的坐標(biāo)值，其中，Y值和Z值在程序中給定，則X＝Z/tan60°。以下為程序節(jié)選。

;*********************

N270 r30=-93.18;z

N280 r31=957.22;y

N290 r32=r30/tan(60);x

N300 r33=10

......

......

N590 ce1

N600 r230=mp[5,0];x

N610 r330=mp[5,1];y

;*********************

車頂加工如圖6所示。

5. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)車頂加工中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，實(shí)施工藝方法改進(jìn)，最終確立了帶有斜角的車頂加工工藝，此工藝方案提高了生產(chǎn)效率、杜絕了質(zhì)量問(wèn)題，可為類似產(chǎn)品加工提供參考。

圖6 車頂加工