徐雨光

摘 要：通過對40KTE型轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點及工藝難點分析，在工藝流程、典型的加工部位及裝配等工序在機床、刀具、裝配胎具等方面進行了工藝優(yōu)化，解決了40KTE型轉(zhuǎn)向架加工過程的中遇到的瓶頸并制定了相應(yīng)的整改措施，總結(jié)出一套完整高效的40KTE型轉(zhuǎn)向架加工技術(shù)方案。針對批量件生產(chǎn)，既要保證產(chǎn)品質(zhì)量，又要保證生產(chǎn)效率，為保證訂單的簽訂打下了堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向架 精加工 質(zhì)量 加工效率

中圖分類號：U270.6 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）02（a）-00-02

我公司與國外公司簽訂了長期供貨三軸整體鑄造轉(zhuǎn)向架的合同，每年需求量在1000左右。轉(zhuǎn)向架是用來支撐車體，承受和傳遞車體到鋼軌間的各種載荷和作用力，緩和車輛與路線間的振動和沖擊[1]。

1 概述

該產(chǎn)品外形尺寸分別是長：5738.9mm；寬：2568.7mm；高：758.7mm，重量6.37t。結(jié)構(gòu)為一端開口的“月”字形結(jié)構(gòu)，由左右兩個側(cè)梁、前中后三個橫梁，每個側(cè)梁上有6個彈簧座，每個橫梁上有2個電機座，這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向架對機械加工是一個新的挑戰(zhàn)。該訂單為大批量產(chǎn)品，必須既要保證批產(chǎn)質(zhì)量，又要保證加工效率，所以我們要不斷優(yōu)化我們的加工工藝[2]。

2 制造難點與工藝優(yōu)化

2.1 工藝流程

由于轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不單單是一個零件的精加工，還涉及裝配百余個小零件，在生產(chǎn)前要充分考慮到各種工序工藝的合理性，及合理選擇加工設(shè)備，避免不必要的資源浪費。

為了檢驗工件的穩(wěn)定性及加工性能，采用首件試制。首件試制我們采用的工序為：劃線確定余量→正面粗加工留5mm余量→翻身→背面粗加工留5mm余量→檢查變形量→消應(yīng)力處理→劃線確定余量→正面精加工→翻身→背面精加工→攻絲→裝配→檢查→涂漆→包裝。經(jīng)過驗證首件能夠滿足客戶要求，隨后又進行了10件小批量生產(chǎn)，統(tǒng)計每件加工周期為145h。具體統(tǒng)計如表1所示。

為了提高效率對加工部位進行分解，正面加工面數(shù)量117個，鉆孔數(shù)量48個；背面加工面數(shù)量78個，鉆孔數(shù)量87個，精度最小尺寸公差±0.25mm，最大尺寸公差±1.5mm。 經(jīng)過分析轉(zhuǎn)向架變形量能夠滿足圖紙的尺寸精度要求，故將工藝流程改變?nèi)缦拢簞澗€確定余量→正面精加工→翻身→背面精加工→攻絲→裝配→檢查→涂漆→包裝。工藝流程優(yōu)化后，經(jīng)過加工驗證能夠滿足圖紙精度。生產(chǎn)周期節(jié)省了一次翻身、過程等待等時間，加工時間縮減到96h。

2.2 側(cè)架導(dǎo)框的加工

側(cè)架導(dǎo)框的中心就是車軸的中心，也是工件坐標(biāo)系的中心，一共有12處。龍門銑配備的標(biāo)準(zhǔn)直角銑頭寬度大于工件的420.94尺寸，加工時用玉米銑刀在側(cè)面排刀加工，粗糙度只能達到Ra12.5，需要后續(xù)鉗工打磨處理。工藝提出直角銑頭最大尺寸參數(shù)給機床廠，重新設(shè)計定做直角銑頭。選用φ200面銑刀加工420.94尺寸面，既保證了加工面的粗糙度，又提高了加工效率。

2.3 彈簧座的加工

彈簧座加工主要是彈簧座底面及彈簧座銷孔的加工，其表面粗糙度要求為Ra6.3，表面到底腳面距離是442±0.5mm，彈簧座圓柱銷孔直徑為φ38.1（+0.03/0）mm，而且該加工部位的空間特別狹小，只能使用加長銑頭和加長刀桿。

優(yōu)化前選用φ63玉米銑刀，走刀軌跡為螺旋線，最大切深為1.5mm，刀桿長度為特制400mm，由于刀具懸伸特別長，振動很大，只能減少吃刀量和降低走刀速度，一個架體有12個彈簧座，而且毛坯質(zhì)量也不是很好，時常有沙眼、粘沙等情況，造成加工時間較長而且刀具成本也很大。

產(chǎn)品的材料及形狀是無法改變的，只能嘗試改變切削參數(shù)和刀具角度。經(jīng)過幾次調(diào)整切削參數(shù)，但是結(jié)果都不是很理想，不是切削效率低就是刀片的損耗太快。最后我們重新選擇刀盤，改用φ100R8仿型銑刀，加工過程中將切削力傳遞給機床，圓刀片的耐沖擊效果特別好，而且刀盤直徑加大后相應(yīng)的刀桿直徑也加粗，穩(wěn)定性相對提升。因此對彈簧座進行如下優(yōu)化：先用φ100R8仿型銑刀進行螺旋插補粗銑底面留0.5mm精加工余量，將所有部位都粗加工后再換用φ100直角面銑刀進行精加工。優(yōu)化后不但提高了生產(chǎn)效率，還降低了生產(chǎn)成本。

2.4 轉(zhuǎn)臂定位座的加工

轉(zhuǎn)臂定位座是用于固定外側(cè)剎車連桿與內(nèi)側(cè)制動板的一個連接裝置，結(jié)構(gòu)是一個橫向的U型槽，一共4處，長度為250mm，寬度為240mm，開口高度為31.8mm。受內(nèi)側(cè)空間限制只能從外側(cè)加工，改進前選用自制的φ28mm加長棒銑刀，刀具總長接近300mm。因為刀具較長，剛性差，容易發(fā)生振刀，對加工面尺寸精度和粗糙度都有影響。優(yōu)化后選用φ630三面刃槽銑刀盤，厚度為30mm，粗一刀，精一刀，共兩刀，節(jié)省了近1/3的走刀時間。不但保證了加工面的質(zhì)量，還提高了加工效率。

2.5 裝配

轉(zhuǎn)向架除了架體外還需要裝配制動支架、套、耐磨護板等近百個零件，其中精度要求最高的是制動支架的安裝。制動支架分為3種：封閉端的三槽制動支架、開口端兩槽制動支架和中間的S型制動支架，每種2個，精度要求在0.76mm以內(nèi)。改進前是制作樣板，鉗工手工調(diào)整位置精度后再焊接，時常發(fā)生尺寸超差的問題。改進后，將轉(zhuǎn)向架放置在胎板上定位塊的定位槽內(nèi)，通過銷軸聯(lián)結(jié)胎具定位架上的銷孔及制動支架的內(nèi)孔來完成轉(zhuǎn)向架與制動支架的定位，然后進行組焊裝配。該胎具結(jié)構(gòu)簡單實用，操作方便，且制造成本較低。在保證質(zhì)量的前提下將大幅提升轉(zhuǎn)向架的裝配速度，保質(zhì)保量并節(jié)約生產(chǎn)成本。

3 結(jié)語

轉(zhuǎn)向架是火車頭的重要部件，其組成加工部件數(shù)量繁多，工藝過程復(fù)雜，加工尺寸精度及裝配要求都非常高。針對如此重要的部件我們要精益求精，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，不斷優(yōu)化工藝，提高產(chǎn)品加工效率，降低生產(chǎn)成本。希望有一天能把我們成熟的加工技術(shù)應(yīng)用在國內(nèi)產(chǎn)品上，為我國的軌道交通行業(yè)貢獻一份力量。

參考文獻

[1] 汪海華，倪寶成，湯志鈞.25T型客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架加工工藝優(yōu)化[J].軌道交通裝備與技術(shù)，2015，12（24）：152-155.

[2] 張勝濤.關(guān)于動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架架的加工工藝探索[J].科技資訊，2015，12（24）：102-105.