周青銳 張瑞祥

摘 要：在快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架中，軸箱是關(guān)鍵部件，對(duì)于加工工藝的掌握，能夠提高加工精度與加工效率，促進(jìn)快捷貨車(chē)使用性能的不斷優(yōu)化。本文就工件結(jié)構(gòu)、工藝性分析、工藝基準(zhǔn)確定及加工流程設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)、刀具選用及切削參數(shù)進(jìn)行闡述，旨在促進(jìn)快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架軸箱加工工藝的不斷優(yōu)化，積累一定加工經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：快捷貨車(chē);轉(zhuǎn)向架;軸箱加工工藝

引言

在轉(zhuǎn)向架中，以軸箱為支持，能夠彼此連接輪對(duì)與構(gòu)架，促進(jìn)彼此相互運(yùn)動(dòng)。拉板式、轉(zhuǎn)臂式都是比較常見(jiàn)的軸箱形式，是因車(chē)輛與轉(zhuǎn)向架不同所形成的。無(wú)論是人員還是裝備，對(duì)于借鑒客車(chē)轉(zhuǎn)向架的軸箱都存在一定適應(yīng)難度，可借鑒經(jīng)驗(yàn)不足，因此對(duì)快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架軸箱加工工藝展開(kāi)探究至關(guān)重要。

1工件結(jié)構(gòu)

“拉板式”軸箱主彈簧位于兩側(cè)，以鑄鋼為主材質(zhì)，承受拉應(yīng)力，加工過(guò)程中軸承安裝孔尺寸精度、圓柱度以及法蘭面垂直度等是加工難點(diǎn)。在加工過(guò)程中極易出現(xiàn)裝夾變形，受到刀具及工件熱能的影響有可能出現(xiàn)熱應(yīng)力變形?！稗D(zhuǎn)臂式”軸箱頂部一組彈簧承受壓應(yīng)力，以球墨鑄鐵為主要材質(zhì)，在分體式結(jié)構(gòu)下進(jìn)行安裝。轉(zhuǎn)臂體加工過(guò)程中，除面臨鑄造內(nèi)應(yīng)力變形與應(yīng)力釋放變形外，重復(fù)裝配可能會(huì)出現(xiàn)誤差。轉(zhuǎn)臂式軸箱如圖1所示。

2工藝性分析

軸箱以軸承孔作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，精度最高，為避免出現(xiàn)變形情況，需要在最后一道工序加工完成后進(jìn)行。臥式加工中心加工在軸承孔工序具有良好的適應(yīng)性，在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的支持下，可一次裝夾，軸承孔及前后法蘭面加工得以順利進(jìn)行，裝夾次數(shù)明顯減少，加工精度與效率也能夠得到保證?；诨鶞?zhǔn)重合與基準(zhǔn)統(tǒng)一原則出發(fā)，在轉(zhuǎn)向架軸箱加工過(guò)程中，要盡可能使用同一基準(zhǔn)，進(jìn)行綜合分析，對(duì)各工序間基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換進(jìn)行協(xié)調(diào)，以確保粗加工、精加工得到合理化安排，鑄造內(nèi)應(yīng)力得以消除，工件穩(wěn)定性得到全面提升。

3工藝基準(zhǔn)確定及加工流程設(shè)計(jì)

快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架軸箱加工過(guò)程中，需要最后加工軸承孔，工件加工流程必須進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，明確工藝基準(zhǔn)。對(duì)于“拉板式”軸箱來(lái)說(shuō)，軸承孔加工基準(zhǔn)選用存在一定難度，以臥式加工中心為主要機(jī)床，確保軸承孔鏜削及前后法蘭面銑削得以一次裝夾完成。在定位基準(zhǔn)的情況下，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)期間無(wú)需找正，便于裝卸，為加強(qiáng)加工質(zhì)量控制，軸承孔定位基準(zhǔn)可選擇兩個(gè)主彈簧承載面，提高基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的可靠性。對(duì)于“轉(zhuǎn)臂式”軸箱來(lái)說(shuō)，基準(zhǔn)與流程的確定與“拉板式”軸箱相同，軸承孔精加工通過(guò)臥式加工中心來(lái)實(shí)現(xiàn)，以對(duì)角位置鉆鉸兩孔作為定位基準(zhǔn)，自定位位置相對(duì)施加夾緊力，保證各方位定位精準(zhǔn)可靠，有效防范裝夾變形，從而加強(qiáng)軸箱加工質(zhì)量控制。為降低鑄造過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力的影響，考慮到熱處理難度，在粗加工后無(wú)需安排熱處理工序。為降低配對(duì)加工后底蓋變形的不利影響，需要在將較大金屬去除后，修整加工底蓋配合面，保證處理的時(shí)效性，確保二者緊密結(jié)合，保證精加工的實(shí)現(xiàn)。

4夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

夾具設(shè)計(jì)與刀具使用相對(duì)簡(jiǎn)單，在加工過(guò)程中需要將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行頻繁轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)合機(jī)床工作臺(tái)設(shè)計(jì)加工夾具，確?；剞D(zhuǎn)中心與工作臺(tái)中心保持重合。待安裝夾具后，對(duì)夾具回轉(zhuǎn)誤差通過(guò)試切法來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)。在加工之前需要對(duì)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行明確，基于此確定坐標(biāo)系，以便順利加工，降低“曲拐”效應(yīng)所造成的偏離，以便加強(qiáng)加工質(zhì)量控制。

5刀具選用及切削參數(shù)

不同軸箱所應(yīng)用鑄造材料都比較常見(jiàn)，具有良好的切削性，以機(jī)夾刀具較為常用，也可應(yīng)用硬質(zhì)合金刀塊。在軸承孔方面，在粗鏜方面應(yīng)用φ220-230雙刀片可調(diào)節(jié)鏜刀，在精鏜方面應(yīng)用單刀片可調(diào)節(jié)精鏜刀。就轉(zhuǎn)臂式軸箱來(lái)看，其軸承孔兩端存在中部擴(kuò)張型階梯孔，在鏜孔之前需要加工環(huán)槽。以軸承孔中心為遠(yuǎn)調(diào)開(kāi)展鏜孔加工，進(jìn)刀過(guò)程中自原點(diǎn)向刀刃反向偏移，至中央環(huán)槽部位后恢復(fù)原點(diǎn)，一半孔的鏜削可通過(guò)一次走刀完成，待工件掉頭后可通過(guò)同樣方法對(duì)另一側(cè)進(jìn)行加工。在加工之前就必須對(duì)刀具與工件干涉情況進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算，必要情況下修磨刀具，以滿(mǎn)足加工應(yīng)用需求。轉(zhuǎn)臂式軸箱軸承孔加工如圖2所示。

在粗鏜過(guò)程中至少走刀兩次，每次走刀后對(duì)粗鏜到尺寸進(jìn)行調(diào)整。粗鏜盡量一次走刀完成，吃刀深度在8mm以上，校核計(jì)算切削力。工件材質(zhì)為QT400-18，鏜削直徑為φ226mm。對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，控制好切削力，確定機(jī)床主軸額定功率，對(duì)轉(zhuǎn)速及進(jìn)給力進(jìn)行控制。

結(jié)語(yǔ)

在快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架軸箱加工過(guò)程中，要明確工藝的獨(dú)特性，基于工件結(jié)構(gòu)出發(fā)，確定工藝基準(zhǔn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)軸箱加工流程，掌握夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)，結(jié)合加工需求來(lái)選用刀具，控制好切削參數(shù)，全面提升快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架軸箱加工質(zhì)量。未來(lái)要積極探索軸箱類(lèi)零部件加工，為快捷貨車(chē)轉(zhuǎn)向架的生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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