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        電力機車軸箱體加工工藝分析

        2020-09-10 07:22:44侯海峰武曉孫志宏
        內(nèi)燃機與配件 2020年11期
        關(guān)鍵詞:工藝

        侯海峰 武曉 孫志宏

        摘要:隨著電力機車產(chǎn)品的不斷的換代升級,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,在我公司生產(chǎn)的多種電力機車產(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。本文通過對我公司典型車型HXD2B機車軸箱體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,指出影響軸箱體加工工藝的因素,并找出對應(yīng)的解決方案。最終對軸箱體的復(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電力機車轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對電機組裝、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置、牽引裝置、牽引電機懸掛裝置、基礎(chǔ)制動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)運動轉(zhuǎn)變成機車相對鋼軌的直線運動,同時有承重的作用。它將機車的重量通過輪對傳遞給鋼軌,并將來自鋼軌的牽引力、制動力、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,明確加工部位和相關(guān)技術(shù)要求。然后結(jié)合經(jīng)驗和實際來制定合理的工藝路線。在此過程中,還需明確加工使用的數(shù)控機床、工裝、刀具等。此外,工藝處理過程涉及的問題還有很多,操作人員應(yīng)注意以下幾點:

        工藝方案及工藝路線:制定工藝方案時,首先要根據(jù)加工需求、設(shè)備性能等選用合理的數(shù)控機床。在考慮數(shù)控機床合理性的同時也應(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)控機床的性能,減少機床性能和成本的浪費;制定工藝方案時,還應(yīng)盡可能縮短加工路線,減少空行程時間和換刀次數(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,減少工裝制造耗費的成本。并且,在設(shè)計定位和裝夾方式時,應(yīng)盡量實現(xiàn)一次裝夾,能將零件所有加工面全部加工出來,避免反復(fù)裝夾。零件裝夾時,要盡量使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合,減小定位誤差;零件的定位和夾緊過程要盡可能操作簡單、方便、快速,減少輔助時間,必要時可采用專用夾具。

        編程原點和編程坐標(biāo)系:確定編程原點和編程坐標(biāo)系時,應(yīng)盡可能使程序編制簡單;編程原點應(yīng)盡可能選擇零件的設(shè)計基準(zhǔn)或者工藝基準(zhǔn),并且加工過程中便于測量的位置。

        刀具和切削用量:選擇刀具時應(yīng)該綜合考慮零件材料的性能、數(shù)控機床的加工能力、工序的類型特點、切削用量以及其他因素??傊x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)揮機床的性能,最大限度地提高生產(chǎn)率和降低成本。在實際的生產(chǎn)中,粗加工時,一般選擇較大背吃刀量、進(jìn)給量,適當(dāng)?shù)那邢魉俣?,提高加工效?精加工時,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,計算產(chǎn)品粗、精加工的運動軌跡,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。對于形狀較為復(fù)雜、工序很長、計算過程煩瑣易出錯的零件,就需要采用計算機來輔助編程,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,可以直接通過鍵盤輸入或控制介質(zhì)將程序?qū)氲綑C床的數(shù)控系統(tǒng)中。

        1.5 程序檢驗和首件試加工

        輸入程序后,還需要試運行和試加工對程序的正確與否進(jìn)行檢驗,方可正式加工。試運行可以檢查程序語法有無錯誤、加工軌跡是否正確;試加工可以驗證加工工藝、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機車軸箱體與HXD2機車軸箱體的結(jié)構(gòu)有所不同。HXD2B機車軸箱體為鑄鋼,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)整兩個支撐,并壓緊。

        ③緊固浮動支撐,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)同時夾緊,緊固浮動支撐。

        工序名稱:軸箱體修整。

        ①去除軸箱體各個部分的飛邊和毛刺;

        ②檢查加工面鑄造缺陷。

        工序名稱:三坐標(biāo)檢測。

        按照圖紙要求,運用三坐標(biāo)的檢測手段,對產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行檢測。

        這樣的工藝路線特點是:

        ①整個工藝過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軸承孔加工耗時過長,并且粗糙度不好。

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

        2? 總結(jié)

        機械加工工藝過程是機械產(chǎn)品實現(xiàn)過程的一部分,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,成為合格零件的過程。加工工藝編制質(zhì)量的好壞對零件的加工質(zhì)量、效率、成本以及工人的勞動強度均有直接的影響,因此在編制不同的軸箱體工藝時,必須根據(jù)產(chǎn)品各自的特點,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、勞動條件和經(jīng)濟(jì)性等幾方面達(dá)到統(tǒng)一。

        參考文獻(xiàn):

        [1]孟少農(nóng).機械加工工藝手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1991.

        [2]王先逵.機械制造工藝學(xué)[M].北京:機械工業(yè)出版社,1989.

        [3]王喜紅,吉貞富,朱良政.PW-220K型轉(zhuǎn)向架軸承油脂變色原因分析[J].內(nèi)燃機與配件,2016(09):69-72.

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