劉向東，江 濤，高文衛(wèi)，吳文兵

（中車長(zhǎng)江銅陵車輛有限公司，安徽 銅陵 244142）

模塊化工裝設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)的主要發(fā)展方向。模塊化設(shè)計(jì)能夠最大程度上滿足市場(chǎng)不同產(chǎn)品柔性制造生產(chǎn)的需求，在提高加工效率的同時(shí)，降低了設(shè)計(jì)及制造成本。作為機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)明確模塊化技術(shù)的開(kāi)發(fā)要求，合理劃分模塊，促進(jìn)機(jī)械制造智能化、模塊化、集成化發(fā)展。

搖枕作為鐵路貨車走行部分的重要部件，運(yùn)用中承受著復(fù)雜的載荷，其可靠性直接關(guān)系到車輛運(yùn)用安全。國(guó)內(nèi)貨車市場(chǎng)生產(chǎn)各型搖枕側(cè)架，各型搖枕存在一定的尺寸和形狀等差異。對(duì)加工來(lái)說(shuō)，搖枕結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀及各類尺寸存在較大差異，各型搖枕都要設(shè)計(jì)工裝，從試制成本和周期上來(lái)看，試制成本高，試制周期長(zhǎng)，不利于市場(chǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和企業(yè)發(fā)展。為了縮短各型搖枕試制周期，減少各型搖枕工裝設(shè)計(jì)制作和管理工作，分析各型搖枕加工定位特點(diǎn)，通過(guò)建立數(shù)據(jù)表在合理的范圍內(nèi)尋找共性，實(shí)現(xiàn)模塊化工裝，適用多品種的搖枕加工。

1 模塊分類

通過(guò)功能區(qū)域劃分，結(jié)構(gòu)組合適配，并適應(yīng)制造、運(yùn)維等要求，進(jìn)行產(chǎn)品或系統(tǒng)的模塊切分，利用各型搖枕主定位面均為彈簧承臺(tái)面的共性條件，將工裝分成三大模塊。即主定位模塊、主壓緊模塊和輔助調(diào)整模塊。每一個(gè)模塊中有一定可調(diào)范圍以適應(yīng)各型搖枕使用。

1.1 產(chǎn)品尺寸分析

根據(jù)搖枕彈簧承臺(tái)到心盤(pán)底面距離和斜鍥中心距、端頭寬度、心盤(pán)寬度關(guān)鍵尺寸（如圖1 所示），對(duì)各種搖枕數(shù)據(jù)收集和對(duì)比分析。通過(guò)對(duì)比分析找出共性部分，為后期模塊化設(shè)計(jì)提供技術(shù)參數(shù)。

圖1 搖枕尺寸示意圖

9 種搖枕的圖樣尺寸數(shù)據(jù)，詳見(jiàn)表1。

表1 搖枕數(shù)據(jù)表

根據(jù)圖1 可以清晰地將心盤(pán)底面到彈簧承臺(tái)面距離在130～170 mm、200～240 mm 范圍設(shè)計(jì)兩種主支撐模塊Z1 和Z2；壓緊模塊Y1 和Y2，根據(jù)斜鍥中心距尺寸可以在1 490～1 690 mm、2 000～2 200 mm 范圍設(shè)計(jì)兩種輔助調(diào)整模塊F1 和F2，根據(jù)心盤(pán)寬度尺寸在450～550 mm、350～440 mm 范圍設(shè)計(jì)兩種壓緊模塊Y3 和Y4。根據(jù)搖枕相關(guān)尺寸按各個(gè)模塊尺寸進(jìn)行選擇使用，搖枕尺寸分析圖詳見(jiàn)圖2。

圖2 搖枕尺寸分析圖

1.2 模塊化設(shè)計(jì)

各種搖枕加工工藝均以彈簧承臺(tái)面為加工基準(zhǔn)。搖枕加工方式主要為鏜銑方式。根據(jù)上面數(shù)據(jù)分析及工藝信息將模塊化工裝設(shè)計(jì)為主定位模塊、壓緊模塊和輔助調(diào)整模塊。每一個(gè)模塊中有一定可調(diào)范圍以適應(yīng)各型搖枕使用。

主定位模塊（如圖3 所示）由兩個(gè)主定位調(diào)整螺栓和主定位板組成；輔助調(diào)整模塊（如圖4 所示）由輔助調(diào)整螺栓和輔助底板組成；主壓緊模塊由兩個(gè)四個(gè)側(cè)向調(diào)整螺栓和兩個(gè)壓板、兩個(gè)壓板螺栓、兩個(gè)壓緊墊板、兩個(gè)M24 螺母和兩個(gè)銷等組成（如圖5 所示）。

圖3 主定位模塊示意圖

圖4 輔助調(diào)整模塊示意圖

圖5 主壓緊模塊示意圖

1.3 模塊化工裝試用

根據(jù)搖枕9 對(duì)模塊工裝設(shè)計(jì)選配為Z1 主定位模塊、Y3 壓緊模塊和F2 輔助調(diào)整模塊（如圖6 所示）。對(duì)搖枕9 加工驗(yàn)證（如圖7 所示），通過(guò)模塊組合進(jìn)行加工試用驗(yàn)證，操作快捷，可快速有效完成工裝組合，夾持牢固，保證加工時(shí)定位合理，滿足工件裝夾要求和工藝要求，模塊化工裝實(shí)用性強(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

圖6 搖枕9 模塊組合示意圖

圖7 現(xiàn)場(chǎng)加工驗(yàn)證圖

2 模塊化成效

根據(jù)搖枕個(gè)性關(guān)鍵尺寸，通過(guò)模塊分類設(shè)計(jì)和組合進(jìn)行快速切換，由原先需設(shè)計(jì)9 套專用工裝，減少為1 套模塊化工裝，降低了工裝設(shè)計(jì)和制作費(fèi)用，并極大地縮短了新產(chǎn)品試制的周期，簡(jiǎn)化操作人員操作要求，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)搖枕加工模塊化工裝設(shè)計(jì)實(shí)施提高了工藝人員的數(shù)據(jù)分析能力，增強(qiáng)了工裝設(shè)計(jì)能力，通過(guò)工裝的模塊化設(shè)計(jì)，減少了后期新?lián)u枕加工的工裝投入，提高經(jīng)濟(jì)效益，并為以后新產(chǎn)品加工工裝的設(shè)計(jì)積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。模塊化工裝設(shè)計(jì)有利于提升工裝的切換速度及通用性，從而降低工裝制造成本、提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精益化生產(chǎn)。縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，能快速響應(yīng)市場(chǎng)個(gè)性化產(chǎn)品需求。學(xué)歷：大專，職稱：工程師，研究方向：機(jī)加工工藝設(shè)計(jì)。