浅谈转向架加工制造原则

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

冯良波 张嘉伟 李志浩 李维康 张晶

中车长春轨道客车股份有限公司 工程技术部 长春 中国 130062

摘要

转向架是轨道车辆的重要走行部位,对于车辆正常运转具有重要意义,所以确保转向架构架加工的质量,是保证轨道等稳定的主要因素。不同生产规模或具有不同生产条件的工厂,对零件结构工艺性的要求是不同的。零件的制造包括毛坯生产、切削加工个、热处理等生产阶段,最后还要装配成机器。结构设计师,必须全面考虑,使零件在各个生产阶段都具有良好的结构工艺性。


关键词

转向架、加工、分析

正文


一、前言

为了改善零件机械加工的工艺性,在结构设计时应注意以下几个方面:

(1)加工时应变与进刀、退刀。

(2)减少加工表面数,减小加工表面面积,尽量避免内表面加工。

(3)便于工件装夹,减少装夹次数,有利于增强刀具和工件的刚度;又相互位置精度要求的各表面,应尽可能再一次装夹中加工完成。

(4)减少刀具的调整与走刀次数。

(5)采用标准刀具和通用量具,减少刀具和量具种类。

二、定位基准的选择

工件加工的第一道工序或最初几道工序中,只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准,这种定位基准成为粗基准。在以后的工序中,则应使用经过加工的表面作为定位基准,这种基准称为精基准。

在制订零件机械加工工艺规程时,总是首先考虑选择怎样的精基准把各个主要表面加工出来,然后再考虑选择怎样的粗基准把作为精基准的表面先加工出来。

1)精基准的选择  

精基准的选择应从保证零件的加工精度,特别是加工表面的相互位置精度来考虑,同时也要照顾到装夹方便、夹具结构简单。基本原则:

①“基准重合”原则。即应尽可能选用设计基准作为精基准。这样可以避免基准不重合引起的误差。

②“基准统一”原则。即应尽可能选择加工工件的多个表面时都能使用的一组定位基准作为精基准。这样便于保证各个加工表面的相互位置精度,避免基准变换所产生的误差,并能简化夹具的设计和制造。

   ③“互为基准”原则。当两个表面相互位置精度以及他们自身的尺寸与形状精度都要求很高时,可以采取互为基准的原则,反复多次进行加工。

   ④“自为基准”原则。有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀,在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准,而该表面与其他表面之间的位置精度则由先行工序保证。

2)粗基准的选择

粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面的相互位置精度,以及加工表面的余量分配。因此,选择粗基准时,一般注意一下几个问题:

①如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度要求,应以不加工表面作为粗基准。古国工件上由很多不需要加工的表面,则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。

②若必须首先保证工件上某重要表面的加工余量均匀,则应选择该表面作为粗基准。

③选作粗基准的表面应尽量平整光洁,不应有飞边、浇口、冒口等缺陷。

④粗基准一般只使用一次。

三、转向架加工精度的控制

工艺系统受力变形为精度的主要影响因素时,需要采取:

1)提高工艺系统高度;2)采用辅助支撑;3)改进刀具几何角度、合理选择切削用量以减小吃刀抗力;4)精度高的零件需安排预加工工序;5)采用合理的装夹和加工方式等。

工件残余应力为主要影响因素时,需要采取:

1)改善零件结构,减小毛坯残余应力;2)进行时效处理;3)粗、精加工分开;4)用热调修代替冷调修。

工件装夹变形影响尺寸精度时,装夹变形的控制:

对于采用高度可调的辅助支承的加工夹具,采用磁力百分表打在工件夹紧处并将表针归零,先顶起工件下面的辅助支承,保证磁力表加约0.2mm,然后夹紧工件并保证表针归零。对于采用弹性辅助支承的加工夹具,须检查保证工件下面的弹性辅助支承已经可靠接触在工件上,然后先锁紧工件下面的弹性辅助支承,再锁紧辅助支承上面的压紧装置。

为了防止工件在装夹过程中发生移动,可使用磁力表打在工件的纵向、横向和垂向等处,并将磁力表归零,待工件装夹完成后,检查这些磁力表针的读数,便可知道工件发生的位移量,一般发生的位移量不能超过0.05mm。

工件夹紧应遵循对角夹紧的原则,即按上述的方法完成一处夹紧后,再进行该处的对角处的夹紧,最终完成工件整体装夹工作,并保证每处的夹紧工件不变形且稳固可靠。

四、上下工序影响因素

转向架加工件多数由冲压工序发来,并最终发往焊接工序、部分发往涂装工序,因此需要特别注意如下几点:

加工前的冲压下料毛坯件,应尽量平整光洁,不应有飞边、去除毛刺及锐棱。铸锻件毛坯,还应去除浇口、冒口等缺陷。

加工前的冲压折弯件,应满足图纸折弯尺寸要求。冲压折弯尺寸公差一般较大,加工时尽量以非折弯尺寸做定位尺寸。

机加工艺师应仔细分析毛坯件图纸,确认加工顺序、满足加工工艺需求。如钢板折弯件往返次数加工顺序、加工余量、定位面精度要求等。

机加工艺师与焊接工艺师一起绘制加工工序的工作图,明确各零件的焊接放长量并标注公差,加工时严格执行。

加工焊接用坡口时,保证坡口角度的同时更要保证钝边厚度要求。

加工焊接用零件时,注意保持工件清洁、无油污。

有内腔结构的零部件加工时,加工后内腔的切削液、铁屑需清理干净。

加工过程中以及完成后吊运过程要注意保护工件,避免磕碰,避免管卡变形。如有必要需要制作专用吊装运输保护工装。或者尽量减少易变形件在工序中周转次数,减少磕碰,比如管卡在尽可能的末尾工序进行焊接。

五、结论

通过熟悉转向架产品的用途、性能和工作条件,明确被加工零件在产品中的位置与作用,进而了解零件上各项技术要求制定的依据及合理性,通过主要技术和加工关键,研究零件在加工过程中可能产生的变形及需要采取的工艺措施,通过合理的工艺制定,可以有效的提高转向架各加工件的产品质量。

参考文献

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[5]马春伟.机械设计加工中常见问题及优化措施研究 [J]. 科学技术创新. 2018 (35) 

 


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