密接式車(chē)鉤前端車(chē)鉤體數(shù)控加工工藝

袁禮彬

（南車(chē)戚墅堰機(jī)車(chē)車(chē)輛工藝研究所有限公司，江蘇常州 213000）

目前，高速列車(chē)普遍采用密接式車(chē)鉤裝置連接，而密接式車(chē)鉤前端車(chē)鉤體是密接式車(chē)鉤裝置中最關(guān)鍵零件之一。從加工實(shí)踐來(lái)看，鉤體加工的關(guān)鍵技術(shù)在于如何保證舌腔部位、電器連接部位與鉤體連掛部位的尺寸精度、位置精度，這就要求鉤體加工必須有一套合理的加工工藝方案，來(lái)保證鉤體的加工質(zhì)量。

團(tuán)員青年代表黃捷、勞動(dòng)模范代表黃紅雄、科技人員代表李雪梅在發(fā)言中表示，將繼承老一輩人的優(yōu)秀傳統(tǒng)，承擔(dān)起集團(tuán)未來(lái)發(fā)展的重任，用自己的努力創(chuàng)造華誼新的輝煌。

1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介及加工工序安排

密接式車(chē)鉤前端車(chē)鉤體主要由鉤頭、鉤身及鉤尾組成，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。同類(lèi)產(chǎn)品以往都是在銑床、鏜床、車(chē)床、鉆床上完成加工，生產(chǎn)效率底，尤其空間位置尺寸難以保證。為此，對(duì)密接式車(chē)鉤前端車(chē)鉤體的加工選擇了日本某公司的NH8000 DCG臥式加工中心，憑借加工中心自身的高精度、高效率、剛性好和自動(dòng)換刀的特點(diǎn)，提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

鑒于該設(shè)備為雙交換工作臺(tái)，因此將該工件電器連接面、支撐面和凸錐外圓以及內(nèi)腔等各加工要素放在01號(hào)工作臺(tái)完成（加工工序1），舌腔和鉤尾孔等其余加工要素放在02號(hào)工作臺(tái)完成（加工工序2），將電器連接面及安裝孔等加工要素放在另一臺(tái)加工中心上完成（加工工序3）。根據(jù)上述工序的安排，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的加工工藝流程和專(zhuān)用夾具。

由各有關(guān)專(zhuān)家、老師依據(jù)自身判斷給出不同的判斷矩陣，通過(guò)對(duì)各個(gè)判斷矩陣賦予不同的權(quán)重，綜合得出LP影響因素判斷矩陣。

2 加工工藝流程

依據(jù)前端車(chē)鉤體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合臥式加工中心特性，鉤體機(jī)加工工藝流程設(shè)計(jì)為工序1、2和3。

工序1加工工藝流程為:（1）粗銑凸錐外圓，直徑留0．5 mm余量;（2）粗銑連接面，留0．5 mm余量;（3）精銑連接面至尺寸;（4）精銑凸錐外圓φ139mm至尺寸;（5）鉆φ66H8 mm孔至φ50 mm;（6）粗鏜φ66 mm至 φ65.5 mm;（7）鏜孔 φ68±0.2 mm至尺寸，深20 mm;（8）精鏜孔φ66H8 mm至尺寸;（9）粗精銑支撐面至尺寸，保證至鉤體中心距離150±0.3 mm;（10）粗鏜凹錐孔 φ140mm 至 φ139.5 mm;（11）精鏜凹錐孔 φ140mm至尺寸;（12）鉆氣缸固定螺栓安裝孔2×M24底孔 φ20.9 mm;（13）攻 M24螺紋;（14）精銑管夾面A至尺寸;（15）鉆管夾面2×M10螺紋底孔至φ8.5 mm;（16）攻2×M10螺紋。

工序2加工工藝流程:（1）銑管夾面B至尺寸，保證與鉤體中心距離84 mm;（2）鉆管夾面2×M10螺紋底孔φ8.5 mm;（3）攻2×M10螺紋;（4）鉆鉤尾銷(xiāo)孔至2×φ60 mm;（5）粗精銑鉤尾外側(cè)面183mm至尺寸;（6）粗鏜鉤尾銷(xiāo)孔，直徑留0.5 mm余量;（6）反鏜鉤尾兩內(nèi)側(cè)面103±1 mm至尺寸;（7）精鏜鉤尾銷(xiāo)孔2×至尺寸;（8）粗銑鉤舌腔圓弧面mm 至;（9）粗銑鉤舌腔兩側(cè)面 61 ±1 mm至59.5 mm;（10）精銑鉤舌腔斜側(cè)面至尺寸;（11）精銑鉤舌腔兩側(cè)面61±0.5 mm至尺寸;（12）精銑鉤舌腔圓弧面R70mm 至尺寸。

該工序的主要內(nèi)容包括電器連接面及其上螺栓安裝孔加工。此工序的專(zhuān)用夾具見(jiàn)圖4。使用時(shí)，將工序1已加工好的鉤體內(nèi)腔孔、閥體安裝孔及連接面以一面兩銷(xiāo)方式定位于夾具。該工序主要有1個(gè)加工方向，工件坐標(biāo)系為G59。X軸與Y軸均可通過(guò)定位銷(xiāo)間接計(jì)算得到。

工序3加工工藝流程:（1）粗精銑電器連接面至尺寸，保證與鉤體中心距離100±0.2 mm;（2）鉆電器連接面6×M10螺紋底孔6×φ8.5 mm;（3）攻電器連接面6×M10螺紋。

3 鉤體加工夾具的設(shè)計(jì)

3．1 工序1加工夾具設(shè)計(jì)和工件坐標(biāo)找正

鉤體材料為ZG18MnNiV，熱處理后硬度為190～260 HB，具有良好的塑性和韌性。同時(shí)，該工件為鑄鋼件，在材質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)氣孔、夾雜等諸多缺陷難以避免，易造成刀具早期崩裂。加工中心主軸轉(zhuǎn)速較普通機(jī)床高2～5倍，因此要充分發(fā)揮加工中心效率，刀具正確選擇非常重要。應(yīng)用于鉤體加工的刀具主要分為以下幾類(lèi)，銑削類(lèi)刀具有:波刃玉米銑刀、高硬度螺旋立銑刀、涂層球頭立銑刀、鉆銑刀、八角形盤(pán)銑刀和圓刀片盤(pán)銑刀。加工舌腔半圓面的球頭銑刀選用日本京瓷公司生產(chǎn)的球形端銑刀，該刀具有良好的抗振性能，刀片采用PVD涂層薄膜技術(shù)，具有優(yōu)良的耐磨性和加工穩(wěn)定性。鉆銑刀刀片選用瑞典瓦爾特生產(chǎn)的TiAlN涂層刀片，能承受斷繼加工的抗崩損性，切削加工時(shí)有良好的切屑排出控制性能，適用于舌腔兩側(cè)面的加工。鉤體連結(jié)面及連結(jié)與凸錐間的過(guò)渡圓角的加工采用圓刀片盤(pán)銑刀，該刀具具有大進(jìn)給量、低切削阻力等特點(diǎn)。鉆削類(lèi)和攻絲刀具有:內(nèi)冷式硬質(zhì)合金整體鉆頭、深孔鉆銑刀和涂層螺旋式機(jī)用絲錐。鏜削類(lèi)刀具有:雙刃機(jī)夾鏜刀、單刃可調(diào)精鏜刀和專(zhuān)用反鏜刀。粗鏜孔時(shí)選用雙刃鏜刀，其切削力均勻、進(jìn)給量大、效率高;精鏜孔時(shí)選用單刃可調(diào)精鏜刀，調(diào)節(jié)尺寸方便、加工精度高、表面質(zhì)量好。

G58分別對(duì)應(yīng)于B0、B90和B270方向。X軸均可通過(guò)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心（該點(diǎn)機(jī)械坐標(biāo)值出廠時(shí)已確定）或定位銷(xiāo)間接計(jì)算得到。

3．2 工序2夾具的設(shè)計(jì)和工件坐標(biāo)找正

該工序的主要內(nèi)容包括鉤頭內(nèi)腔孔的鏜削、舌腔的銑削和鉤尾孔的鏜加工。此工序的專(zhuān)用夾具見(jiàn)圖3。使用時(shí)，將上道工序已加工好的閥體安裝孔裝入棱形定位銷(xiāo)，連接面和支撐面分別定位于支承塊A和支承座。這樣可以將工件精確定位于夾具上，同時(shí)用平頭壓板和壓板從水平和垂直方向壓緊，將工件固定在夾具上。夾具設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格確保了夾具回轉(zhuǎn)中心與工作臺(tái)中心一致，夾具上棱形定位銷(xiāo)和支承塊與夾具回轉(zhuǎn)中心在空間上保持精確的幾何關(guān)系，這樣通過(guò)對(duì)定位銷(xiāo)對(duì)刀，就能確定各加工坐標(biāo)系原點(diǎn)。該工序有3個(gè)加工方向，工件坐標(biāo)系G56、G57和

設(shè)計(jì)加工程序時(shí)，在工件圖上以連接面與鉤體中心線交點(diǎn)為原點(diǎn)建立工作坐標(biāo)系，采用絕對(duì)值方式編程，則φ71.5 mm孔內(nèi)臺(tái)階面背鏜程序如下:

校正好工件后，需要找正支撐面和連接面2個(gè)加工方向的工件坐標(biāo)系，設(shè)定工件支撐面坐標(biāo)系為G54，連接面方向?yàn)镚55，選擇功能開(kāi)關(guān)至手動(dòng)輸入位置（MDI），讓支撐面面向主軸，調(diào)用專(zhuān)用頂針對(duì)正鉤體事先劃好的X和Y軸方向中心線，而后看NC顯示器上機(jī)械坐標(biāo)的X軸和Y軸坐標(biāo)值，并在工件坐標(biāo)系G54中輸入該X坐標(biāo)值，工件坐標(biāo)系G55設(shè)定方法與G54相同。

3．3 工序3夾具的設(shè)計(jì)和工件坐標(biāo)找正

所提出的四模交叉諧振器結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有了初步的四通帶頻率傳輸特性,只需采取合適的方式,將兩個(gè)四模交叉諧振器級(jí)聯(lián),就可以實(shí)現(xiàn)四頻帶帶通濾波器。不同的諧振器級(jí)聯(lián)方式具有不同的物理性能,為了提高濾波器的帶外信號(hào)抑制能力,常用的方法是引入多個(gè)傳輸零點(diǎn)。傳輸零點(diǎn)一般是由于多路徑信號(hào)傳輸所產(chǎn)生的,基于此原理,本文將兩個(gè)四模交叉諧振器以偽交指形式對(duì)稱(chēng)放置,從而產(chǎn)生了兩條不同的信號(hào)傳輸路徑。因此,所設(shè)計(jì)的濾波器具有多個(gè)傳輸零點(diǎn)。

為加工中心適應(yīng)鉤尾內(nèi)側(cè)面的加工要求，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用反鏜刀具（圖5）。其主要特點(diǎn)是，刀體尾部為側(cè)壓式直柄，刀體中間部位設(shè)有連接桿，在連接桿的端部設(shè)有與其垂直相交的刀座、刀柄，連接桿、刀座成一體式連接，反鏜刀片由壓緊螺釘安裝于刀座。反鏜刀片選用日本三菱公司生產(chǎn)的長(zhǎng)刃型刀片，該刀片有良好的抗振性能，采用PVD涂層薄膜技術(shù)，能承受斷續(xù)加工的抗崩損性。連接桿由不同心圓柱體構(gòu)成，形狀類(lèi)似橢圓形。刀具前端總體尺寸為65 mm，連接桿直徑為60 mm，兩者都小于所需通過(guò)的鉤尾通孔直徑φ71.5 mm，設(shè)計(jì)上保證了當(dāng)?shù)毒邔?duì)鉤尾內(nèi)臺(tái)階面加工時(shí)，鏜刀片切削刃長(zhǎng)度大于所要加工部位的尺寸，而刀具在進(jìn)入或退出已加工通孔時(shí)不發(fā)生干涉，又最大程度地提高刀桿的剛性。

4 加工刀具

4．1 刀具選擇

工序1的主要內(nèi)容包括連接面、支撐面和凸錐外圓、內(nèi)腔、閥體安裝孔的粗精銑加工。該工序的夾具如圖2所示。使用時(shí)，工件側(cè)身平放在4個(gè)高度可調(diào)節(jié)的螺栓組成的階梯平面上，調(diào)節(jié)4個(gè)可調(diào)螺栓高度，使工件中心基準(zhǔn)線與工作臺(tái)面平行。鉤形定位塊緊靠住鉤舌腔根部，確定了工件在X軸的位置。

4．2 專(zhuān)用反鏜刀及加工程序設(shè)計(jì)

沈侯奇怪地看了她幾眼，終于忍不住問(wèn)，“你沒(méi)事吧？居然不聽(tīng)課？”她想說(shuō)話，可看看周?chē)耐瑢W(xué)，拿起了手機(jī)，準(zhǔn)備發(fā)短信。沈侯也默契地拿起了手機(jī)。

使用時(shí)，首先按工藝要求加工出鉤尾通孔φ71.5 mm，加工中心自動(dòng)更換反鏜刀具;接著主軸定向，刀具中心按相對(duì)于φ71.5 mm通孔中心坐標(biāo)（31，0）定位（見(jiàn)圖6a），按照事先編制的加工程式，在保證刀具各部位不接觸通孔的條件下，快速穿過(guò)通孔（見(jiàn)圖6b），再使刀具向刀頭的同方向水平偏移31 mm，使刀具回轉(zhuǎn)中心與通孔中心重合（見(jiàn)圖6c）;然后刀具按照程式規(guī)定的切削條件以向后工進(jìn)的方式對(duì)背腔進(jìn)行背鏜加工（見(jiàn)圖6d）;完成背鏜后，按照與剛才相反的路徑退刀，至此單個(gè)孔的內(nèi)臺(tái)階面的加工循環(huán)完成。另一通孔內(nèi)臺(tái)階面的加工過(guò)程與此相同。

水利普查文件材料的歸檔應(yīng)該符合如下要求：①紙質(zhì)文件材料歸檔，應(yīng)該字跡工整、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、圖樣清晰，簽字蓋章、日期等完整齊備。書(shū)寫(xiě)和裝訂材料應(yīng)符合耐久性要求。翻譯為少數(shù)民族文字的水利普查文件材料，應(yīng)將原件及翻譯文一同歸檔。②實(shí)物與音像文件材料歸檔，應(yīng)該規(guī)定注明時(shí)間、地點(diǎn)、事件、人物等相應(yīng)的文字說(shuō)明。③電子文件材料歸檔，應(yīng)符合 《電子文件歸檔與管理規(guī)范》的要求。

加工中心專(zhuān)用反鏜刀具的設(shè)計(jì)，成功地解決了加工中心上傳統(tǒng)刀具難以實(shí)現(xiàn)或無(wú)法完成的反鏜切削問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了在加工中心上密接式車(chē)鉤鉤體通孔內(nèi)臺(tái)階反鏜加工自動(dòng)化。實(shí)踐證明，這種刀具刀體剛性好、性能可靠，機(jī)夾式刀片更換方便，縮短了生產(chǎn)輔助時(shí)間。與傳統(tǒng)反鏜工藝相比，具有顯著的優(yōu)越性，實(shí)用性強(qiáng)，而且提高了加工質(zhì)量和加工效率，具有很高的使用價(jià)值。

以往的SEC儲(chǔ)量評(píng)估工作，在評(píng)估單元的增減變化上均以采油廠為限，建立SEC評(píng)估單元、建立經(jīng)濟(jì)評(píng)估參數(shù)以采油廠為限；以采油廠（或油公司）為界限提交技術(shù)與經(jīng)濟(jì)資料已經(jīng)有數(shù)年之久，且經(jīng)過(guò)了不斷地調(diào)整與完善，為采油廠全面參與SEC儲(chǔ)量評(píng)估打下了基礎(chǔ)。

5 切削參數(shù)控制

切削參數(shù)主要包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、吃刀量。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來(lái)計(jì)算，而切削速度的選擇是影響刀具耐用度的最主要因素。進(jìn)給量的選擇直接影響工件的加工精度和表面質(zhì)量，其大小選擇取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料和結(jié)構(gòu)等因素。進(jìn)刀量的大小主要受機(jī)床、工件和刀具剛度的限制。結(jié)合該工件的材料硬度、形狀尺寸、精度要求等要素，幾個(gè)重要加工階段的切削參數(shù)選擇見(jiàn)表1。

表1 鉤體數(shù)控加工切削工藝參數(shù)設(shè)定

6 結(jié)語(yǔ)

按以上數(shù)控加工工藝方案完成加工的鉤體經(jīng)三坐標(biāo)檢測(cè)，其結(jié)果完全達(dá)到圖樣要求。組裝好的密接式車(chē)鉤裝置在車(chē)鉤連掛試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了各項(xiàng)性能實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。夾具投入使用以來(lái)已加工鉤體400多件。實(shí)踐表明，設(shè)計(jì)的夾具合理可靠、應(yīng)用效果良好。