張曉紅
摘要:福州地鐵側(cè)梁加工時出現(xiàn)震動損壞設備的問題,以及設備加工能力不足問題,經(jīng)研究改進福州地鐵側(cè)梁組成加工工藝,修改側(cè)梁組成加工工裝,重新選擇側(cè)梁組成加工刀具及切削參數(shù),緩解了設備加工能力問題,保證了側(cè)梁組成加工質(zhì)量,提高了側(cè)梁組成的加工效率。
關(guān)鍵詞:側(cè)梁;加工震動;加工能力緊張;完善工藝;完善工裝
1 引言
隨著列車運行速度的提高,作用于車輛與軌道結(jié)構(gòu)之間的動載荷隨之增大,使得車輛系統(tǒng)中各部件間的振動逐漸加劇,這些載荷作用在轉(zhuǎn)向架上,會嚴重影響著轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)強度和使用壽命。轉(zhuǎn)向架位于車輛的最下部,車體與軌道之間,是鐵道車輛的走形部分,起著承載牽引走形和制動等重要作用,對列車行車安全及動力學性能起著決定性作用[1],這就對轉(zhuǎn)向架的設計和制造工藝提出了更高的要求。
通過以上分析可以看出,轉(zhuǎn)向架制造質(zhì)量的高低對軌道車輛運行起著至關(guān)重要的作用,而保證轉(zhuǎn)向架質(zhì)量的關(guān)鍵則是嚴格執(zhí)行轉(zhuǎn)向架及其部件設計圖中所規(guī)定的各項技術(shù)要求。側(cè)梁是構(gòu)架的重要組成部分,其加工質(zhì)量的高低直接決定著側(cè)、橫梁焊接焊縫的尺寸形狀,進而直接影響著構(gòu)架質(zhì)量的高低。文章對福州地鐵側(cè)梁組成加工工藝進行了較為深入的研究,針對側(cè)梁組成加工存在的問題提出了解決方案,并改制了相應的工裝,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量提高了加工效率。
2 福州地鐵側(cè)梁組成加工工藝改進
2.1福州地鐵側(cè)梁加工主要問題
福州地鐵項目是公司在地鐵項目中第一個大的訂單,168輛車,336個構(gòu)架,672個側(cè)梁。構(gòu)架側(cè)梁加工由轉(zhuǎn)向架新廠備料車間承擔,原工藝方案在尼古拉斯加工中心或濟二數(shù)控銑床上加工,但由于前期尼古拉斯加工200K側(cè)梁過程中由于工裝壓夾以及切削量大及設備剛度等原因引起震動大,造成設備多次損壞,同時由于震動大,加工質(zhì)量難以保證;濟二數(shù)控銑床加工側(cè)梁內(nèi)外立板等已經(jīng)滿負荷使用,無能力再加工側(cè)梁。
2.2技術(shù)攻關(guān)過程
福州地鐵構(gòu)架側(cè)梁加工內(nèi)容包括橫梁孔2-Φ188±0.2的加工、橫梁孔兩端50°坡口的加工,以及2-Φ40(+0.5,+1)制動孔的加工。針對上述存在的問題,經(jīng)與工藝人員研究決定從工藝、工裝、刀具上進行改進。
使用設備變更:使用設備由尼古拉斯加工中心、濟二龍門數(shù)控銑床改為2臺數(shù)控鏜銑床上加工(TK6111),用鏜床W軸加工2-Φ188±0.2深200的通孔,利用鏜床工作臺的旋轉(zhuǎn)加工側(cè)梁兩端的50°坡口。這樣,既解決了尼古拉斯設備經(jīng)常損壞的問題,又緩解了濟二龍門數(shù)控銑床的加工能力問題。
加工工裝的改進:原工藝方案使用工裝為幾個零散支撐壓緊裝置組成的,適用于濟二和尼古拉斯設備上使用,濟二工作臺尺寸1400*4000mm,尼古拉斯工作臺尺寸為1600*2000mm,而數(shù)控鏜銑床(TK6111)工作臺尺寸只有1250*1250mm,福州地鐵側(cè)梁長度為3094mm,零散工裝無法在TK6111設備上使用,前期制作了200K側(cè)梁在TK6111設備上的整體加工工裝,我們在200K側(cè)梁整體加工工裝上進行了改造,既適用于200K側(cè)梁的加工又適用于福州地鐵側(cè)梁的加工,如下圖所示:
刀具及加工參數(shù)的選擇:原加工2-Φ188±0.2孔用粗精鏜刀加工、 加工橫梁孔兩端50°坡口用50°坡口刀加工,濟二設備手動換刀效率低,在數(shù)控鏜銑床(TK6111)上加工時,由于設備的原因,我們用的刀具為一把Φ125的方肩銑刀加帶加長防震刀桿,同時完成2-Φ188±0.2通孔以及橫梁兩端50°坡口的加工,但加工坡口時效率低而且粗糙度差,很難滿足圖紙的要求。針對此問題,我們從刀具和切削參數(shù)上進行了改進[2]。
剛開始時是用Φ125方肩銑刀加工Φ188通孔時基本沒有問題,但是加工50°坡口的刀具,其刀片圓角為0.8mm,切深是0.5mm,加工表面相鄰兩波峰和相鄰兩波谷之間的最小距離為:0.5×tan50°=0.6mm,表面粗糙度太差,達不到圖紙要求,也影響后續(xù)焊接。后來改為切深0.2mm,但是加工表面相鄰兩波峰和相鄰兩波谷之間的最小距離為:0.2×tan50°=0.23mm,也還是很大。但是繼續(xù)減小切深,會大大影響加工效率。倒角厚度為14mm,切深0.2,加工一個坡口的時間為15分鐘,4個坡口是60分鐘,效率很低。后來經(jīng)過研究改為用Φ125R8面銑刀進行加工,經(jīng)過計算,當切深為1mm時,加工表面相鄰兩波峰和相鄰兩波谷之間的最小距離僅為0.03mm,當切深為2mm時,加工表面相鄰兩波峰和相鄰兩波谷之間的最小距離才為0.12mm,這樣不僅可以滿足圖紙要求,而且可以加大切深,大大縮短了加工側(cè)梁組成的單件工時,提高了生產(chǎn)效率?,F(xiàn)在我們倒角時采用的切削參數(shù)為轉(zhuǎn)速500r/min、進給速度2500mm/min、切削深度0.5mm/圈,倒角厚度為14mm,加工一個坡口的時間為3分鐘,4個坡口是12分鐘,純加工坡口效率比原來提高了5倍,表面粗糙度完全滿足圖紙要求。
3 結(jié)論
轉(zhuǎn)向架是軌道車輛的關(guān)鍵部件,轉(zhuǎn)向架制造的質(zhì)量也直接關(guān)系到鐵路車輛的安全性、穩(wěn)定性和可靠性,而保證轉(zhuǎn)向架質(zhì)量的關(guān)鍵則是嚴格執(zhí)行轉(zhuǎn)向架設計圖中所規(guī)定的各項技術(shù)要求。
通過對以上工藝、工裝的改進,側(cè)梁組成加工余量減少,切深大大減小,加上加工工裝增設了兩側(cè)的輔助支撐和壓緊設施,壓緊牢固,消除了加工中的震動,提高了工件的加工質(zhì)量及加工效率,避免了設備因震動大而引起的損壞。
參考文獻:
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