鐵道車輛用轉(zhuǎn)K6型承載鞍鞍面加工

■太原機(jī)車車輛配件廠 （山西 030003） 田建忠

1.承載鞍在車輛轉(zhuǎn)向架中的作用

轉(zhuǎn)K6型承載鞍是鐵道貨車轉(zhuǎn)向架中用于輪對軸承的承載件，通過承載鞍導(dǎo)框與轉(zhuǎn)向架兩側(cè)的側(cè)架進(jìn)行垂向定位與導(dǎo)向，確定了輪對組件在轉(zhuǎn)向架中的正確位置，從而將車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為車體沿軌道前行的直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將車體的載荷傳遞到車軸和車輪，并最終傳遞到軌道上。

承載鞍作為車輛轉(zhuǎn)向架中的重要部件，承載了來自車體的交變載荷，受力情況相對復(fù)雜，同時(shí)與側(cè)架導(dǎo)框配合起到了對輪對組成進(jìn)行精確定位與導(dǎo)向的作用，特別是鞍面部位直接與輪對軸承外徑配合使用，其加工制造精度的優(yōu)劣對確保車輛正常行駛和安全運(yùn)行具有十分重要的意義。承載鞍具體結(jié)構(gòu)型式及各部名稱如圖1所示。

2.承載鞍加工工藝分析

承載鞍作為輪對組成重要的承載件，鞍面環(huán)帶部分直接與輪對軸承外圈配合使用，導(dǎo)框凹槽與轉(zhuǎn)向架兩側(cè)的側(cè)架相配裝。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，加工后的承載鞍鞍面尺寸為φ250+0.2mm，表面粗糙

+0度值Ra=6.3μm，形位公差的要求是：兩導(dǎo)框底面對鞍面中心線的對稱度允差為1mm，導(dǎo)框擋邊內(nèi)側(cè)面對推力擋肩內(nèi)側(cè)面的對稱度允差為1mm。承載鞍加工后的精度要求如圖2所示。

圖1 轉(zhuǎn)K6型承載鞍結(jié)構(gòu)型式及各部名稱1.底面 2.鞍面環(huán)帶 3.定位擋4.推力擋肩 5.側(cè)面 6.頂面 7.導(dǎo)框擋邊8.導(dǎo)框底面 9.導(dǎo)框擋邊內(nèi)側(cè)面

承載鞍作為剖分式結(jié)構(gòu)的鑄鋼件，材質(zhì)采用ZG230-450，鑄造后需經(jīng)正火熱處理，硬度應(yīng)≥121HBW，抗變形能力較強(qiáng)，整體剛度及切削加工性能良好。承載鞍在機(jī)加工前還需經(jīng)拋丸或噴砂等表面處理，鑄件內(nèi)外表面粘砂、氧化皮、毛刺及多肉等應(yīng)清除干凈。加工鞍面前，需提前將頂面、底面和兩側(cè)導(dǎo)框面凹槽加工至成品尺寸，并以導(dǎo)框凹槽和底平面作為主要定位基準(zhǔn)面，通過設(shè)計(jì)專用工裝來滿足加工后的幾何尺寸和形位公差要求。

圖2 轉(zhuǎn)K6型承載鞍加工精度要求

3.承載鞍車鞍面加工工裝設(shè)計(jì)與應(yīng)用

承載鞍車鞍面加工工裝設(shè)計(jì)時(shí)，選擇已加工后的兩側(cè)導(dǎo)框凹槽及底面作為定位基準(zhǔn)，考慮到承載鞍頂面已加工到成品尺寸，不便于直接選擇壓緊點(diǎn)，為此采用了滑移式平板進(jìn)行整體面接觸壓緊，軸向夾緊時(shí)夾緊點(diǎn)選擇位于未加工的毛坯側(cè)面，通過四條內(nèi)六角螺栓單點(diǎn)夾緊方式進(jìn)行壓緊，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

具體使用時(shí)，需首先卸掉車床卡盤，將工裝聯(lián)接法蘭1直接安裝在車床主軸端面，兩件立板3分別對稱布置在聯(lián)接法蘭的外端面，中間安裝支承墊板4，兩側(cè)分別安裝了4件定位板，可同時(shí)安裝兩件承載鞍進(jìn)行加工。承載鞍橫向以定位板5與導(dǎo)框擋邊尺寸定位，為了滿足鞍面尺寸相對導(dǎo)框底面的對稱度要求，兩定位板距離控制在284.5＋0－0.02mm，工件導(dǎo)框擋邊尺寸與定位板的配合間隙十分重要，如配合間隙過大，則容易造成產(chǎn)品加工后的形位公差不達(dá)標(biāo)；配合間隙過小，則增加了制造難度，同時(shí)也不便于裝卸。合理的配合間隙應(yīng)控制在0.05～0.10mm為宜。承載鞍軸向定位具體情況如圖4所示。

承載鞍垂向由支承墊板4進(jìn)行定位，支承墊板高度為（20±0.02）mm，垂向定位的具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

承載鞍準(zhǔn)確定位后，裝入壓板2，通過六角法蘭面螺母M16進(jìn)行緊固，并通過聯(lián)接在支板10上的4條內(nèi)六角螺栓9進(jìn)行軸向夾緊。加工完畢需要卸下工件時(shí)，先松開4條內(nèi)六角螺栓9，再次將六角法蘭面螺母M16松開，移動(dòng)壓板位置，使長孔讓過螺母位置，不必將螺母卸掉就可將壓板卸下，從而使工件從工裝中順利取出。

圖3 轉(zhuǎn)K6型承載鞍車鞍面工裝1.聯(lián)接法蘭 2.壓板 3.立板 4.支承墊板 5.定位板 6.六角法蘭面螺母M16 7.螺桿 8.內(nèi)六角螺栓M10×70 9.內(nèi)六角螺栓M10×50 10.支板 11.內(nèi)六角螺栓M10×40

圖4 承載鞍軸向定位

圖5 承載鞍垂向定位

為了確保承載鞍鞍面尺寸φ250+0.2mm、推力擋肩尺寸+0163+1.5mm及位置公差的精度要求，通過數(shù)控編程，在數(shù)控車床上+0分粗、精加工兩道工序完成，加工時(shí)切削參數(shù)選擇：主軸轉(zhuǎn)速300r/min，粗加工切削深度2mm，精加工切削深度1mm，通過數(shù)控加工，確保了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性的要求。

承載鞍鞍面加工時(shí)的程序如下：

4.結(jié)語

承載鞍鞍面加工工藝實(shí)施后，產(chǎn)品質(zhì)量得到了有效保證，加工精度和生產(chǎn)效率也得到了明顯提高，滿足了現(xiàn)場生產(chǎn)要求，確保了車輛的安全運(yùn)行。該工藝方案對類似剖分式軸瓦類產(chǎn)品的加工和質(zhì)量控制具有一定的借鑒和推廣作用。