40KTE型轉(zhuǎn)向架的工藝分析

徐雨光

摘 要：通過(guò)對(duì)40KTE型轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝難點(diǎn)分析，在工藝流程、典型的加工部位及裝配等工序在機(jī)床、刀具、裝配胎具等方面進(jìn)行了工藝優(yōu)化，解決了40KTE型轉(zhuǎn)向架加工過(guò)程的中遇到的瓶頸并制定了相應(yīng)的整改措施，總結(jié)出一套完整高效的40KTE型轉(zhuǎn)向架加工技術(shù)方案。針對(duì)批量件生產(chǎn)，既要保證產(chǎn)品質(zhì)量，又要保證生產(chǎn)效率，為保證訂單的簽訂打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向架 精加工 質(zhì)量 加工效率

中圖分類(lèi)號(hào)：U270.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）02（a）-00-02

我公司與國(guó)外公司簽訂了長(zhǎng)期供貨三軸整體鑄造轉(zhuǎn)向架的合同，每年需求量在1000左右。轉(zhuǎn)向架是用來(lái)支撐車(chē)體，承受和傳遞車(chē)體到鋼軌間的各種載荷和作用力，緩和車(chē)輛與路線間的振動(dòng)和沖擊[1]。

1 概述

該產(chǎn)品外形尺寸分別是長(zhǎng)：5738.9mm；寬：2568.7mm；高：758.7mm，重量6.37t。結(jié)構(gòu)為一端開(kāi)口的“月”字形結(jié)構(gòu)，由左右兩個(gè)側(cè)梁、前中后三個(gè)橫梁，每個(gè)側(cè)梁上有6個(gè)彈簧座，每個(gè)橫梁上有2個(gè)電機(jī)座，這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向架對(duì)機(jī)械加工是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。該訂單為大批量產(chǎn)品，必須既要保證批產(chǎn)質(zhì)量，又要保證加工效率，所以我們要不斷優(yōu)化我們的加工工藝[2]。

2 制造難點(diǎn)與工藝優(yōu)化

2.1 工藝流程

由于轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不單單是一個(gè)零件的精加工，還涉及裝配百余個(gè)小零件，在生產(chǎn)前要充分考慮到各種工序工藝的合理性，及合理選擇加工設(shè)備，避免不必要的資源浪費(fèi)。

為了檢驗(yàn)工件的穩(wěn)定性及加工性能，采用首件試制。首件試制我們采用的工序?yàn)椋簞澗€確定余量→正面粗加工留5mm余量→翻身→背面粗加工留5mm余量→檢查變形量→消應(yīng)力處理→劃線確定余量→正面精加工→翻身→背面精加工→攻絲→裝配→檢查→涂漆→包裝。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證首件能夠滿足客戶(hù)要求，隨后又進(jìn)行了10件小批量生產(chǎn)，統(tǒng)計(jì)每件加工周期為145h。具體統(tǒng)計(jì)如表1所示。

為了提高效率對(duì)加工部位進(jìn)行分解，正面加工面數(shù)量117個(gè)，鉆孔數(shù)量48個(gè)；背面加工面數(shù)量78個(gè)，鉆孔數(shù)量87個(gè)，精度最小尺寸公差±0.25mm，最大尺寸公差±1.5mm。 經(jīng)過(guò)分析轉(zhuǎn)向架變形量能夠滿足圖紙的尺寸精度要求，故將工藝流程改變?nèi)缦拢簞澗€確定余量→正面精加工→翻身→背面精加工→攻絲→裝配→檢查→涂漆→包裝。工藝流程優(yōu)化后，經(jīng)過(guò)加工驗(yàn)證能夠滿足圖紙精度。生產(chǎn)周期節(jié)省了一次翻身、過(guò)程等待等時(shí)間，加工時(shí)間縮減到96h。

2.2 側(cè)架導(dǎo)框的加工

側(cè)架導(dǎo)框的中心就是車(chē)軸的中心，也是工件坐標(biāo)系的中心，一共有12處。龍門(mén)銑配備的標(biāo)準(zhǔn)直角銑頭寬度大于工件的420.94尺寸，加工時(shí)用玉米銑刀在側(cè)面排刀加工，粗糙度只能達(dá)到Ra12.5，需要后續(xù)鉗工打磨處理。工藝提出直角銑頭最大尺寸參數(shù)給機(jī)床廠，重新設(shè)計(jì)定做直角銑頭。選用φ200面銑刀加工420.94尺寸面，既保證了加工面的粗糙度，又提高了加工效率。

2.3 彈簧座的加工

彈簧座加工主要是彈簧座底面及彈簧座銷(xiāo)孔的加工，其表面粗糙度要求為Ra6.3，表面到底腳面距離是442±0.5mm，彈簧座圓柱銷(xiāo)孔直徑為φ38.1（+0.03/0）mm，而且該加工部位的空間特別狹小，只能使用加長(zhǎng)銑頭和加長(zhǎng)刀桿。

優(yōu)化前選用φ63玉米銑刀，走刀軌跡為螺旋線，最大切深為1.5mm，刀桿長(zhǎng)度為特制400mm，由于刀具懸伸特別長(zhǎng)，振動(dòng)很大，只能減少吃刀量和降低走刀速度，一個(gè)架體有12個(gè)彈簧座，而且毛坯質(zhì)量也不是很好，時(shí)常有沙眼、粘沙等情況，造成加工時(shí)間較長(zhǎng)而且刀具成本也很大。

產(chǎn)品的材料及形狀是無(wú)法改變的，只能?chē)L試改變切削參數(shù)和刀具角度。經(jīng)過(guò)幾次調(diào)整切削參數(shù)，但是結(jié)果都不是很理想，不是切削效率低就是刀片的損耗太快。最后我們重新選擇刀盤(pán)，改用φ100R8仿型銑刀，加工過(guò)程中將切削力傳遞給機(jī)床，圓刀片的耐沖擊效果特別好，而且刀盤(pán)直徑加大后相應(yīng)的刀桿直徑也加粗，穩(wěn)定性相對(duì)提升。因此對(duì)彈簧座進(jìn)行如下優(yōu)化：先用φ100R8仿型銑刀進(jìn)行螺旋插補(bǔ)粗銑底面留0.5mm精加工余量，將所有部位都粗加工后再換用φ100直角面銑刀進(jìn)行精加工。優(yōu)化后不但提高了生產(chǎn)效率，還降低了生產(chǎn)成本。

2.4 轉(zhuǎn)臂定位座的加工

轉(zhuǎn)臂定位座是用于固定外側(cè)剎車(chē)連桿與內(nèi)側(cè)制動(dòng)板的一個(gè)連接裝置，結(jié)構(gòu)是一個(gè)橫向的U型槽，一共4處，長(zhǎng)度為250mm，寬度為240mm，開(kāi)口高度為31.8mm。受內(nèi)側(cè)空間限制只能從外側(cè)加工，改進(jìn)前選用自制的φ28mm加長(zhǎng)棒銑刀，刀具總長(zhǎng)接近300mm。因?yàn)榈毒咻^長(zhǎng)，剛性差，容易發(fā)生振刀，對(duì)加工面尺寸精度和粗糙度都有影響。優(yōu)化后選用φ630三面刃槽銑刀盤(pán)，厚度為30mm，粗一刀，精一刀，共兩刀，節(jié)省了近1/3的走刀時(shí)間。不但保證了加工面的質(zhì)量，還提高了加工效率。

2.5 裝配

轉(zhuǎn)向架除了架體外還需要裝配制動(dòng)支架、套、耐磨護(hù)板等近百個(gè)零件，其中精度要求最高的是制動(dòng)支架的安裝。制動(dòng)支架分為3種：封閉端的三槽制動(dòng)支架、開(kāi)口端兩槽制動(dòng)支架和中間的S型制動(dòng)支架，每種2個(gè)，精度要求在0.76mm以?xún)?nèi)。改進(jìn)前是制作樣板，鉗工手工調(diào)整位置精度后再焊接，時(shí)常發(fā)生尺寸超差的問(wèn)題。改進(jìn)后，將轉(zhuǎn)向架放置在胎板上定位塊的定位槽內(nèi)，通過(guò)銷(xiāo)軸聯(lián)結(jié)胎具定位架上的銷(xiāo)孔及制動(dòng)支架的內(nèi)孔來(lái)完成轉(zhuǎn)向架與制動(dòng)支架的定位，然后進(jìn)行組焊裝配。該胎具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，操作方便，且制造成本較低。在保證質(zhì)量的前提下將大幅提升轉(zhuǎn)向架的裝配速度，保質(zhì)保量并節(jié)約生產(chǎn)成本。

3 結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)向架是火車(chē)頭的重要部件，其組成加工部件數(shù)量繁多，工藝過(guò)程復(fù)雜，加工尺寸精度及裝配要求都非常高。針對(duì)如此重要的部件我們要精益求精，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，不斷優(yōu)化工藝，提高產(chǎn)品加工效率，降低生產(chǎn)成本。希望有一天能把我們成熟的加工技術(shù)應(yīng)用在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品上，為我國(guó)的軌道交通行業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪海華，倪寶成，湯志鈞.25T型客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架加工工藝優(yōu)化[J].軌道交通裝備與技術(shù)，2015，12（24）：152-155.

[2] 張勝濤.關(guān)于動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架架的加工工藝探索[J].科技資訊，2015，12（24）：102-105.