120kmh焊接转向架侧梁加工工艺

文章编号:100726034(2002)0320019203
120km h 焊接转向架侧梁加工工艺
赵汉江
(株洲车辆厂二组装分厂,湖南株洲　412003)
摘　要:介绍了120km h 焊接转向架侧梁的结构特点,分析比较了几种侧梁加工工艺,指出采用龙门综合加工中心进行仿形加工是侧梁嵌入孔合理的加工工艺方法。

关键词:转向架;侧梁;横梁;加工;工艺中图分类号:U 270.6 文献标识码:B
120km h 快运集装箱平车是株洲车辆厂与北
京二七车辆厂共同研制开发的新型快运集装箱平车,其中的关键部件是焊接转向架,该转向架抗菱性好,是货车提速发展方向之一。

构架是焊接转向架重要的部件,侧梁与横梁的组装、焊接是构架生产过程中关键工序之一,因而应首先保证侧梁的加工质量,为此,必须制定出合理的侧梁加工工艺方案。

1　构架的结构特点
侧梁属工字型钢焊接结构(见图1),其中间嵌入孔为加工部分,厚度方向开45°双面坡口。

而横梁为箱形焊接结构(见图2)。

构架为H 形焊接结构,由2件侧梁,1件横梁组焊而成,其结构为横梁插入侧
梁腹板嵌入孔之中,结构见图3。

图1　侧梁结构示意
1-上盖板;2-腹板;3-下盖板;4-垫板。

2　工艺分析
根据设计要求,横梁插入侧梁腹板嵌入孔的装配,单边间隙为1～1.5mm ,且间隙均匀。

间隙过
收稿日期:2002203211
作者简介:赵汉江(19662),男,湖南人,工程师,1988年毕业于大连铁道学院机械制造专业,工学学士,现从事车辆配件新工艺的开发工作。

大,将无法保证组焊焊缝质量,间隙过小,侧梁与横梁无法组装。

图2　横梁结构示意
1-上盖板;2-腹板;3-下盖板;
4-心盘垫板。

图3　侧梁与横梁的组装
2.1　传统加工工艺
采用大型普通立式铣床加工,侧梁嵌入孔加工工艺流程如下:
(1)划侧梁横向中心线。

以侧梁垫板为基准,划54mm 加工线。

(2)划横梁纵向中心线。

　修造工艺
(3)按横、纵向中心线,将侧梁、横梁组对,并编号,保证侧梁横向中心线、横梁纵向中心线对齐,且侧梁54mm加工线与横梁端头上周边对齐。

(4)沿横梁端头周边划侧梁嵌入孔加工线。

(5)按线铣侧梁嵌入孔。

(6)铣侧梁嵌入孔的45°双面坡口。

按传统方法加工侧梁嵌入孔,操作者铣嵌入孔是按线加工,加工圆弧时必须纵、横向同时手动进给,每加工一件侧梁必须装夹3次,生产效率极为有限。

且由于划线误差和加工误差,侧梁加工完后,无法保证侧梁、横梁组装间隙在1～1.5mm,甚至局部达到了6～7mm。

2.2　采用数控加工中心
采用这种工艺方法,能够较好地完成侧梁嵌入孔的加工,且能够保证侧梁、横梁组装间隙,并且侧梁与横梁组装时可以互换,不必对侧梁、横梁编号。

但由于焊接结构不可避免的焊接变形,致使铣横梁端头周边时加工量不均匀,其壁厚减薄,影响强度。

且横梁端头周边的加工工艺性差,加工时振动很大,生产效率低,成本高。

2.3　采用龙门综合加工中心仿形加工侧梁嵌入孔2.
3.1　工艺流程
(1)划侧梁横向中心线及54mm加工线。

(2)划横梁纵向中心线。

(3)利用三坐标划线仪测针,以横梁端头上盖板中点为起始点,沿横梁端头周边采集80～90个点的坐标值,将坐标值自动输入计算机,形成文本文件即TXT文件。

(4)利用Ideas软件将上述文本文件转换成龙门加工中心数控系统(如FANU C18系统)能识别的N C程序,并将此加工程序作为侧梁嵌入孔加工的子程度。

(5)利用龙门综合加工中心加工侧梁嵌入孔和45°双面坡口。

2.3.2　铣侧梁嵌入孔及45°双面坡口的加工程序
该加工程序如下:
G80　G40
M06　T01
N1　G90　G54　G00　X-65　Y127;
G43　H01　Z200　M03　S300;
G01　Z216　F500;
#100=101;
M98　P888;
G91　G28　Z0　M05;
G91　G28　X0　Y0;
G40;
M01;
M06　T02;
N2G90　G54　G00　X-65　Y127;
G43　H02　Z200　M03　S300;
G01　Z-26.62 F500;
#100=102;
#101=300;
M98　P888;
M01;
N3G90　G54　G00　X-65　Y127;
G43　H02　Z200　M03　S300;
G01　Z-9.4F500;
#100=103;
#101=300;
M98　P888;
G91　G28　G00　Z0　M05;
G91　G28　X0　Y0;
M06　T00;
M02;
其中:
(1)N1程序段为铣侧梁嵌入孔;N2程序段为铣侧梁嵌入孔45°下坡口;N3程序段为铣侧梁嵌入孔的45°上坡口。

(2)P888为通过三坐标划线仪采点,利用Ideas 软件转化而成的仿形子程序。

(3)G54为工件坐标系,原点为侧梁横向中心线与54mm加工线的交点。

(4)#100为刀具直径(变量),#101为进给速度(变量)。

(5)H01为加工侧梁嵌入孔的铣刀长度刀补号, H02为加工嵌入孔45°坡口铣刀长度刀补号。

2.3.3　工件定位和夹紧装置
工件定位、夹紧方式如图4所示。

工件水平放置于水平定位杆上,以侧梁腹板及侧梁垫板为定位基准,定位键与龙门综合加工中心工作台T形槽相配合,配合间隙为0.02～0.06mm,主要是用来保证夹具不产生横向位移以及折卸夹具后重新安装时不需要找正。

加工时,以侧梁横向中心线与54mm加工线的交点为加工坐标系原点。

所以,工件在纵向没有必要定位。

该夹具采用液压夹紧,具有夹紧可靠、
　修造工艺 机车车辆工艺　第3期2002年6月　
图4　工件定位、夹紧装置 1-底板;2-横向定位组件;3-水平定位杆;4-油缸一;5-固定座;
6-油缸二;7-钩形压杆;8-杠杆;9-定位键。

安全,装夹方便,定位方式简单合理的特点。

通过侧梁的数控仿形加工,能够充分保证侧梁、横梁组装间隙达到设计要求,并且加工效率高,能充分满足生产需要。

通过数控加工实现加工自动控制,避免了人为因素影响产品质量,适应于批量产品的加工。

2.3.4　加工设备
焊接转向架侧梁仿形加工,选用台湾亚威股份有限公司生产的SP 3016龙门综合加工中心,工作台规格为3000mm ×1500mm ,龙门高1000mm ,X 方向行程为3000mm
,Y 方向行程为1600mm ,Z 方向
行程为760mm ,数控系统为
FANU C 18,刀库容量为30把,该设备完全能满足生产需要。

2.3.5　刀具的选用
铣侧梁嵌入孔选用机夹式螺旋立铣刀,与普通高速钢立铣刀相比,它不需要在刀刃磨损后上磨床重新磨削,而只需更换刀片即可。

侧梁嵌入孔的45°双面坡口的加工采用从
美国进口的机夹式45°专用坡
口刀,刀刃磨损也只需更换刀
片。

使用上述刀具,进给速度
可达到300mm m in ,生产效
率高,产品质量可靠。

而普通钢铣刀进给速度一般为60mm m in ,生产效率低。

3　结论
通过对上述3种工艺方案的分析比较,可以看出第一种方案对设备的要求不高,但产品质量得不到保证,且生产效率低,不能满足生产需要。

第二种方案虽然先进,但没有实际使用价值。

第三种工艺方案克服了前两种工艺方案的不足,加工工艺先进且
合理,是加工侧梁嵌入孔较好的工艺方法。

■(上接第16页)图3　锥角的测量示意
锥角小。

通过计算,可得出锥角是否满足设计公差要求的结论。

2.4　建议确定锥角公差等级
由上述工艺分析可见,在我国现有工业制造水平的基础上,尤其是非专业生产厂家,要稳定地生产出完全符合使用要求的高精度量规是比较困难的。

根据调研情况看,大部分圆锥配合件,锥角精度在
A T 3—A T 8之间。

选用A T 1、A T 3、A T 5三个锥角
公差等级的量规完全可以满足A T 3—A T 8圆锥工
件配合互换性的要求。

通过变换研合检验显示剂涂层厚度,即可分别检验A T 3—A T 8圆锥配合工件锥角。

即1级量规(A T 1)检验A T 3、A T 4的工件锥角;2级量规(A T 3)检验A T 5、A T 6的工件锥角;3级量规(A T 5)检验A T 7、A T 8的工件锥角。

A T 8以下的工件的锥角通常不需要单独规定圆锥量规的锥角公差,其直径公差所限定的锥角误差已经可以满足工件锥角精度检验的要求了。

3　结束语
从实践中体会到,制造高精度的圆锥量规,关键
取决于制造过程中冷热工序的合理编排和采用正确的检测工艺。

同时,对量规的锥角公差不一定要设计得很高,根据具体情况,只要符合产品的实际应用状态和使用功能即可。

■
　120km h 焊接转向架侧梁加工工艺。