抱轴箱加工工艺分析与胎具的改进

抱轴箱加工工艺分析与胎具的改进

姓名：宋继勇

大连机车车辆有限公司机二车间

201 1年6月30日

滚动抱轴箱体加工工艺与胎具的改进

［摘要］一个完整的工件从毛坯加工为成品，需要各个方而的准备，包括•: 性能良好的机床,完整科学的加工工艺，定位精准的工装胎具，简便实用的刀具。身为一名机械加工操作者，对待产品加工的时候，要尽量的在保证工件的公差尺寸要求的前提下通过各种有效的手段去提高生产效率，降低生产成木，减少工人的劳动强度，尽可能的去扩大利润, 降低成木。

［关键字］:滚动抱轴箱体、一体式工装、销孔定位、加工工艺

［前言］:滚动抱轴箱体（以下简称抱轴箱）是属于机车走行部的工件，安装在轮对中间的车轴上，属于转向架组装中的高精度要求部件，其质量的好坏对机车质量有非常重要的影响，其中又以抱轴箱的孔与孔之间公差要求最为严格，因为重点加工部位多为孔径，所以其加工部位的特殊性以及图纸技术要求决定了对其加工必须一步到位，不能够反复对其进行返修处理，否则必然无法保证各个孔的公差要求。具体外型形状与内部尺寸要求以及技术要求如下：

抱轴箱体图（一）

一、钢板焊接胎具改成铸造一体胎具

抱轴箱图纸尺寸要求很高，跳动度要求达到0.05mm 。经过试制并 检测

发现平行度、对称度、同轴度、表面粗糙度、跳动量普遍存在超 差现象，通过分析得出以下几条影响产品质量的主要原因。

1. 机床一车间用来加工抱轴箱的机床经过多年使用，精度已经有 所下

降。

2. 工装一目前使用工装为钢件焊接结构,刚性差，为最大影响因素。

针对以上两条主要原因，如果从第一条机床入手解决，会耗费相 当大

的时间和成本；所以应该从工装上入手解决。

工装胎具一般有两种，一种为钢板焊接胎具:另一种为铸造一体

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式胎具。

钢板焊接胎具在生产加工中为最常用的工装组合方式，是通过将板件简单的通过焊接方式连接在一起,然后对需要加工的基准面进行加工处理。钢板焊接胎具具有结构简单，制造方便以及制造工期短的优点，但是相应的也有很多的缺点：

1、由于是钢板焊接,胎具底而即基准面容易发生变形；

2、胎具上的几个定位基准由于是焊接组合在一起的，时间长了会产生变形，各个定位基准也就不平行和垂直，进而影响了加工工件的精度要求；

3、在生产加工中，由于胎具是板件焊接，各个支撑点都比较单薄容易产生震动，这样加工出来的工件容易在吃刀量稍大的时候对表而粗糙度造成影响，容易因为工装的震动而使加工而产生缺陷；

由于以上不足，加工出来的工件，平行度、对称度、同轴度、表面粗糙度、跳动量都互相产生了影响，所以产品的合格率必将受到影响，进而影响生产效率。

铸造一体胎具则是先用铸造方式铸造岀毛坯，整个工装为一个整体，胎具在加工前，先回火处理，最后进行时效处理，去除它的内部应力, 这样处理后的胎具不会因为内部应力的影响而再次变形，然后到数控加工中心进行加工，一次性完成所有的加工尺寸。铸造一体的胎具缺点在于加工工艺复杂，加工周期长，并且比较沉重，不利于重复安装实用。但是铸造一体的胎具在加工中心加工后的平行度、垂直度都可以得到保证。

为了便于两种工装胎具使用效果的对比，我们对两个工件分别用

两种胎具加工199±0. 0 5、162.5：°小5尺寸•进行测量的结果如下:

以上两组数据可以清晰表明铸造一体式胎具加工出的工件的公差要求要远远优于钢板焊接式胎具。实践证明钢板焊接胎具出现的不足，在铸造一体式胎具上都可以得到有效解决。

二、改进抱轴箱与胎具的定位方式

传统的工件与胎具的连接方式为通过螺柱联结，然后通过压板定 位，这种连接方式的好处为组成简单，操作方便。但是不足之处也很明 显,没有过多的调节手段，只能通过压板的拧紧力来控制各个方向的自

抱轴箱体图（二）

针对这个特点，在研究了抱轴箱的特点后，发现在抱轴箱的底面 有两个键槽，一个平行于轴线（即I ）,另一个垂直于轴线（即II ）。

这两个键槽在转向架装配中用与安装其他工件，因此对其的表而

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粗糙度有一定的要求，所以可以在胎具上加工出跟其相互配合的台而，再利用其工件自身的4个螺栓孔，找好相关位置后在胎具上加工相应的螺栓孔，则成功限制了两个方向的自由度，最后把紧螺栓，X、Y、Z三个方向上的移动和转动的自由度全部被限制。工件处于完全定位状态。完全可以保证工件的定位精度和加工精度。根据这种设计的思想所设计的工装简图如下：

工装胎具图（三）

工件

胎具

工作状态简图（四）

为节约成本和方便后续工装制作工序，非关键部位采取减重设计。关键定位件采用4 5号钢调质处理进行制作，定位面采取磨削加工，以确保其精度。后续组装过程严格控制尺寸精度，以确保工装对产品的精确定位，提高加工精度。

三、改进抱轴箱胎具与工作台接合方式

上面所讲述的方法是抱轴箱与胎具的定位方式,还有一个是改变胎具与工作台而的接合方式。

在批量进行抱轴箱加工时，由于最主要的技术要求就是孔与孔之间的同轴度要求，公差要求为0.0 2 mm,此要求特别严格，所以每次加工抱轴箱的时候，胎具都需要重新装夹，所有的坐标原点（X轴零点、Y轴零点、Z 轴零点、W轴零点）都需要重新进行测量，测量完以后还要进行X轴与Y 轴的同轴度检测，因为抱轴箱的两端的孔径是利用工作台的旋转加工完成的，这样一来工件两端孔径在X轴方向上的零点有两个，这两个零点保证抱轴箱的同轴度要求，为了达到要求在每次上胎具以后都要用工件先加工一个尺寸到其他车间利用三坐标测量仪进行检测，检测合格才可以再次加工，如若不然则需要重复上述步骤。因此每次上一次胎具都会浪费将近3天到一个星期甚至更长的时间，需要不断检测，不断调试，浪费了时间、精力、耽误了生产。但是如果把胎具固定在工作台的某一个位置上不动的话，虽然每次加工抱轴箱时，就不用需要再去进行测量胎具、检测半成品工件的工序, 却会出现其他问题，因为这台机床并非专用机床，因此在加工其他工件的时