动车组转向架构架加工技术研究

动车组转向架构架加工技术研究
动车组转向架构架为全焊接结构，整体钢性差，结构紧凑，加工精度高，加工部位多，加工难度大。

文章通过对产品结构、所用加工设备、加工工装、结合加工刀具等方面详细阐述了动车组转向架构架加工技术，并通过生产试制验证了该加工技术方案的可行性和合理性，为指导铁路交通装备制造技术提供一定的参考数据。

标签：动车组转向架；构架加工；加工技术
一、加工前的技术准备
（一）构架加工图纸分析
动车组转向架构架为全焊接结构，整体钢性差、结构紧凑、加工部位多、加工精度高、加工难度大。

主要的加工部位有转臂定位座部分、电机吊座部分、齿轮箱吊座部分、制动缸吊座部分、帽筒、连接座、牵引拉杆座、横向止档座。

产品的整体刚性差，但各尺寸及公差要求高，几乎每一部位的加工都要制定详细及合理的加工技术方案才能实现，给加工技术人员带来了很高的难度，需要逐一攻克。

（二）加工设备分析
该产品的加工选用西班牙卧式镗铣加工中心，型号FRl2000，控制系统及操作系统均为西门子840D数控系统，工作台是14000mm×3000mm×300mm落地铸铁平台。

接口BT50，带自动换刀机构，配有可安装60把刀具的刀库，主轴具有内冷功能。

主轴锥度为日本标准MAS403BT50，拉丁形式为日本标准MAS403-BT-1（45°）。

设备为X、Y、Z三轴联动，X轴行程为12000mm，Y轴行程为3600mm，z轴行程为1600mm。

主轴功率37kW，扭矩为1530Nm，主轴转速范围为0～3000rpm。

设备主轴精度：x轴全长的定位精度：0.034mm，x轴全长的重复定位精度：O.027mmY轴全长的定位精度：0.017mm，Y轴全长的重复定位精度：0.014mmZ轴全长的定位精度：0.013mm，z轴全长的重复定位精度：0.011mm该机床的特点是主轴为悬臂式，机床本身带有固定弯板，加工工件时要将工件安装在工装上，一起悬挂在机床固定弯板上进行加工。

工装和弯板有定位、连接装置，保证悬挂后位置正确，借助两个附件头可以实现5轴加工，一是自动分度旋转铣头，一是立铣头，设备自动更换主轴。

自动分度旋转铣头有两个旋转结合面，一个与主轴中心线垂直，另一个成45°，这种两层式旋转组合可以获得360×144个主轴不同角位（每隔1°和2.5°），直面连接能够以1°全自动定位，另一个倾斜45°，它被精确设定2.5°×144定位。

立铣头是仅在一个平面工作的机械固定头。

（三）加工工装分析
根据机床的结构特点，加工工装也有它的特殊性，工装即满足动车组构架的加工、又满足拖车构架的加工。

首先工装需要悬挂，要考虑变形问题，强度、刚度都要满足；其次工装一面要与机床固定弯板连接，并有定位、夹紧功能；最后就是工装本身对工件的定位压紧功能。

结合加工工艺流程，确定制作一次加工工装和二次加工工装，其中一次加工工装为反装加工，动拖车兼容，设有可调支撑、辅助支撑、压紧装置；二次加工工装为正装加工，以已加工的定位座面定z轴、定位座内档侧面定Y轴、定位座u型槽立面定x轴，设有定位装置、压紧装置。

二、动车组构架加工工艺设计过程
（一）工艺流程确定
构架的加工部位多，根据生产节奏需适当进行工艺分散，例如基准的加工，如在五面加工中心加工，因毛坯面的找正加工浪费大型设备的资源，由其它设备完成定位基准的加工较为经济合理，因此工艺基准在进入五面加工中心进行加工之前，已在其他設备上加工完成。

（二）工艺实施
编制工艺文件。

编制数控设备加工工艺文件，除通用工步加工、定位参数信息外，还要有程序、坐标系、放置方向、程序的基准（程序零点）信息的说明，这部分区别于其他部件的加工工艺文件，是十分重要的工艺信息。

（分析各部位加工方式、确定刀具结构和参数。

刀具的选择主要考虑数控设备的加工特点，为程序的编制进行准备和分析做好基础。

同时考虑工件的材质、尺寸精度、加工部位的空间结构、机械手的最大承重、机床主轴锥空结构、主轴转速等。

刀具是实现数控加工方式的基础手段，与加工方式互补，即刀具决定了加工方式，加工方式也决定了刀具结构。

编制数控程序。

加工程序是工艺的实现，体现了刀具、工艺的制造水平的具体载体。

在编制时，要考虑数控设备的系统通用程序代码和二次开发程序代码。

在加工工艺顺序节拍表编制完成后，可根据此表进行编制程序。

编程时，也需检验前几个步骤的工作是否存在遗漏。

程序检验和首件试切试验验证。

程序的编制主要采用软件编程和手工编程；两种编程方式各有优点。

三、结语
动车组构架尺寸精度高、加工部位多、工艺复杂，对于此类重要零件，除掌握编程的知识外，还必须对机床、夹具、刀具、工件加工工艺特点进行分析，才能完成工件的加工，生产出合格的产品。

作为数控加工工艺分析的工艺人员，在工艺准备、工艺实施、工艺改善过程中，必须细致、谨慎、认真地做好每一步工作，才能设计出严谨且合理的工艺流程。