NT1型貨車滾輪組成（1）座體鉆孔工裝設計

鄢玉丹　馬輝

【摘 要】滾輪組成（1）這組配件在NT1型貨車中的轉盤部位，在運轉過程中起滾動和支撐作用。滾輪組成（1）的座體材料為ZG230-450，有8個Φ9的孔和2個Φ17的孔分別分布在相互垂直得四個平面上，鑒于是鑄鋼件，每個平面的粗基準尺寸不規范，孔的定位裝夾存在很大難度。由于座體是批量生產，為提高生產效率，特設計2套鉆孔工裝來完成8個Φ9孔和2個Φ17孔的鉆孔定位加工，加工完成后完全能滿足10個孔的位置精度要求，而且經濟效益相當可觀。

【關鍵詞】NT1型貨車；滾輪組成（1）；座體；鉆孔；工藝；工裝

NT1型貨車是我公司對國外的招標項目，貿易額達1.18億美元。NT1型貨車應用于汽車的公鐵聯運，此次對NT1型貨車的成功出口，開拓海外市場，對我公司以及集團總公司都有著重大的意義。滾輪組成（1）作為NT1型貨車的一個重要部件，在NT1型貨車中的轉盤部位，在運轉過程中起滾動和支撐作用，它的加工質量的好壞及生產效率的高低對整個NT1型貨車整車精度、交貨驗收時間均有較大的影響。其組成分別由座體、活動座、彈簧、磨耗板等零件構成。其中座體結構頂面存在4個Φ9孔，兩側平面各存在2個Φ9孔，底面存在2個Φ17孔。由于孔分布在相互垂直的四個平面上，且座體材料為ZG230-450，鑒于是鑄鋼件，每個平面的粗基準尺寸不規范，要確定10個孔的位置精度和裝夾存在很大困難。

1 采用普通方法加工

座體的全部加工工藝為：

1）劃線尺寸200±0.5（確定座體頂面和底面位置）。

5）根據槽尺寸重新確定頂面實際中心線，劃線尺寸80±0.5，尺寸174（確定頂面4個Φ9孔位置）。

6）根據頂面實際中心線確定兩側面中心線，劃線尺寸136，尺寸176（確定兩側面4個Φ9孔位置）。

7）根據頂面實際中心線確定底面中心線，并劃線尺寸174（確定底面2個Φ17孔位置）。

8）鉆孔Φ9，Φ17。

采用此工藝，需要多次重復劃線、裝夾，為保證加工精度，大大增加了每次裝夾的難度，效率降低，工人勞動強度大，需要配備經驗豐富、有成熟加工技能的人員，即便是這樣，加工完成座體單件劃線、裝卡、加工完成需要3小時。

2 設計座體鉆孔工裝

由于座體需要批量生產，為了提高生產率，限制工件的工序時間定額顯的極為重要，而提高機械加工中生產率的工藝途徑基本有：（1）縮短基本時間，（2）縮短輔助時間，（3）縮短布置工作的時間，（4）縮短準備與終結時間等幾種方法。經過對本座體結構特點、加工部位、加工余量、加工工藝等的綜合分析后，發現縮短輔助時間仍有提高的潛力。通過對座體進行試加工，發現根據座體的鉆孔工序定位、裝夾、矯正很難，重復裝夾對正難度更大，導致耗費大量時間。根據對座體圖紙的觀察，決定從它的槽作為入手點，先加工出槽（插槽），以槽的位置做為定位基準，設計兩套座體鉆孔工裝來縮短鉆孔的定位、裝夾，減少重復裝夾次數，達到縮減加工的時間定額的目的。這兩套工裝均由蓋板、擋板、定位銷、螺栓、中心刻度線組成。

工裝1的蓋板和擋板由4個內六角圓柱頭M8螺栓及4個圓錐定位銷進行固定連接，通過座體的槽來實現定位。工裝2的蓋板和擋板由8個內六角圓柱頭M8螺栓進行固定連接， 4個六角頭全螺紋M10螺栓在定位時起鎖定位置作用。

工裝1和工裝2的蓋板及擋板都采用38CrMoAlA的材料，以便于加工完成后表面都能進行滲氮D0.5-900處理，來提高工裝零件的硬度（耐磨性）。

提高鉆模板耐磨性的方法通常有兩個，第一種方法是鉆模板采用普通材質，各個基準孔加工好后，再加工所需尺寸的奧貝襯套（基準孔和奧貝套采用過盈配合），奧貝襯套熱處理后，用壓力將其壓到原基準孔中，以達到提高耐磨性的作用，此種方法優點是孔徑磨損后，可重新加工新的符合工藝要求的襯套替換磨損襯套，重復利用率高，但此種方法加工難度大，后期維護成本高。第二種方法是鉆模板選用經過簡單處理就具有很高強度的材質。經過對比實驗發現，如果使用Q235-A材料加工完進行淬火，有可能出現零件變形及孔內壁開裂的現象，而選用38CrMoAlA這種材質，采用滲氮的方法來提高工裝零件本身的硬度，從而增強耐磨性，提高了工裝的使用壽命。這種方法加工出的鉆模板無需維修，便于存放，完全滿足目前中小批量的加工需求。

座體鉆孔工裝在使用時，當座體的插槽工序完成后，首先將工裝板1扣在座體頂面的槽位置，固定好螺栓及定位銷后，進行裝卡鉆孔，并通過工裝上標記的中心刻度線來劃線確定底面的中心線位置，避免出現在普通方法加工工藝中的工序3的中心線和插槽后座體頂面的實際中心線存在的誤差現象，鉆孔座體頂面4個Φ9孔及側面4個Φ9孔。使用工裝2，根據底面已確定的中心線，校對工裝2的中心刻度線，固定好4個M10螺栓后，裝卡鉆座體底面2個Φ17孔。這樣通過兩套座體鉆孔工裝輕松實現各個面所有孔的加工，縮短鉆孔的定位裝夾難度及加工的時間定額。加工后經檢測，10個孔的位置精度完全滿足圖紙要求。

3 采用工裝后加工

座體的全部加工工藝為：

1）劃線尺寸200±0.5。

采用這兩套鉆孔工裝后，座體單件劃線、裝卡、加工完成縮短到1小時，而且不用重復裝夾，降低了對操作人員技能方面的要求，同時大大減輕勞動強度。

4 效果對比

綜合對比普通方法加工工藝和采用這兩套鉆孔工裝后加工工藝，座體單件劃線、裝卡、加工完成時間縮短了2個小時，生產效率提高了67%，每臺車上需要11個座體，總共有503臺NT1型貨車，每小時工時的人工成本為17.5元，所以此次座體的批量生產中，成本能夠節約：2（小時）×17.5（元/時）×11（個/臺）×503（臺）=193655元，經濟效益相當可觀。

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