福州地鐵側(cè)梁組成加工工藝改進

張曉紅

摘要：福州地鐵側(cè)梁加工時出現(xiàn)震動損壞設(shè)備的問題，以及設(shè)備加工能力不足問題，經(jīng)研究改進福州地鐵側(cè)梁組成加工工藝，修改側(cè)梁組成加工工裝，重新選擇側(cè)梁組成加工刀具及切削參數(shù)，緩解了設(shè)備加工能力問題，保證了側(cè)梁組成加工質(zhì)量，提高了側(cè)梁組成的加工效率。

關(guān)鍵詞：側(cè)梁；加工震動；加工能力緊張；完善工藝；完善工裝

1 引言

隨著列車運行速度的提高，作用于車輛與軌道結(jié)構(gòu)之間的動載荷隨之增大，使得車輛系統(tǒng)中各部件間的振動逐漸加劇，這些載荷作用在轉(zhuǎn)向架上，會嚴(yán)重影響著轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)強度和使用壽命。轉(zhuǎn)向架位于車輛的最下部，車體與軌道之間，是鐵道車輛的走形部分，起著承載牽引走形和制動等重要作用，對列車行車安全及動力學(xué)性能起著決定性作用[1]，這就對轉(zhuǎn)向架的設(shè)計和制造工藝提出了更高的要求。

通過以上分析可以看出，轉(zhuǎn)向架制造質(zhì)量的高低對軌道車輛運行起著至關(guān)重要的作用，而保證轉(zhuǎn)向架質(zhì)量的關(guān)鍵則是嚴(yán)格執(zhí)行轉(zhuǎn)向架及其部件設(shè)計圖中所規(guī)定的各項技術(shù)要求。側(cè)梁是構(gòu)架的重要組成部分，其加工質(zhì)量的高低直接決定著側(cè)、橫梁焊接焊縫的尺寸形狀，進而直接影響著構(gòu)架質(zhì)量的高低。文章對福州地鐵側(cè)梁組成加工工藝進行了較為深入的研究，針對側(cè)梁組成加工存在的問題提出了解決方案，并改制了相應(yīng)的工裝，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量提高了加工效率。

2 福州地鐵側(cè)梁組成加工工藝改進

2.1福州地鐵側(cè)梁加工主要問題

福州地鐵項目是公司在地鐵項目中第一個大的訂單，168輛車，336個構(gòu)架，672個側(cè)梁。構(gòu)架側(cè)梁加工由轉(zhuǎn)向架新廠備料車間承擔(dān)，原工藝方案在尼古拉斯加工中心或濟二數(shù)控銑床上加工，但由于前期尼古拉斯加工200K側(cè)梁過程中由于工裝壓夾以及切削量大及設(shè)備剛度等原因引起震動大，造成設(shè)備多次損壞，同時由于震動大，加工質(zhì)量難以保證；濟二數(shù)控銑床加工側(cè)梁內(nèi)外立板等已經(jīng)滿負(fù)荷使用，無能力再加工側(cè)梁。

2.2技術(shù)攻關(guān)過程

福州地鐵構(gòu)架側(cè)梁加工內(nèi)容包括橫梁孔2-Φ188±0.2的加工、橫梁孔兩端50°坡口的加工，以及2-Φ40（+0.5，+1）制動孔的加工。針對上述存在的問題，經(jīng)與工藝人員研究決定從工藝、工裝、刀具上進行改進。

使用設(shè)備變更：使用設(shè)備由尼古拉斯加工中心、濟二龍門數(shù)控銑床改為2臺數(shù)控鏜銑床上加工（TK6111），用鏜床W軸加工2-Φ188±0.2深200的通孔，利用鏜床工作臺的旋轉(zhuǎn)加工側(cè)梁兩端的50°坡口。這樣，既解決了尼古拉斯設(shè)備經(jīng)常損壞的問題，又緩解了濟二龍門數(shù)控銑床的加工能力問題。

加工工裝的改進：原工藝方案使用工裝為幾個零散支撐壓緊裝置組成的，適用于濟二和尼古拉斯設(shè)備上使用，濟二工作臺尺寸1400*4000mm，尼古拉斯工作臺尺寸為1600*2000mm，而數(shù)控鏜銑床（TK6111）工作臺尺寸只有1250*1250mm，福州地鐵側(cè)梁長度為3094mm，零散工裝無法在TK6111設(shè)備上使用，前期制作了200K側(cè)梁在TK6111設(shè)備上的整體加工工裝，我們在200K側(cè)梁整體加工工裝上進行了改造，既適用于200K側(cè)梁的加工又適用于福州地鐵側(cè)梁的加工，如下圖所示：

刀具及加工參數(shù)的選擇：原加工2-Φ188±0.2孔用粗精鏜刀加工、 加工橫梁孔兩端50°坡口用50°坡口刀加工，濟二設(shè)備手動換刀效率低，在數(shù)控鏜銑床（TK6111）上加工時，由于設(shè)備的原因，我們用的刀具為一把Φ125的方肩銑刀加帶加長防震刀桿，同時完成2-Φ188±0.2通孔以及橫梁兩端50°坡口的加工，但加工坡口時效率低而且粗糙度差，很難滿足圖紙的要求。針對此問題，我們從刀具和切削參數(shù)上進行了改進[2]。

剛開始時是用Φ125方肩銑刀加工Φ188通孔時基本沒有問題，但是加工50°坡口的刀具，其刀片圓角為0.8mm，切深是0.5mm，加工表面相鄰兩波峰和相鄰兩波谷之間的最小距離為：0.5×tan50°=0.6mm，表面粗糙度太差，達不到圖紙要求，也影響后續(xù)焊接。后來改為切深0.2mm，但是加工表面相鄰兩波峰和相鄰兩波谷之間的最小距離為：0.2×tan50°=0.23mm，也還是很大。但是繼續(xù)減小切深，會大大影響加工效率。倒角厚度為14mm，切深0.2，加工一個坡口的時間為15分鐘，4個坡口是60分鐘，效率很低。后來經(jīng)過研究改為用Φ125R8面銑刀進行加工，經(jīng)過計算，當(dāng)切深為1mm時，加工表面相鄰兩波峰和相鄰兩波谷之間的最小距離僅為0.03mm，當(dāng)切深為2mm時，加工表面相鄰兩波峰和相鄰兩波谷之間的最小距離才為0.12mm，這樣不僅可以滿足圖紙要求，而且可以加大切深，大大縮短了加工側(cè)梁組成的單件工時，提高了生產(chǎn)效率?，F(xiàn)在我們倒角時采用的切削參數(shù)為轉(zhuǎn)速500r/min、進給速度2500mm/min、切削深度0.5mm/圈，倒角厚度為14mm，加工一個坡口的時間為3分鐘，4個坡口是12分鐘，純加工坡口效率比原來提高了5倍，表面粗糙度完全滿足圖紙要求。

3 結(jié)論

轉(zhuǎn)向架是軌道車輛的關(guān)鍵部件，轉(zhuǎn)向架制造的質(zhì)量也直接關(guān)系到鐵路車輛的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，而保證轉(zhuǎn)向架質(zhì)量的關(guān)鍵則是嚴(yán)格執(zhí)行轉(zhuǎn)向架設(shè)計圖中所規(guī)定的各項技術(shù)要求。

通過對以上工藝、工裝的改進，側(cè)梁組成加工余量減少，切深大大減小，加上加工工裝增設(shè)了兩側(cè)的輔助支撐和壓緊設(shè)施，壓緊牢固，消除了加工中的震動，提高了工件的加工質(zhì)量及加工效率，避免了設(shè)備因震動大而引起的損壞。

參考文獻：

[1] 嚴(yán)雋耄.車輛工程[M].北京：中國鐵道出版社，1999.

[2] 周澤華.金屬切削原理[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984.

[3] TB/T 2637-1995，鐵道客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、搖枕及搖動臺[S].北京：中國鐵路出版社，1995.