電力機車軸箱體加工工藝分析

侯海峰 武曉 孫志宏

摘要：隨著電力機車產品的不斷的換代升級，軸箱體的結構也在隨之而發生變化，軸箱體的制造工藝也相應發生著改變。近幾年來，在我公司生產的多種電力機車產品中，軸箱體的結構形式也不盡相同，制造工藝也各有不同。本文通過對我公司典型車型HXD2B機車軸箱體的結構進行分析，指出影響軸箱體加工工藝的因素，并找出對應的解決方案。最終對軸箱體的復雜外形確定合理的加工方法。

關鍵詞：HXD2B;軸箱體;三坐標;工藝

0? 引言

HXD2B電力機車轉向架主要由構架、輪對電機組裝、一系懸掛裝置、二系懸掛裝置、牽引裝置、牽引電機懸掛裝置、基礎制動裝置和附件等主要部件組成。軸箱裝配的作用是將車輪的旋轉運動轉變成機車相對鋼軌的直線運動，同時有承重的作用。它將機車的重量通過輪對傳遞給鋼軌，并將來自鋼軌的牽引力、制動力、橫向力等傳遞給轉向架構架。因此，軸箱體質量的好壞直接影響著轉向架裝配質量。

1? 軸箱體工藝分析

1.1 分析零件圖樣和工藝處理

零件加工前，前期要做大量的工藝準備工作，首先就是分析零件圖樣，了解零件的結構特點，明確加工部位和相關技術要求。然后結合經驗和實際來制定合理的工藝路線。在此過程中，還需明確加工使用的數控機床、工裝、刀具等。此外，工藝處理過程涉及的問題還有很多，操作人員應注意以下幾點：

工藝方案及工藝路線：制定工藝方案時，首先要根據加工需求、設備性能等選用合理的數控機床。在考慮數控機床合理性的同時也應關注生產成本和效率，避免出現“大牛拉小車”等不適配的現象，更加充分地發揮出數控機床的性能，減少機床性能和成本的浪費;制定工藝方案時，還應盡可能縮短加工路線，減少空行程時間和換刀次數，提高生產效率。

零件安裝與夾具選擇：加工過程中如需要工裝輔助裝夾，應盡可能選用通用或者組合夾具，減少工裝制造耗費的成本。并且，在設計定位和裝夾方式時，應盡量實現一次裝夾，能將零件所有加工面全部加工出來，避免反復裝夾。零件裝夾時，要盡量使定位基準與設計基準重合，減小定位誤差;零件的定位和夾緊過程要盡可能操作簡單、方便、快速，減少輔助時間，必要時可采用專用夾具。

編程原點和編程坐標系：確定編程原點和編程坐標系時，應盡可能使程序編制簡單;編程原點應盡可能選擇零件的設計基準或者工藝基準，并且加工過程中便于測量的位置。

刀具和切削用量：選擇刀具時應該綜合考慮零件材料的性能、數控機床的加工能力、工序的類型特點、切削用量以及其他因素。總之，選用刀具應符合以下幾條原則：安裝和調節方便、切削精度高、刀桿剛性好、耐磨損壽命長等。

切削用量也叫切削三要素，包括主軸轉速、進給速度和切削深度。選擇切削參數的原則是保證零件的加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具的切削性能，保證合理的刀具耐用度，充分發揮機床的性能，最大限度地提高生產率和降低成本。在實際的生產中，粗加工時，一般選擇較大背吃刀量、進給量，適當的切削速度，提高加工效率;精加工時，一般選擇較小的背吃刀量、進給量，盡可能提高切削速度，以獲得較好的表面質量。

1.2 數學處理

工藝處理完成后，需要根據產品的外形、尺寸、走刀路線及坐標系，計算產品粗、精加工的運動軌跡，并獲得刀位數據。

1.3 編寫零件加工程序單

工藝參數、加工順序和刀位參數等確定后，即可按照指令代碼和程序段格式，逐段地編寫出加工程序單。對于形狀較為復雜、工序很長、計算過程煩瑣易出錯的零件，就需要采用計算機來輔助編程，提高編程效率和準確率。

1.4 輸入數控系統

程序編寫完成后，可以直接通過鍵盤輸入或控制介質將程序導入到機床的數控系統中。

1.5 程序檢驗和首件試加工

輸入程序后，還需要試運行和試加工對程序的正確與否進行檢驗，方可正式加工。試運行可以檢查程序語法有無錯誤、加工軌跡是否正確;試加工可以驗證加工工藝、切削參數是否合理，加工精度能否滿足圖紙要求以及加工效率的高低，方便后續的優化和改進。

HXD2B機車軸箱體與HXD2機車軸箱體的結構有所不同。HXD2B機車軸箱體為鑄鋼，彈簧座面尺寸為Φ220，彈簧座內孔的尺寸為Φ90H8，彈簧座面尺寸HXD2B軸箱體為Φ220，HXD2B軸箱體還增加了M10×1的注油孔及寬32的槽。軸承孔的內空刀槽HXD2B軸箱體為20，上拉桿座內側的圓弧HXD2B軸箱體為R10，兩側高度差7（0/+0.5）。

HXD2B軸箱體工藝路線為：

劃線—粗車—鏜洗加工（一）—鏜洗加工（二）—鉗工打磨—三坐標測量。

工序名稱：劃線。

①如圖1，將工件水平放置，以A、B、C三處中點畫工件的水平腰線。

②劃上、下兩端面加工線，保證尺寸226;劃兩彈簧座面中心線。

③將工件垂直放置，按兩側彈簧座面找平;以軸承孔外圓及軸承孔內圓分別劃十字中心線。

④劃彈簧座面加工190，檢查減震器座77尺寸加工余量2mm。

⑤檢查③步驟的兩條中心線到兩側彈簧座中心300尺寸。

⑥確定軸承孔中心線，劃Φ271內孔加工線。

工序名稱：粗車。

①如圖2，將劃有Φ271內孔加工線的一側向上放置，按腰線找水平，按孔加工線找正，粗車內孔。

②車上端面，保證上端面到腰線的尺寸113±0.2。

③倒角2×45° 。

工序名稱：鏜銑加工（一）。

①如圖3，工件以內孔及端面在三爪卡盤上定位;按彈簧座面加工線找正，從上面用三爪壓板壓緊工件。

②調整兩個支撐，并壓緊。

③緊固浮動支撐，并壓緊。

工序名稱：鏜銑加工（二）。

①工件以2-Φ90孔在夾具上安裝，檢查定位面間隙小0.05mm。

②下拉桿座處兩頂緊螺釘從兩側同時夾緊，緊固浮動支撐。

工序名稱：軸箱體修整。

①去除軸箱體各個部分的飛邊和毛刺;

②檢查加工面鑄造缺陷。

工序名稱：三坐標檢測。

按照圖紙要求，運用三坐標的檢測手段，對產品的尺寸進行檢測。

這樣的工藝路線特點是：

①整個工藝過程中較多的使用了加工中心，工序集中，加工精度和生產效率較高。

②內孔的精加工是在其他加工內容完成之后進行的，內孔的加工精度較高。

③軸箱體軸承孔是軸箱體的設計基準，在完成彈簧座面、拉桿座及一系減震器座和掃石器安裝座加工后，以彈簧座的內孔作為基準，使軸承孔的內孔和端面一次性加工完成，使各加工部位的形位公差精度容易保證。

軸箱體是軸箱裝配的主要部件，其使用性能和安全性能要求很高，產品的結構復雜，生產制造精度要求高，不易加工。主要問題所在有：

①一系減震器座？覫90劃盤深度不一致;

②軸承孔內20mm槽邊有毛刺;

③二工序？覫90孔尺寸不能保證;

④上拉桿座？覫22孔和減震器座？覫17.5孔位置度超差;

⑤部分刀具的刀片損耗量較大;

⑥？覫276.23軸承孔加工耗時過長，并且粗糙度不好。

經過質量控制和攻關，這些問題都得到了相應的解決。

2? 總結

機械加工工藝過程是機械產品實現過程的一部分，是使工件達到所要求形狀、尺寸、表面粗糙度和力學性能，成為合格零件的過程。加工工藝編制質量的好壞對零件的加工質量、效率、成本以及工人的勞動強度均有直接的影響，因此在編制不同的軸箱體工藝時，必須根據產品各自的特點，編制更加合理的工藝方案，努力使產品的加工質量、生產效率、勞動條件和經濟性等幾方面達到統一。

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