鐵路貨車彎曲件成形工藝優化

文／李智，唐林·中車齊齊哈爾車輛有限公司

張燚·齊齊哈爾金車標準件有限責任公司

鐵路貨車用車鉤提桿、緩解閥拉桿及各類彎曲件最初生產工藝采用手工彎曲，產品尺寸很難保證、生產效率低、質量較差。為了改進產品質量和提升生產效率，公司引進數控彎曲機來生產彎曲件，并采用數控編程進行產品的自動化生產，極大地提高了生產效率和產品質量，值得應用和推廣。

產品簡介

我公司鐵路貨車用彎曲件年產量約為10 萬件，現在生產的彎曲件主要有車鉤提桿、緩解閥拉桿、扶梯、扶手等二百余種產品，這些產品品種雜、工序繁多、形狀復雜，且產品的彎曲形狀不一，大都存在空間彎曲。典型車鉤提桿如圖1 所示，該產品存在多個彎曲部位且角度不同，同時存在空間彎曲尺寸，頭部有折彎部位，產品尺寸公差要求較高。

手工彎曲成形

手工彎曲工藝

圖1 典型車鉤提桿

生產彎曲件采用沖床、簡易圓鋼彎曲機、自制壓力機、平鍛機(端部鍛型），彎曲件通過相應的工裝壓制及煨型，部分較小的產品采用型模、掰桿手工煨型，多數產品需加熱后成形。以車鉤提桿為例，其加工工藝流程為沖床下料→劃線→加熱→多次壓彎→拍扁→校形→去除飛邊毛刺；其生產工藝采用加熱后用簡易工裝進行手工煨型，冷卻后進行局部校形以保證產品滿足圖紙尺寸要求，全過程需6 人完成生產。

存在的問題

基本處于手工作業狀態，工序多、需要的操作工人多，需加熱制造，生產效率低，制造成本高，質量不易保證，經常出現返修品。

數控彎曲成形

為解決上述問題，引進數控彎曲機，采用編程控制實現自動彎曲成形。車鉤提桿工藝流程改為：沖床下料→編程→自動上料→自動彎曲→拍扁；省去了劃線、加熱和校形工序，并有效的保證了產品尺寸和質量。

數控彎曲工藝

新上的數控彎曲機(圖2）通過轉動圓鋼的角度實現空間彎曲，通過推模的進給量實現空間高度尺寸的控制，通過棱模的外徑大小控制內R 角的尺寸，對于產品兩端有局部形狀的可制作夾料模進行原料裝夾。

圖2 數控彎曲機

該設備采用纏繞式彎曲法(圖3），即通過夾緊塊與彎曲模夾住工件，側推滑塊頂住工件，主軸帶動彎曲模、轉臂旋轉，工件被纏繞在彎曲模圓弧槽內得到所需的彎曲半徑。滑塊由油缸推動，在彎曲過程中向前推動工件，以利于彎曲質量的提高。

機器的主要結構采用轉臂夾緊、助推、側推機構(圖4），轉臂由鍵與主軸連接，其上的夾緊機構與主軸上的彎曲模一起夾緊管件，并由主傳動帶動使工件彎曲成形。助推機構的機架與主傳動架焊接成一體，該機構通過側推機構頂住工件，以抵抗彎曲力矩。側推機構(側推油缸）隨被彎工件側向一起運動。夾緊機構與助推機構在工作位置時，連桿均處于自鎖狀態以確保機構不松動。調整時一般先使機構處于松開位置，旋松夾緊塊、側推座上的鎖緊螺釘，旋轉調整螺桿使夾緊塊、側推座退出(以確認夾緊時不會撞上彎管模為限），然后分別將夾緊機構、助推機構開至自鎖位置，旋轉調整螺桿使夾緊塊、滑塊壓緊工件，將鎖緊螺釘旋緊。主軸架與轉臂下部的齒輪機構驅動光電編碼器構成彎曲角度檢測裝置，其信號發送給控制部分，以控制彎曲角度。

工藝特點

可冷彎外圓為φ30mm 以下的各種規格的圓鋼，彎制的產品尺寸精度較高；可彎曲平面尺寸及復雜空間尺寸的彎曲件產品，一次裝夾中能制出20 多道彎，效率高，質量得以保證，空間彎由電腦控制彎曲成形，有效解決了現在手工煨彎空間彎不容易彎曲、尺寸彎錯等問題；更換產品時，工裝更換、調整簡單快捷，程序可存儲，再次生產同一產品不需重新編程。

圖3 彎曲工藝示意圖

圖4 轉臂夾緊、助推滑塊機構

實施效果

提升產能和質量

以車鉤提桿為例，每種車型產品定額均不相等，取SQ6、X70 等4 種車型產品的平均值，原工藝每天生產120 件。采用數控彎曲工藝后工藝節拍為60 秒/件，去掉輔助時間(編程及設備調整），按每天6.5小時計算可生產390 件，在減少3 人的情況下產能比原工藝提高2 倍多。

原工藝彎曲件制造后一次合格率較低，經常出現返修品；采用數控彎曲機生產精度較高，可使一次合格率達到百分之百，質量得以保證。

節約人工成本及能源

以車鉤提桿為例，使用數控彎曲工藝可省去加熱、劃線、校形工序，原先生產一種彎曲件需4 人，現使用數控彎曲機僅需1 人，生產效率提高2 倍多，全年可節約人工成本近60 萬元；采用數控彎曲機可以節省加熱過程中消耗的電能，節約能源消耗近10 萬元。

結束語

采用數控彎曲工藝解決了原有車鉤提桿工藝落后、人工費用較大及產品一次合格率較低的問題，每年可節約人工成本及能源成本近70 萬元，生產效率提高2 倍多，具有極大的推廣價值。