南车八轴电力梁体工艺改进.doc

梁体V型凹槽加工工艺分析机车事业部冲压车间 周 波摘 要：针对八轴电力机车车架枕梁梁体V型凹槽宽度较小，无专用刀具，加工难度大的问题。通过采用经过刃磨的标准中心钻替代专用刀具，解决了V型槽加工难题，提升了加工质量和加工效率，节约了加工成本。关键词：V型凹槽；加工；刃磨中心钻一 、工艺分析八轴电力机车枕梁梁体（金蝶编码：11.59.3038）如图一所示，由于枕梁装配需要，在两端直角处有一工艺缺口，缺口宽度2mm，长度66mm，如图二所示。枕梁体成型组装后需要将其焊接起来，确保枕梁梁体拥有足够的承载力，故在成型前需要在缺口处加工出60V型焊接坡口，如图三所示，以保证焊接联接强度。 图一：梁体板料加工示意图 图二：工艺缺口示意图 图三：V型凹槽坡口示意图该枕梁梁体板厚12mm，材质为Q345C，每台车8件。经过工艺分析，其V型凹槽为60坡口倒角，顶部宽度为14.8mm。底部宽度为2mm深度达到11mm。 工艺上最初考虑：由激光切割机切割2mm宽的缺口后，再由人工采用旋转锉、砂轮片等非专业工具打磨成型。此种工艺的缺陷是：打磨人员非专业钳工，打磨质量较差，成型面不平整，V型凹槽角度不易控制。这将直接影响焊接质量，并对机车安全构成威胁。且劳动强度大。其次，如果采用机械加工方式 ，则存在以下问题：1、V型凹槽中间间隙仅2mm，一般刀具无法进行加工；2、如果采用非标定制刀具，则刀具的设计制造周期较长且价格昂贵，严重影响生产进度。二、确定工艺方案通过工艺分析，我们认为标准A6.3中心钻外形与梁体V型凹槽结构相似，可以通过对其刃磨后用于该V型凹槽的加工。标准A6.3中心钻(如图四所示)其锥度60，小径为5mm，大径为16mm，大于枕梁梁体V型凹槽顶部宽度14.8mm。通过刃磨，将其顶部圆柱部分按照锥度部分反向延长线刃磨成型，刚好可以满足枕梁梁体V型凹槽为60坡口倒角的加工要求。图四：A6.3中心钻最后再将刃磨好的中心钻装夹在数控铣床的通用夹具（16）夹套上。采用机械加工的方法进行加工。三、刃磨中心钻 1、砂轮选择：氧化铝砂轮具有沙粒韧性好，锋利，硬度低的特点，适用于刃磨高速钢与一般金属。标准的A6.3中心钻材质为高速钢，因此我们选择氧化铝砂轮来刃磨该中心钻。2、刃磨步骤：（1）中心钻与砂轮成90，磨除中心钻小径5mm圆柱处的多余部分，剩余长度约3mm；（2） 将其顶部圆柱部分按照锥度部分的反向延长线刃磨成型，底部磨成尖角；（3）前刀面保留中心钻的原貌，无需刃磨；（4）粗磨后刀面及刀刃：刃磨时，中心钻的中心略高于砂轮中心，并与砂轮保持30夹角，即与中心钻圆锥面平行，向后旋转刃磨后刀面，注意后刀面应低于刀刃，旋转不要超过90，避免伤及中心钻另一条刀刃。反复刃磨至与中心钻锥面在一条直线为止，同方法刃磨另一条刃。刃磨期间中心钻用水冷却，刃磨时应站在砂轮的侧面进行刃磨。（5）精磨刀刃：精磨刀刃一般用手工研磨，用油石研磨，动作要平稳，用力均匀。刃磨完成后的中心钻如图五所示。 图五：刃磨后的中心钻四、试制加工零件采用电磁磁盘装夹，加工时转速S=550r/min，切削速度v=20mm/min,刀具快速定位至起始点上表面，垂向切入，向下加工至工艺要求深度，横向进给加工至长度尺寸要求，快速提刀，加工结束。图六：正在加工的产品 图七：加工完成后的凹槽在试加工中发现，垂向进给速度可以达到30mm/min，横向进给速度需要适当降低，以提高表面粗糙度。由于中心钻为高速钢，耐磨性较硬质合金差。其次，工件采用磁盘装夹，铁屑粉末在磁力的作用下容易粘附在待加工表面，阻碍切削过程，加剧刀具磨损。因此在加工过程中必须采用冷却措施，以缓解刀具磨损。由于加工部位还要进行后续焊接作业，冷却用切削液会影响焊接性能，所以只能采用高压风冷却。冷却时，风向由待加工表面向已加工表面，这样既冷却了刀具，又能避免铁屑粘附在工件待加工表面，减少了切削阻力和刀具磨损。五、结论经过多次试切加工，发现这种改制刀具切削力小，不易扎刀。不仅能保证产品的加工精度，提高表面质量，又能提高工作效率。中心钻价格便宜，刃磨简单，可以重复多次使用，以较小的成本