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摘要:对铁路货车车钩钩舌销孔的加工进行了工艺分析,指出几种传统的加工工艺方法的不足,确定了一种先进的加工工艺方案。经批量生产验证,产品的合格率和生产效率有所提高。
关键词:货车;钩舌;加工
铁路货车车钩是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂,传递牵引力及冲击力,并使车辆之间保持一定距离的车辆部件。车钩具有以下三种位置,也就是车钩三态:锁闭位置—车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置。两个车辆连挂在一起时车钩就处在这种位置。开锁位置—即钩锁铁被提起,钩舌只要受到拉力就可以向外转开的位置,就可以把两辆连挂在一起的车分开。全开位置—即钩舌已经完全向外转开的位置。当两车需要连挂时,只要其中一个车钩处在全开位置,与另一辆车钩碰撞后就可以连挂。
钩舌与钩体的装配关系如下:钩舌的两个侧面分别有一个销孔,将其与一根销轴连接,装配到钩体的安装孔处,钩舌可以围绕销轴进行转动。可见,钩舌两侧销孔的同轴度及加工精度直接影响到钩舌的旋转动作,从而影响到车钩的三态作用。
1.工艺分析
首先对图纸进行工艺分析,车钩钩舌如图1所示,其材料为E级钢,毛坯通过铸造而成,外形毛坯面比较复杂,需加工的部位就是中间的两段销孔。可以看出虽然销孔的加工粗糙度要求并不高,直径的公差有0.5mm,普通钻削设备都能实现,但其结构为两端有孔,中间部分是空的,是一个不连续的孔,如从一端一次性加工完成,则在钻头再次进入销孔切削时,可能会产生打偏的情况,使加工出来的销孔是斜的,影响车钩的装配。如分别从两端进行加工,则加工效率低,且两段销孔的同轴度难以保证。
目前国内各厂家对钩舌销孔的加工主要是采用摇臂钻床、卧式车床、镗床等通用设备进行加工,一般都是从一端一次性加工完成。为防止钻偏,一般都要采取加强设备稳定性、降低进给量等工艺措施。我们对几种加工方法进行了研究对比:
1.1.采用摇臂钻床加工。制作夹具将工件竖直放置,加工时先将钻头对准夹具,然后将摇臂锁死,再自动进给完成加工。其缺点是由于钻孔直径偏大,钻头在切削过程中容易产生摆动,且不是连续的切削,销孔容易钻斜,影响后续的装配。
1.2.采用卧式车床加工。对车床尾座进行改造,将尾座与刀架进行联结,加工时利用刀架带动尾座实现自动进给,钻头装夹在尾座上,尾座需加装电机。其缺点是需对机床进行改造,影响机床本身的稳定性,同时也存在钻斜的风险。
1.3.采用镗床加工。制作夹具将工件水平放置,先装夹钻头钻出φ40的孔,然后装用镗刀将孔镗削到尺寸。其精加工时切削量较小,所以加工出来的销孔能保证平直,但其缺点是需分两道工序完成加工,加工效率很低。
2.工艺优化
针对钩舌销孔的结构特点,综合考虑以上各种加工方法的优缺点,同时为了保证大批量生产的需求,需对传统加工工艺方法进行改进。
改进的工艺方案为:制作专用镗削加工设备,分粗镗、精镗两道工序完成加工,从而可以保证销孔的加工精度;采取分别从两端加工钻孔的方式,由工装保证两端切削主轴的同轴度,可以很好的保证两端销孔的同轴精度。具体的实施
方法如图2所示,在中心的两侧,均匀布置四个可以横向运动的机械滑台,用于提供加工的进给运动;在这四个横向机械滑台上安装四个水平镗削动力头,保证镗削头1、2的主轴在同一直线上,保证镗削头3、4的主轴在同一直线上。镗削头采用大连组合机床研究所标准刚性主轴箱结构,主要由箱体、主轴、动力箱变速机构等部分组成,规格型号为1TA40,主轴轴径φ110,电机功率11Kw。加工工序分为粗镗和精镗两道工序,动力头1、2同時进给,进行粗镗加工,保留1mm的精镗加工余量;动力头3、4同时进给,进行精镗加工,加工销孔至成品尺寸要求。在中间位置布置一个纵向伺服滑台,用来装夹钩舌,并提供纵向的运动,粗镗加工完后由伺服传动装置控制纵向滑台自动送至精镗工位进行加工。设计一套专用液压夹具,人工吊装,以钩舌的外型毛坯面为定位基准,装夹定位时只需要将钩舌与各定位面贴合,然后再液压自动夹紧即可。配置数控系统,用来实现加工过程中的自动化,钩舌装夹好后,加工的进给、返回动作,钩舌在粗镗、精镗两工序之间的移动均由自动控制程序完成。
3.结束语
这套加工工艺方案能很好的保证钩舌销孔的加工精度、同轴度,同时不会出现钻斜的情况,提高了一次交付合格率,配备了四个镗削动力头,钩舌两端可以同时进行加工,并配备自动控制系统,比通用设备的加工效率提高两倍以上。经批量生产,验证了该方案的可行性,加工出来的产品能满足后续工序的装配要求。
参考文献:
[1]李洪等 机械加工工艺手册 北京出版社 1990.
关键词:货车;钩舌;加工
铁路货车车钩是用来实现机车和车辆或车辆和车辆之间的连挂,传递牵引力及冲击力,并使车辆之间保持一定距离的车辆部件。车钩具有以下三种位置,也就是车钩三态:锁闭位置—车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置。两个车辆连挂在一起时车钩就处在这种位置。开锁位置—即钩锁铁被提起,钩舌只要受到拉力就可以向外转开的位置,就可以把两辆连挂在一起的车分开。全开位置—即钩舌已经完全向外转开的位置。当两车需要连挂时,只要其中一个车钩处在全开位置,与另一辆车钩碰撞后就可以连挂。
钩舌与钩体的装配关系如下:钩舌的两个侧面分别有一个销孔,将其与一根销轴连接,装配到钩体的安装孔处,钩舌可以围绕销轴进行转动。可见,钩舌两侧销孔的同轴度及加工精度直接影响到钩舌的旋转动作,从而影响到车钩的三态作用。
1.工艺分析
首先对图纸进行工艺分析,车钩钩舌如图1所示,其材料为E级钢,毛坯通过铸造而成,外形毛坯面比较复杂,需加工的部位就是中间的两段销孔。可以看出虽然销孔的加工粗糙度要求并不高,直径的公差有0.5mm,普通钻削设备都能实现,但其结构为两端有孔,中间部分是空的,是一个不连续的孔,如从一端一次性加工完成,则在钻头再次进入销孔切削时,可能会产生打偏的情况,使加工出来的销孔是斜的,影响车钩的装配。如分别从两端进行加工,则加工效率低,且两段销孔的同轴度难以保证。
目前国内各厂家对钩舌销孔的加工主要是采用摇臂钻床、卧式车床、镗床等通用设备进行加工,一般都是从一端一次性加工完成。为防止钻偏,一般都要采取加强设备稳定性、降低进给量等工艺措施。我们对几种加工方法进行了研究对比:
1.1.采用摇臂钻床加工。制作夹具将工件竖直放置,加工时先将钻头对准夹具,然后将摇臂锁死,再自动进给完成加工。其缺点是由于钻孔直径偏大,钻头在切削过程中容易产生摆动,且不是连续的切削,销孔容易钻斜,影响后续的装配。
1.2.采用卧式车床加工。对车床尾座进行改造,将尾座与刀架进行联结,加工时利用刀架带动尾座实现自动进给,钻头装夹在尾座上,尾座需加装电机。其缺点是需对机床进行改造,影响机床本身的稳定性,同时也存在钻斜的风险。
1.3.采用镗床加工。制作夹具将工件水平放置,先装夹钻头钻出φ40的孔,然后装用镗刀将孔镗削到尺寸。其精加工时切削量较小,所以加工出来的销孔能保证平直,但其缺点是需分两道工序完成加工,加工效率很低。
2.工艺优化
针对钩舌销孔的结构特点,综合考虑以上各种加工方法的优缺点,同时为了保证大批量生产的需求,需对传统加工工艺方法进行改进。
改进的工艺方案为:制作专用镗削加工设备,分粗镗、精镗两道工序完成加工,从而可以保证销孔的加工精度;采取分别从两端加工钻孔的方式,由工装保证两端切削主轴的同轴度,可以很好的保证两端销孔的同轴精度。具体的实施
方法如图2所示,在中心的两侧,均匀布置四个可以横向运动的机械滑台,用于提供加工的进给运动;在这四个横向机械滑台上安装四个水平镗削动力头,保证镗削头1、2的主轴在同一直线上,保证镗削头3、4的主轴在同一直线上。镗削头采用大连组合机床研究所标准刚性主轴箱结构,主要由箱体、主轴、动力箱变速机构等部分组成,规格型号为1TA40,主轴轴径φ110,电机功率11Kw。加工工序分为粗镗和精镗两道工序,动力头1、2同時进给,进行粗镗加工,保留1mm的精镗加工余量;动力头3、4同时进给,进行精镗加工,加工销孔至成品尺寸要求。在中间位置布置一个纵向伺服滑台,用来装夹钩舌,并提供纵向的运动,粗镗加工完后由伺服传动装置控制纵向滑台自动送至精镗工位进行加工。设计一套专用液压夹具,人工吊装,以钩舌的外型毛坯面为定位基准,装夹定位时只需要将钩舌与各定位面贴合,然后再液压自动夹紧即可。配置数控系统,用来实现加工过程中的自动化,钩舌装夹好后,加工的进给、返回动作,钩舌在粗镗、精镗两工序之间的移动均由自动控制程序完成。
3.结束语
这套加工工艺方案能很好的保证钩舌销孔的加工精度、同轴度,同时不会出现钻斜的情况,提高了一次交付合格率,配备了四个镗削动力头,钩舌两端可以同时进行加工,并配备自动控制系统,比通用设备的加工效率提高两倍以上。经批量生产,验证了该方案的可行性,加工出来的产品能满足后续工序的装配要求。
参考文献:
[1]李洪等 机械加工工艺手册 北京出版社 1990.