張保林 張?jiān)讫?王長(zhǎng)海 王宏圖

(中車(chē)唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司轉(zhuǎn)向架技術(shù)中心 河北 唐山 063035)

軌道客車(chē)轉(zhuǎn)向架制動(dòng)閘片托是加工精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的關(guān)鍵零件，主體結(jié)構(gòu)包括：閘片托板燕尾槽、閘片鎖鐵安裝槽、閘片吊銷(xiāo)安裝孔、閘片吊軸安裝孔等，由于閘片托板燕尾槽與閘片吊軸安裝孔在相反位置的兩個(gè)平面內(nèi)，但兩個(gè)結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的平行度，需要多次定位，進(jìn)行二次裝夾、加工完成，同時(shí)保證兩個(gè)結(jié)構(gòu)的平行度，這時(shí)就需要使用工裝兩側(cè)腮部進(jìn)行定位，能夠?qū)蓚€(gè)結(jié)構(gòu)的位置度進(jìn)行嚴(yán)格的約束，利用兩個(gè)偏心軸的旋轉(zhuǎn)對(duì)待加工的閘片托進(jìn)行準(zhǔn)確定位并夾緊，減少了大量螺栓的緊固工序，減輕了工裝的重量，同時(shí)減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，為加工做好必要的準(zhǔn)備保障，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。

1 工藝技術(shù)方案及弊端

應(yīng)用框架式的定位方式，采取四面夾板用螺栓直接連接的方式，該方法需要緊固多個(gè)螺栓，拆裝操作比較繁瑣；多出的四面夾板增加了工裝的重量，造成材料的浪費(fèi)，同時(shí)在工裝翻轉(zhuǎn)時(shí)，笨重的工裝使操作者付出了更多繁重的體力勞動(dòng)。如果組裝時(shí)，因?yàn)槁菟ǖ木o固順序和緊固扭力的不均衡，會(huì)造成閘片托的定位不準(zhǔn)確，極可能影響產(chǎn)品加工精度，造成質(zhì)量損失[1]。

2 新加工工藝

根據(jù)多年的加工工藝經(jīng)驗(yàn)，確定了一種加工閘片托板燕尾槽與閘片吊軸安裝孔在相反位置的兩個(gè)平面內(nèi)，可嚴(yán)格保證平行度要求的工藝方法，在需要打調(diào)進(jìn)行二次裝夾、加工完成的情況下，采用工裝兩側(cè)腮部的定位原理，能夠?qū)蓚€(gè)結(jié)構(gòu)的位置度進(jìn)行嚴(yán)格的約束，采用兩個(gè)偏心軸的旋轉(zhuǎn)對(duì)待加工的閘片托進(jìn)行準(zhǔn)確定位并夾緊，減少了原來(lái)多個(gè)螺栓的緊固工序，減輕了工裝的重量，同時(shí)減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，為加工做好必要的準(zhǔn)備和保障。

2.1 設(shè)計(jì)加工工裝方案

該加工工藝方案中，設(shè)計(jì)的工裝結(jié)構(gòu)為：工裝體上部件、定位銷(xiāo)軸體、工裝體下部件、偏心軸體、裝卡調(diào)整扳手、被加工工件(閘片托)、鎖緊圓螺母，具體安裝方法及零件示意圖如圖1所示。

2.2 被加工工件介紹

如圖2所示，該產(chǎn)品為鐵路軌道客車(chē)轉(zhuǎn)向架盤(pán)型制動(dòng)系統(tǒng)的閘片托，是保障鐵路軌道客車(chē)安全運(yùn)行的重要部件，具有制造精度要求高，加工難度大，位置公差檢測(cè)困難，耗費(fèi)工時(shí)多等特點(diǎn)，特別是如果沒(méi)有專(zhuān)用的加工工裝，產(chǎn)品的質(zhì)量根本無(wú)法保證，圖3中待加工燕尾槽面與已加工的D面和零件背面的基準(zhǔn)A、B兩個(gè)同心的?35 mm閘片吊銷(xiāo)孔的位置度要求非常高，待加工燕尾槽底面、A和B與D基準(zhǔn)都要求保證平行度0.05 mm。因此，必須采用該專(zhuān)利設(shè)計(jì)的工裝來(lái)同時(shí)保證3個(gè)結(jié)構(gòu)元素符合產(chǎn)品圖紙要求[2]。

圖1 定位裝卡方法說(shuō)明示意圖

圖2 閘片托產(chǎn)品圖

圖3 關(guān)鍵加工位置示意圖

2.3 被加工工件基本工藝流程

(1)劃線：以D平面為粗基準(zhǔn)，調(diào)平該基準(zhǔn)面，劃D面加工線、中心線(見(jiàn)圖4)。

圖4 D基準(zhǔn)面劃線工序圖

(2)銑削：立銑床采用盤(pán)銑刀加工D基準(zhǔn)面，分粗銑、精銑兩個(gè)工步(見(jiàn)圖5)。

圖5 燕尾槽粗加工工序圖

(3)銑削：粗銑燕尾槽雛形長(zhǎng)方槽，銑燕尾槽一端部退刀槽。

(4)銑削：銑削閘片鎖板槽，如圖6所示。

(6) 銑削：臥銑床鉆、銑A-B基準(zhǔn)閘片吊銷(xiāo)孔2-?35 mm+0.050 mm(見(jiàn)圖6)。

(7)鉆削：鉆削端部閘片鎖板銷(xiāo)孔2-?12 mm+0.240 mm(見(jiàn)圖6)。

(8)銑削：采用該加工工裝進(jìn)行最后一步精加工，精加工銑削燕尾槽，確保最關(guān)鍵的位置公差滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，完成整個(gè)加工過(guò)程(見(jiàn)圖7)。

圖6 閘片鎖板槽銑削工序圖

圖7 燕尾槽精加工工序圖

2.4 加工工裝應(yīng)用過(guò)程

(1)當(dāng)被加工工件完成前7道工序后，把被加工工件裝入工裝體下部件，然后插入定位銷(xiāo)軸(件號(hào)2)，旋上鎖緊圓螺母將被加工工件固定在工裝被加工位置，但鎖緊圓螺母不馬上擰緊,此時(shí)為工裝定位壓緊前狀態(tài)(見(jiàn)圖8)。

圖8 工裝定位壓緊前狀態(tài)圖

(2)分別用裝卡調(diào)整扳手旋轉(zhuǎn)偏心軸體，使工裝體上部件與工裝體下部件之間原有的4 mm間隙減小至零。從而使得被加工件的D面緊緊壓在工裝上體的定位面上,此時(shí)為工裝定位壓緊后狀態(tài)(見(jiàn)圖9)。

圖9 工裝定位壓緊后狀態(tài)圖

(3)工裝體上部件和工裝體下部件分別由各自的定位、導(dǎo)向的側(cè)導(dǎo)軌滑面控制定位精度，以確保被加工工件上面的燕尾槽和背面的A、B銷(xiāo)軸孔在X軸方向上的一致性。

(4)由工裝的定位銷(xiāo)軸與工裝的上體部件的定位基準(zhǔn)面，保證了被加工工件D面與A、B基準(zhǔn)銷(xiāo)軸孔的平行度要求。

(5)工裝調(diào)整完畢后，擰緊鎖緊圓螺母，完成了整個(gè)被加工工件定位裝卡的全部過(guò)程。

2.5 采用加工工裝的應(yīng)用效果

此工裝結(jié)構(gòu)能夠在保證產(chǎn)品組裝精度的同時(shí)對(duì)待組裝工件的關(guān)鍵位置尺寸進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到防錯(cuò)裝的目的，以此提高產(chǎn)品制造的可靠性，有效保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。此工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法通過(guò)選擇合理的工裝定位方式來(lái)減少制造損失，防止產(chǎn)品在制造過(guò)程中使用不合格的工件或產(chǎn)生不合格工件，以減少浪費(fèi)。為達(dá)到防錯(cuò)裝和準(zhǔn)確定位的目的，采用零件的外形輪廓進(jìn)行定位，組成一個(gè)全封閉的結(jié)構(gòu)；為方便工件放入和取出，設(shè)計(jì)使用了組合定位器，從而保證了工裝的結(jié)構(gòu)工藝性。

此外，此種方法制造簡(jiǎn)單，使用方便，保障了被加工工件的裝卡、加工精度，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)利用被加工工件的核心結(jié)構(gòu)要素，即基準(zhǔn)D面和通過(guò)定位銷(xiāo)軸控制基準(zhǔn)孔A、B進(jìn)行定位，使被加工工件重要結(jié)構(gòu)的位置公差用工裝來(lái)關(guān)聯(lián)約束，從而使被加工工件的異面空間的位置度得到保障，完成了工件普通劃線、找正所不能完成的定位、夾緊、加工工作。由于該工裝采用了偏心鎖緊裝置，由偏心軸驅(qū)動(dòng)工裝體下部分，通過(guò)定位銷(xiāo)軸推動(dòng)被加工工件，使被加工件的D面被壓緊貼在工裝上部底面的定位面上，使得被加工工件能夠輕易做到快速裝卡或卸下，不但解決了被加工工件裝卡、定位的困難，而且解決了零件裝卡、卸下效率低的問(wèn)題。該技術(shù)已經(jīng)在加工單位進(jìn)行了3年多的應(yīng)用，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，該技術(shù)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)效率，有效保障了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。