HXD3型電力機車端梁裝配加工工藝改進設計

摘 要：端梁與叢板座的裝配需液氮條件下冷裝螺栓，如此以來對￠32H8孔的同軸度要求很高，實際加工中不易保證。通過對加工刀具改進和工藝路線的優化，降低裝配難度，優質高效地生產出合格產品。

關鍵詞：液氮冷裝；同軸度；錐柄帶定心刀具；工藝路線

HXD3型電力機車端梁，作為車體底架的一部分，不僅需要和其它梁一起承受車體本身和車內所有設備的重量，而且用于直接傳遞機車的縱向牽引力及縱向沖擊載荷。端梁下部的車鉤箱主要用于安裝車鉤及緩沖裝置，因此端梁與前后從板座的裝配加工精度（尤其￠32H8孔的同軸度）至關重要（參照圖1）。改進前加工時，首先將端梁和從板座（前列工序已鉆好￠28底孔）進行一次組裝，在搖臂鉆床上對二者進行擴孔￠28-￠31-￠31.6，而后鉸孔至設計要求￠32H8；第二，拆卸前后從板座，在搖臂鉆床上對從板座進行60°倒角加工及锪平操作（參照圖2）；第三，將端梁與從板座二次組裝，液氮條件下冷裝螺栓等，完成裝配。此種工藝忽略機床及刀具本身的缺點，累積誤差較大：一次組裝加工后￠32H8孔保證了同軸，但是拆卸后倒角60°時基于搖臂鉆床定心差、倒角刀精度低，產生誤差0.01-0.02mm，以至于最終冷裝螺栓時裝配難度大、優質率低（裝配要求：螺栓外徑￠32p6+0.042+0.026，而孔為￠32H8+0.0390）。

經過一段時間的技術攻關及現場實踐，對端梁裝配加工工藝進行優化，基本消除0.01-0.02mm的誤差，大大降低了裝配難度，優質高效地生產出了合格產品。

1 原方案的不足

1.1 沒有考慮機床與刀具組合后的影響。在鉆床上刀具定心較差，倒角時會產生振動，致使表面粗糙度差，新成形的孔與原￠32H8孔不同軸。

1.2 工藝路線不夠優化，過程工序、最終工序分配欠合理。加工時，將可能產生誤差的低精度工序放在了最后，產生新的誤差，給最終裝配造成困難。

2 工藝方案改進

2.1 自行設計，采用實用新型刀具

考慮端梁在整車中的重要性，根據圖紙對裝配精度的高度要求以及搖臂鉆床定位精度較低的特點，結合端梁自身結構，自行繪制錐柄帶定心60°锪鉆的草圖，聯系廠家，多次商討，確定最終方案并生產出實用新型刀具。實踐證明此刀具的運用大大減小了倒角產生的誤差。

2.2 改變工藝路線，提高精度

一次組裝時，首先運用￠28的工藝螺栓在對角最遠的孔上分別將前后從板座固定在端梁上，在搖臂鉆床上運用￠31的擴孔鉆進行擴孔；然后拆卸，運用￠60的錐柄帶定心60°锪鉆對前后從板座￠31的孔進行倒角、锪平操作；第三，運用￠31的工藝螺栓二次組裝端梁和叢板座，運用￠31.6的擴孔鉆進行擴孔，進而用￠32的鉸刀鉸孔至￠32H8。

完成加工后，不再拆卸，直接送去組裝，如此以來，保持了很高的同軸度，使得液氮條件下冷裝螺栓易于進行，順利完成了最終裝配。

3 結束語

3.1 采用自行設計的實用新型刀具后，定心很好，倒角成形的60°圓孔和￠32H8孔同軸度得到很大提高。

3.2 通過改變工藝路線，將有可能產生誤差的倒角、锪鉆工序放到中間，而將能夠保證同軸度的二次擴孔及鉸孔操作放到最后，大大提高精度，為最終冷裝螺栓作了很好的鋪墊，提升產品幾何精度一個等級，使得端梁與從板座裝配質量合格率達到100%。

3.3 裝配加工工藝的改進減小了裝配難度，保證了裝配精度。經過5臺車工藝驗證，生產效率提高了80%，產品的優質率也由過去的53%提高到85.5%，合格率100%。

參考文獻

[1]張曙光.HXD3型電力機車[M].北京：中國鐵道出版社，2009.

[2]陳隊志，吳慶記.機械制造基礎工藝設計[M].蘭州：甘肅教育出版社，2001.