HXD2B型機(jī)車牽引座加工工藝

■ 中車大同電力機(jī)車有限公司 （山西 037038） 辛成山

HXD2B型電力機(jī)車的牽引座是機(jī)車牽引裝置的重要部件，起著聯(lián)接車體與轉(zhuǎn)向架并傳遞機(jī)車牽引力的作用，是關(guān)系到電力機(jī)車產(chǎn)品運(yùn)行安全的重要部件之一。因此HXD2B型電力機(jī)車牽引座從鑄造到加工、再到裝車都有嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

牽引座的工藝流程按照先粗后精原則，在熱處理前將大的加工余量去除，為精加工創(chuàng)造條件和保證。熱處理后精加工工序的劃分按照工序分散的原則，在保證牽引座加工精度的前提下，分工序完成牽引座加工，減少工序時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。由于該工件的裝夾和找正占用的時(shí)間較多，所以在工序分散原則的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮加工中心的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，每道工序包含盡可能多的加工內(nèi)容，盡量簡(jiǎn)化工藝流程，減少裝夾次數(shù)。各工序設(shè)計(jì)和制作了專用的加工工裝，通過(guò)簡(jiǎn)單的找正方法進(jìn)行工件的找正，縮短輔助時(shí)間，保證加工出合格產(chǎn)品。

1. 牽引座圖樣分析

牽引座工件如圖1所示，該工件為大型鑄鋼件，質(zhì)量達(dá)449kg。工件材質(zhì)為E級(jí)鋼，硬度、強(qiáng)度都較高（硬度200～250HBW，σb=700～800MPa）。工件安裝面一端為740mm×740mm方形底面，并帶有440mm×440mm的方形凸臺(tái)，與機(jī)車車體牽引梁聯(lián)接；叉口端一個(gè)方向內(nèi)擋為70mm，另一個(gè)方向內(nèi)擋為142mm，通過(guò)牽引桿與轉(zhuǎn)向架聯(lián)接。工件總體高度為861mm，呈四面錐形體。圖樣中包含多個(gè)要素，相互關(guān)聯(lián)尺寸多。該工件的加工要素為：平面、孔、端面凸臺(tái)、溝槽和M20普通螺紋等。叉口端70+0.016-0.020mm內(nèi)擋精度要求較高，要求表面粗糙度值Ra=3.2μm，結(jié)構(gòu)剛性較差，是整個(gè)工件加工過(guò)程中的難點(diǎn)。綜合分析，該工件在加工時(shí)對(duì)機(jī)床的選擇、刀具的選配以及工序的劃分都有一定的技巧性，同時(shí)還要設(shè)計(jì)專用的加工工裝，方便工件的裝夾，并減少工件結(jié)構(gòu)剛性較差的部位在加工過(guò)程中的變形，順利完成工件的加工。

2. 加工工藝分析

牽引座工藝路線安排如下：鑄造毛坯→毛坯劃線→粗加工→熱處理→精加工。

這里著重介紹熱處理后的精加工過(guò)程。工件在熱處理前進(jìn)行了粗加工，去除大的加工余量，各部位給精加工留3mm加工余量。精加工在立式龍門加工中心進(jìn)行。精加工分為兩道工序：先對(duì)牽引座安裝面（440mm×440mm）端進(jìn)行加工，以加工完的安裝面作為后續(xù)加工的基準(zhǔn)，從而保證了牽引座叉口與安裝面位置正確，也可以保證叉口底面與安裝面0.1mm的平行度。

（1）加工一工序：如圖2所示，將工件叉口端向下吊放在夾具上，工件放入后調(diào)節(jié)工件叉口內(nèi)擋側(cè)面與一塊定位方鐵和兩圓柱銷的距離，用塞尺檢查，使左右前后距離相等，以保證后工序叉口部位加工余量均勻。調(diào)節(jié)四個(gè)角處調(diào)節(jié)支撐及工件四周側(cè)面的頂緊螺釘，將工件調(diào)平并與夾具前后左右4個(gè)找正塊對(duì)稱，然后頂緊其他調(diào)節(jié)支撐。用扳手將壓緊裝置的壓板螺母擰緊，夾緊工件。找正后以?shī)A具中心設(shè)定坐標(biāo)，銑平牽引座安裝面及加工440mm方形凸臺(tái)，保證尺寸440-0-0.063mm，鉆20個(gè)φ29mm孔，鉆攻2個(gè)M20螺紋孔，加工完畢，清理切屑和切削液。

（2）加工二工序：如圖3所示，將工件安裝面向下吊放在夾具上，以安裝面及440-0-0.063mm止口定位，用塞尺檢查牽引座安裝面與夾具定位面的間隙≤0.04mm，擰緊側(cè)面頂緊螺釘，使定位的止口面貼靠。擰緊各壓板螺母，夾緊工件。工件叉口外側(cè)有四個(gè)輔助夾緊螺桿，增加叉口剛性，降低叉口加工過(guò)程中的振動(dòng)，減小叉口加工中的變形量。然后進(jìn)行工件叉口部位的加工，在加工70+0.016-0.020mm過(guò)程中尤為注意，其尺寸公差要求小，表面粗糙度值要求較小，要選擇合適的刀具、進(jìn)給量及切削量，確保達(dá)到70mm尺寸的技術(shù)要求。加工完畢，清理切屑和切削液。

（3）鉗工修整工序：鉆床加工完成后，打磨牽引座各加工部位飛邊毛刺，清除表面油污、雜物。并在非加工面上打鋼印標(biāo)識(shí)，發(fā)送到下工序進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)探傷。探傷合格牽引座加工完成。

圖1 HXD2B型機(jī)車牽引座

圖2 牽引座加工一工序工件裝夾示意圖

3. 工裝設(shè)計(jì)和使用

在一工序和二工序加工過(guò)程中合理設(shè)計(jì)使用了專用工裝，保證了牽引座整體的裝夾與定位，使得該工件的加工能夠順利完成。

（1）牽引座加工一工序工裝：如圖4a所示，使用牽引座加工一工序工裝時(shí)，首先利用吊裝工具將牽引座叉口向下吊裝于該夾具上，使?fàn)恳拿鞯酌媛浞旁谙潴w5上端面的調(diào)節(jié)支撐2上，用塞尺調(diào)整工件叉口內(nèi)側(cè)面與定位方鐵7和兩圓柱銷6兩邊間隙均勻。先調(diào)節(jié)4個(gè)角處的調(diào)節(jié)支撐2，使工件調(diào)平并與夾具前后左右4個(gè)找正塊1對(duì)稱，然后用壓緊裝置4壓緊固定工件；頂緊其余調(diào)節(jié)支撐2。這樣就可以加工牽引座的上部安裝面。圖4b所示為牽引座加工一工序工裝實(shí)物圖。

（2）牽引座加工二工序工裝：牽引座在一工序加工完成后，將工件反轉(zhuǎn)，使?fàn)恳惭b面向下，工件直立，準(zhǔn)備加工牽引座叉口部。如圖5a所示，牽引座加工完的安裝面貼靠在定位墊板6，用塞尺檢查牽引座安裝面與夾具定位面的間隙不大于0.04mm, 擰緊側(cè)面頂緊螺釘1，使定位的止口面貼靠。擰緊壓緊裝置2、5的各壓板螺母，夾緊工件。工件叉口外側(cè)設(shè)計(jì)有4個(gè)輔助夾緊螺釘4，增加叉口剛性，降低叉口加工過(guò)程中的震動(dòng)，減小叉口加工中的變形量。進(jìn)行牽引座下部叉口的加工。圖5b所示為牽引座加工二工序工裝實(shí)物圖。

圖3 牽引座加工二工序裝夾示意圖

圖4 牽引座加工一工序工裝

圖5 牽引座加工二工序工裝

4. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)牽引座圖樣進(jìn)行分析后，合理劃分工件的加工工序，能夠在保證完成加工任務(wù)的前提下，盡可能地減少加工工序，在關(guān)鍵兩道工序上設(shè)計(jì)了兩套實(shí)用的加工專用工裝，提高加工效率和質(zhì)量，有效控制加工成本。兩套專用加工工裝能夠方便裝夾、找正，減少輔助時(shí)間，將牽引座快速、準(zhǔn)確地固定在工裝上，便于操作，加工集中化，關(guān)鍵部位分別在每一套夾具上完成，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，使?fàn)恳樌纬膳可a(chǎn)，以滿足機(jī)車的生產(chǎn)需求。

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