焊接殼體組成內孔加工變形分析及工藝改進

徐偉，秦立兵，李松

中車青島四方車輛研究所有限公司 山東青島 266031

1 序言

圖1所示焊接殼體組成（以下簡稱殼體組成）是鉤緩裝置緩沖系統的重要部件之一。其內孔車削加工完成后，受結構焊接應力時效釋放和加工工藝性等因素影響，出現了較大的內孔變形，導致尺寸超差的慣性質量問題。經過對各型號殼體組成的內孔變形原因的分析[1]，采用不同的工藝改進措施進行試驗驗證，基本查明了內孔產生變形的主要原因。

圖1 焊接殼體組成

通過改進殼體組成加工工藝過程，完善加工操作細節，最終解決了加工后變形造成尺寸超差的慣性質量問題。

2 殼體組成結構

公司已有30余種不同型號的殼體組成，每年生產數量達4000多件。殼體組成主要由拉環（見圖2）和殼體（見圖3）兩大零件經焊接組成。殼體外圓分布許多焊接金屬子件，整體結構屬于薄壁深孔類工件[2]。

圖2 拉環

圖3 殼體

3 原加工工藝分析

3.1 原加工工藝

殼體組成原加工工藝為：焊接→探傷→精車外圓工藝面→粗車內孔→放置72h釋放應力→精車內孔各尺寸和內螺紋→銑、鏜等加工殼體外形孔和槽。

3.2 存在的問題

圖4為T997殼體組成結構尺寸。對按原工藝加工的7個零件（用于裝配1列高鐵）進行尺寸測量，結果見表1。

圖4 T997殼體組成結構尺寸

從表1中的測量結果看，凡外圓尺寸偏差大者，對應的內孔尺寸偏差也大，特別是尺寸偏差超過0.1mm的3個內孔超差的零件，均存在這個規律。

表1 T997殼體組成尺寸測量結果（單位：mm）

殼體內孔尺寸設計公差帶為0.1mm，加工完成后內孔尺寸偏差均在0.07～0.33mm，超差現象明顯，且數量占比近半，可以定性為慣性質量問題。……