高速铝合金车体车钩梁加工工艺研究 船用铝板
发布时间:2022-07-19
简要分析了车钩梁的加工工艺,提出了保证产品加工质量和提高生产效
率的措施。
1概述
车钩梁是高速动车组铝合金车体与车钩连接的重要承载部件,其制造
精度不仪直接关系到产品自身质量,且会影响整个车体的制造精度。本
文从车钩梁的加工工装、刀具选择、数控程序优化等几方面进行综合分析,
初步形成了一套高质高效的加工工艺方法,既保证了产品质量又提高了劳
动生产率。
2加工工艺分析
图1所示为车钩梁的加工制造简图,各部位尺寸关系如图2所示。其
加工要点如下:
(1)保证车钩座安装面(640mm×375mm)与基准面A(非机加工平
面)的垂直度为2ITIII1。
(2)保证车钩基准孔(~292mm)与车体制造工艺孔(6mm)的中心距
为(310±0.5)mm。
(3)保证车钩基准孔(~292mm)中心与基准面的距离为(285±0.5)
mm。
(4)保证车钩安装座的4个螺栓孔中心距分别为(532±0.5)mm、
(220±0.5)mm。
加工工序制定为:
(1)以』4面为基准面定位并夹紧工件,调整车钩座安装面的平面度不
大于3mm;
(2)调用测量子程序,确定工件零点及相应R参数值;
(3)钻车钩安装孔及4个螺栓安装孔的底孑L5—20mm;
(4)粗铣车钩安装孔至MOOmm并精铣4个螺栓安装孔至39mm;
(5)粗加工车钩座安装面,长、宽、厚度方向均留加工余量;
(6)粗、精加工车钩安装孔分别至9290mm、~292mm;
(7)精铣车钩座安装面至640mmX375mm并保证其较小厚度32mm;
(8)钻孔4一l3.1mm及口6mm孑L。
3工艺改进措施
3.1加工工装改进
原加工工装在加工工件过程中多次发生工件松动现象,主要原因是
紧悬臂过长、刚性不足且处于反复受力情况下从而使压紧臂和支撑板产
塑性变形,长期使用会产生严重的质量隐患。通过分析工装该部位的受
情况,发现压紧工件后主要分力作用于支撑板上,力的方向平行于工装主
横梁,造成支撑板变形、工件夹紧力不够。因此采取以下改进措施:
(1)将悬臂的板式支撑改为柱体同时刚性固定(焊接)在工装横梁r
(2)压紧悬臂采用了拱式结构且压紧力垂直于工件30。斜面,使工装
性大大增强、压紧更为稳定可靠(见图3)。
3.2数控程序优化
数控机床在加工前,常规测量零点
的方法是通过手动对刀,将机床坐标值
换算后输入到机床零点偏置表中,这样
做的弊端是操作速度慢、数据在人为计
算和输入两个环节中容易出错,很可能
导致加工质量问题。改进措施:在主加
工程序前加入自动测量零点程序(见图
4),这样带来的好处是自动运行代替了
手工操作,实现了机床自动测量工件零
点和自动运算输入。这样每个工件确立零点的时间由原来的8min缩短
2nlill,并大大降低了人为因素对产品质量的影响。
3.3加工刀具改进
车钩梁组成加工用时较多的是D292
ITIIqq车钩安装孔(板厚35IT1113)。原来使
用025mm硬质合金棒铣刀粗加[至
~290mill,然后再精加工至292mm,每次
吃刀较大切削深度为10mm、较大切削宽
度为15min,每完成直径方向30mm的切
削至少需4次走刀,这样算来完成~20图4自动测零点
mm到290mm的直径切削至少需要4×9=36次走刀。改进后,先使用
inlll棒铣刀加工至~80IFlnl直径,再利用~80mm端面铣刀(其较大切削宽度
一达到50mm、切削深度为5mm,其每完成直径方向100mm的切削需要7次走
刀)加工至90mm,这样算来完成~20mm到口290mm的直径切削需要4×2
+7×2=22次走刀。刀具改进后比原来少了14次走刀,两种加工方式的刀
具运行轨迹分别如图5(a)、图5(b)所示,加工时间比较如表1所示。
4结束语
通过以上的工艺改进,现已完成了400多辆高速铝合金车车体车钩梁
的生产,产品质量加工合格率提高到100%,单件加工时问节省约12min,单
率的措施。
1概述
车钩梁是高速动车组铝合金车体与车钩连接的重要承载部件,其制造
精度不仪直接关系到产品自身质量,且会影响整个车体的制造精度。本
文从车钩梁的加工工装、刀具选择、数控程序优化等几方面进行综合分析,
初步形成了一套高质高效的加工工艺方法,既保证了产品质量又提高了劳
动生产率。
2加工工艺分析
图1所示为车钩梁的加工制造简图,各部位尺寸关系如图2所示。其
加工要点如下:
(1)保证车钩座安装面(640mm×375mm)与基准面A(非机加工平
面)的垂直度为2ITIII1。
(2)保证车钩基准孔(~292mm)与车体制造工艺孔(6mm)的中心距
为(310±0.5)mm。
(3)保证车钩基准孔(~292mm)中心与基准面的距离为(285±0.5)
mm。
(4)保证车钩安装座的4个螺栓孔中心距分别为(532±0.5)mm、
(220±0.5)mm。
加工工序制定为:
(1)以』4面为基准面定位并夹紧工件,调整车钩座安装面的平面度不
大于3mm;
(2)调用测量子程序,确定工件零点及相应R参数值;
(3)钻车钩安装孔及4个螺栓安装孔的底孑L5—20mm;
(4)粗铣车钩安装孔至MOOmm并精铣4个螺栓安装孔至39mm;
(5)粗加工车钩座安装面,长、宽、厚度方向均留加工余量;
(6)粗、精加工车钩安装孔分别至9290mm、~292mm;
(7)精铣车钩座安装面至640mmX375mm并保证其较小厚度32mm;
(8)钻孔4一l3.1mm及口6mm孑L。
3工艺改进措施
3.1加工工装改进
原加工工装在加工工件过程中多次发生工件松动现象,主要原因是
紧悬臂过长、刚性不足且处于反复受力情况下从而使压紧臂和支撑板产
塑性变形,长期使用会产生严重的质量隐患。通过分析工装该部位的受
情况,发现压紧工件后主要分力作用于支撑板上,力的方向平行于工装主
横梁,造成支撑板变形、工件夹紧力不够。因此采取以下改进措施:
(1)将悬臂的板式支撑改为柱体同时刚性固定(焊接)在工装横梁r
(2)压紧悬臂采用了拱式结构且压紧力垂直于工件30。斜面,使工装
性大大增强、压紧更为稳定可靠(见图3)。
3.2数控程序优化
数控机床在加工前,常规测量零点
的方法是通过手动对刀,将机床坐标值
换算后输入到机床零点偏置表中,这样
做的弊端是操作速度慢、数据在人为计
算和输入两个环节中容易出错,很可能
导致加工质量问题。改进措施:在主加
工程序前加入自动测量零点程序(见图
4),这样带来的好处是自动运行代替了
手工操作,实现了机床自动测量工件零
点和自动运算输入。这样每个工件确立零点的时间由原来的8min缩短
2nlill,并大大降低了人为因素对产品质量的影响。
3.3加工刀具改进
车钩梁组成加工用时较多的是D292
ITIIqq车钩安装孔(板厚35IT1113)。原来使
用025mm硬质合金棒铣刀粗加[至
~290mill,然后再精加工至292mm,每次
吃刀较大切削深度为10mm、较大切削宽
度为15min,每完成直径方向30mm的切
削至少需4次走刀,这样算来完成~20图4自动测零点
mm到290mm的直径切削至少需要4×9=36次走刀。改进后,先使用
inlll棒铣刀加工至~80IFlnl直径,再利用~80mm端面铣刀(其较大切削宽度
一达到50mm、切削深度为5mm,其每完成直径方向100mm的切削需要7次走
刀)加工至90mm,这样算来完成~20mm到口290mm的直径切削需要4×2
+7×2=22次走刀。刀具改进后比原来少了14次走刀,两种加工方式的刀
具运行轨迹分别如图5(a)、图5(b)所示,加工时间比较如表1所示。
4结束语
通过以上的工艺改进,现已完成了400多辆高速铝合金车车体车钩梁
的生产,产品质量加工合格率提高到100%,单件加工时问节省约12min,单
件刀具费用节省近32元
5083船用铝板作船板优势
5083铝合金是高镁合金,在不可热处理合金中强度良好,耐蚀性、可切削性良好。阳极化处理后表面美观。电弧焊性能良好。5083合金中的主要合金元素为镁,具有良好的抗蚀性与可焊接性能,以及中等强度。优良的抗腐蚀性能使5083合金广泛用于海事用途如船舶,以及汽车、飞机焊接件、地铁轻轨。
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