薄板零件成組加工技術(shù)研究及應(yīng)用
2018-6-14 來源：中車唐山機車車輛有限公司 作者：王宏圖 張乙宙 李春來 劉洋 郭繼祥
摘要：隨著城市軌道交通事業(yè)的發(fā)展，軌道車輛需求的逐漸增多，由于軌道車輛自身特點，車輛的大中型構(gòu)架均為焊接結(jié)構(gòu)，焊接背板是焊接工藝必要組成部分，焊接背板是一種薄板件，厚度為 1-4mm，在焊接過程需求量非常大，一臺構(gòu)架焊接需要加工 64 個環(huán)形焊接背板，且需要機械加工來滿足其精度要求，但是加工時采用液壓夾持會使薄板件變形，手動單個裝夾會嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。在此情況下將研究成組技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控車床，解決了加工效率低的問題；同時根據(jù)薄板件設(shè)計專門支撐和定位結(jié)構(gòu)，增加了加工過程的穩(wěn)定性，滿足了一次裝夾便可完成多個環(huán)形背板的加工任務(wù)，縮短了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：成組技術(shù)；薄板零件；加工；焊接背板
0 引言
隨著城市軌道交通市場的發(fā)展，軌道車輛需求的逐漸增多，由于軌道車輛自身特點，車輛的大中型構(gòu)架均為焊接結(jié)構(gòu)。焊接背板是焊接工藝必要組成部分，焊接背板是一種薄板件，厚度為 1-4mm，在焊接過程需求量非常大，一臺構(gòu)架焊接需要加工 64 個環(huán)形焊接背板，且需要機械加工來滿足其精度要求。在此情況下將研究成組技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控車床，解決了加工效率低的問題。
1 、薄板件成組技術(shù)研究
經(jīng)過統(tǒng)計分析，不同環(huán)形背板，盡管其結(jié)構(gòu)、尺寸不同，但可以將其視為相似件，例如某種制動導(dǎo)柱背板基本尺寸為 66×5mm、66×3mm、66×2mm，加工精度為±0.2mm。故此在機械加工時，將將多種背板按照其尺寸的相似性分類成組，然后按照零件組擬定成工藝規(guī)程，選擇工藝裝備，下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)組織批量加工。同時改變車間的生產(chǎn)組織和管理模式，由傳統(tǒng)的按照產(chǎn)品組織生產(chǎn)、加工質(zhì)量由專門人員控制改為多種產(chǎn)品混線作業(yè)，一工多能的方向發(fā)展
2 、薄板件成組加工工裝制造和應(yīng)用
由于薄板件厚度小、壁薄，徑向只能承載不大于 0.5t壓力，輕微的裝夾力都會導(dǎo)致工件翹曲，故此采用軸向（厚度方向）壓夾方式，通過鎖緊螺栓施加壓力來鎖定制動導(dǎo)柱背板，保證鎖緊有效和夾持穩(wěn)定性。在工件定位方式上，采用機械圓周定位，定位圓周內(nèi)腔的直徑與薄板件外徑差值不大于 0.2mm，保證了定位的準(zhǔn)確性。
在工裝長度方向上，內(nèi)腔容納長度的長度為 45mm，保證了一次裝夾即可完成多個薄板加工要求，實現(xiàn)成組加工提高了加工效率。如圖 1 所示。
圖 1 車削成組加工工裝示意圖
3 、薄板件成組加工工藝參數(shù)設(shè)定
環(huán)形薄板件加工時會優(yōu)先選用車床，車床加工成本低、效率高，但成組薄板件和單個實體零件相比，車削工藝參數(shù)需適當(dāng)調(diào)整。車削用量選定原則根據(jù)實際工況選擇切削深度、進(jìn)給量、切削速度，并兼顧刀具耐用度。合理擇切削用量，需綜合考慮生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和加工成本。薄板件剛性偏低，適合采用較小的切削深度和進(jìn)給量，采用較高的切削速度。線速度設(shè)定為刀片廠商推薦最低值得80-95%。
4 、薄板件成組加工優(yōu)點
①生產(chǎn)效率高。合理設(shè)計的工裝內(nèi)腔深度可保證了一次裝夾即可完成多個環(huán)形柱背板加工要求，極大提高了加工效率。②工藝準(zhǔn)備周期短。采用機械圓周定位，只需根據(jù)不同的板件放入工件即可實現(xiàn)定位，無需找正，且只需要一次對刀即可，工件二次裝夾后不需要反復(fù)校正 0 點。③生產(chǎn)成本低。工裝為機械結(jié)構(gòu)，易于制造且免維護(hù)，螺紋鎖緊力大，自鎖性好，工裝材料為 45 鋼，穩(wěn)定性好，避免了因為大量制造專用工裝帶來的附加成本。
5 、結(jié)論
薄板件成組加工技術(shù)研究及應(yīng)用，解決了加工薄壁件效率低，工藝準(zhǔn)備周期長的問題；縮短了工藝流程，提高了加工效率；降低了專有工裝帶來的附加生產(chǎn)成本。該方法的不僅可滿足大批量薄板件的生產(chǎn)，也可向異形件、焊接件等零部件制造推廣，對提升企業(yè)的競爭力有著很好的實用價值。
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