高速鋁合金車體車鉤梁加工工藝研究 船用鋁板
簡要分析了車鉤梁的加工工藝，提出了保證產(chǎn)品加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效
率的措施。
1概述
車鉤梁是高速動車組鋁合金車體與車鉤連接的重要承載部件，其制造
精度不儀直接關(guān)系到產(chǎn)品自身質(zhì)量，且會影響整個車體的制造精度。本
文從車鉤梁的加工工裝、刀具選擇、數(shù)控程序優(yōu)化等幾方面進(jìn)行綜合分析，
初步形成了一套高質(zhì)高效的加工工藝方法，既保證了產(chǎn)品質(zhì)量又提高了勞
動生產(chǎn)率。
2加工工藝分析
圖1所示為車鉤梁的加工制造簡圖，各部位尺寸關(guān)系如圖2所示。其
加工要點如下：
(1)保證車鉤座安裝面(640mm×375mm)與基準(zhǔn)面A(非機加工平
面)的垂直度為2ITIII1。
(2)保證車鉤基準(zhǔn)孔(~292mm)與車體制造工藝孔(6mm)的中心距
為(310±0．5)mm。
(3)保證車鉤基準(zhǔn)孔(~292mm)中心與基準(zhǔn)面的距離為(285±0．5)
mm。
(4)保證車鉤安裝座的4個螺栓孔中心距分別為(532±0．5)mm、
(220±0．5)mm。
加工工序制定為：
(1)以』4面為基準(zhǔn)面定位并夾緊工件，調(diào)整車鉤座安裝面的平面度不
大于3mm；
(2)調(diào)用測量子程序，確定工件零點及相應(yīng)R參數(shù)值；
(3)鉆車鉤安裝孔及4個螺栓安裝孔的底孑L5—20mm；
(4)粗銑車鉤安裝孔至MOOmm并精銑4個螺栓安裝孔至39mm；
(5)粗加工車鉤座安裝面，長、寬、厚度方向均留加工余量；
(6)粗、精加工車鉤安裝孔分別至9290mm、~292mm；
(7)精銑車鉤座安裝面至640mmX375mm并保證其較小厚度32mm；
(8)鉆孔4一l3．1mm及口6mm孑L。
3工藝改進(jìn)措施
3．1加工工裝改進(jìn)
原加工工裝在加工工件過程中多次發(fā)生工件松動現(xiàn)象，主要原因是
緊懸臂過長、剛性不足且處于反復(fù)受力情況下從而使壓緊臂和支撐板產(chǎn)
塑性變形，長期使用會產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。通過分析工裝該部位的受
情況，發(fā)現(xiàn)壓緊工件后主要分力作用于支撐板上，力的方向平行于工裝主
橫梁，造成支撐板變形、工件夾緊力不夠。因此采取以下改進(jìn)措施：
(1)將懸臂的板式支撐改為柱體同時剛性固定(焊接)在工裝橫梁r
(2)壓緊懸臂采用了拱式結(jié)構(gòu)且壓緊力垂直于工件30。斜面，使工裝
性大大增強、壓緊更為穩(wěn)定可靠(見圖3)。
3．2數(shù)控程序優(yōu)化
數(shù)控機床在加工前，常規(guī)測量零點
的方法是通過手動對刀，將機床坐標(biāo)值
換算后輸入到機床零點偏置表中，這樣
做的弊端是操作速度慢、數(shù)據(jù)在人為計
算和輸入兩個環(huán)節(jié)中容易出錯，很可能
導(dǎo)致加工質(zhì)量問題。改進(jìn)措施：在主加
工程序前加入自動測量零點程序(見圖
4)，這樣帶來的好處是自動運行代替了
手工操作，實現(xiàn)了機床自動測量工件零
點和自動運算輸入。這樣每個工件確立零點的時間由原來的8min縮短
2nlill，并大大降低了人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
3．3加工刀具改進(jìn)
車鉤梁組成加工用時較多的是D292
ITIIqq車鉤安裝孔(板厚35IT1113)。原來使
用025mm硬質(zhì)合金棒銑刀粗加[至
~290mill，然后再精加工至292mm，每次
吃刀較大切削深度為10mm、較大切削寬
度為15min，每完成直徑方向30mm的切
削至少需4次走刀，這樣算來完成~20圖4自動測零點
mm到290mm的直徑切削至少需要4×9=36次走刀。改進(jìn)后，先使用
inlll棒銑刀加工至~80IFlnl直徑，再利用~80mm端面銑刀(其較大切削寬度
一達(dá)到50mm、切削深度為5mm，其每完成直徑方向100mm的切削需要7次走
刀)加工至90mm，這樣算來完成~20mm到口290mm的直徑切削需要4×2
+7×2=22次走刀。刀具改進(jìn)后比原來少了14次走刀，兩種加工方式的刀
具運行軌跡分別如圖5(a)、圖5(b)所示，加工時間比較如表1所示。
4結(jié)束語
通過以上的工藝改進(jìn)，現(xiàn)已完成了400多輛高速鋁合金車車體車鉤梁
的生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量加工合格率提高到100％，單件加工時問節(jié)省約12min，單
件刀具費用節(jié)省近32元
5083船用鋁板作船板優(yōu)勢
5083鋁合金是高鎂合金,在不可熱處理合金中強度良好，耐蝕性、可切削性良好。陽極化處理后表面美觀。電弧焊性能良好。5083合金中的主要合金元素為鎂，具有良好的抗蝕性與可焊接性能，以及中等強度。優(yōu)良的抗腐蝕性能使5083合金廣泛用于海事用途如船舶，以及汽車、飛機焊接件、地鐵輕軌。
