鍛造鉤尾框鉤尾銷孔加工工藝研究和優(yōu)化

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1、鍛造鉤尾框鉤尾銷孔加工工藝研究和優(yōu)化【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品更新?lián)Q代的迅速，新型高強(qiáng)度、高硬度、難加工材料的不斷出現(xiàn)，對(duì)孔加工的質(zhì)量、加工效率和刀具的耐用度都提出了更高的要求。本文以鍛造鉤尾框鉤尾銷孔的加工為實(shí)例，通過幾種加工方法的分析并進(jìn)行優(yōu)化，在加工成本和加工效率上達(dá)到事半功倍的效果?！娟P(guān)鍵詞】鍛造鉤尾框；孔加工；鉆削0.前言鍛造鉤尾框（圖1、圖2、圖3）作為鐵路貨車關(guān)鍵部件,由鉤尾框框體和連接板焊接組成。呈長(zhǎng)回字形空心框體結(jié)構(gòu)，框體和連接板均采用模鍛成型，且框板金屬纖維流向方向與車鉤沖擊、牽引方向一致，內(nèi)部

2、組織致密，抗沖擊、牽引能力強(qiáng)，使用壽命大大的延長(zhǎng)。鉤尾銷孔起到連接車鉤，傳遞牽引力的作用，生產(chǎn)批量大。1.工藝分析鍛造鉤尾框材質(zhì)為25MnCrNiMoA,17型鉤尾銷孔的直徑尺寸為①92+0.83-0.36mm,兩側(cè)銷孔同軸度要求為0.45mm,表面粗糙度12.5pm,單側(cè)壁厚60mm,調(diào)制處理后的硬度241-311IIBW；QF-2型鉤尾銷孔的直徑尺寸為①90+0.7+0.2mm,兩側(cè)銷孔同軸度要求為0.45mm,表面粗糙度12.5um,單側(cè)壁厚60mm,調(diào)制處理后的硬度241-311HBW；16型鉤尾銷孔的直徑尺寸為

3、①106+l+0mm,表面粗糙度12.5pm,單側(cè)壁厚40mm,調(diào)制處理后的硬度241-311HBWO(1)針對(duì)鉤尾框的材質(zhì)和尾框硬度，采用高速鋼刀具磨損較快，耐用度低，批量生產(chǎn)精度難以保證，加工可采用硬質(zhì)合金刀具。(2)采用通用鉆床加工(Z3080),最大能鉆直徑80mm的孔，滿足不了孔①92+0.83-0.36mm尺寸加工精度和兩側(cè)銷孔同軸度的要求，同時(shí)生產(chǎn)效率低，不適合批量生產(chǎn)需要。(3)采用普通鎮(zhèn)床加工，需要分兩工序加工完成，即先進(jìn)行鉆孔加工工序，然后再進(jìn)行鎮(zhèn)孔加工工序。優(yōu)點(diǎn)是可以保證孔的尺寸加工精度和兩側(cè)銷孔同

4、軸度的要求；缺點(diǎn)生產(chǎn)效率低，不適合批量生產(chǎn)需求。針對(duì)上述分析，又要保證大批量生產(chǎn)的要求，又要較少加工設(shè)備的數(shù)量，降低操作強(qiáng)度和加工成本，鉤尾銷孔加工采用專用機(jī)床加工，專機(jī)結(jié)構(gòu)采用雙側(cè)動(dòng)力頭，16型、QF-2型等采用單側(cè)動(dòng)力頭，孔的精度由刀具保證，形位精度由兩動(dòng)力頭主軸的形位精度保證。2?鍛造鉤尾框加工刀具分析1.1復(fù)合刀具因?yàn)閮煽虬彘g距離為180mm,壁厚60mm,兩種加工刀具在同一個(gè)刀桿上，加工刀具既要考慮加工鉆頭的磨損，又要考慮鎮(zhèn)刀加工的安全距離，防止同時(shí)切削造成切削功率的瞬時(shí)增加導(dǎo)致刀桿顫動(dòng)，影響加工精度，所以鉆鎮(zhèn)

5、復(fù)合刀具設(shè)計(jì)實(shí)施較為困難（見圖4）,無(wú)法解決兩工序加工間隔時(shí)間短和加工刀具干涉問題，如果采用分別加工，又滿足不了加工效率，在滿足加工能力的前提下，勢(shì)必要增加設(shè)備成本和人工成本。2.2硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭目前在很多行業(yè)廣泛采用，鐵路貨車行業(yè)還是一個(gè)空白。硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭可以加工直徑大于12mm.孔深小于3D的孔，它采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片制成。這種鉆頭不僅具有髙切削性能，而且無(wú)需重磨鉆尖。只要更換刀片，鉆頭體可長(zhǎng)期使用。目前已成為數(shù)控鉆床和加工中心上的常用鉆頭，鉆前無(wú)須在工件上預(yù)鉆中心孔，具有自

6、定心能力。該刀具的加工質(zhì)量和精度完全可以滿足鍛造鉤尾框加工需要（圖5）。3.鉤尾銷孔加工方案確定與優(yōu)化1.1加工方案確定通過對(duì)鍛造鉤尾框鉤尾銷孔加工設(shè)備和刀具的分析，都能保證鉤尾銷孔的加工精度，需對(duì)上述方案進(jìn)行優(yōu)化。主要從切削效率、刀具壽命、操作強(qiáng)度等分析可以看出，采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭進(jìn)行加工，硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆由刀體（附圖6）及拖刀墊（附圖7）組成，在拖刀墊上安裝刀片。硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆切削平穩(wěn)、加工穩(wěn)定，代替了鉆、鎮(zhèn)（擴(kuò)）兩道工序，較原加工工藝提高切削效率5倍以上、降低工具成本50%,刀具壽命提高3倍以上，

7、節(jié)省原材料50%以上，且降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆頭進(jìn)行加工已成為目前我公司鍛造鉤尾框孔加工時(shí)的常規(guī)加工方法。鉤尾銷孔的直徑由硬質(zhì)合金刀頭直徑保證，相比采用鎧床加工時(shí)的合格率大幅度提高，通過此刀具的加工鍛造鉤尾框鉤尾銷孔合格率達(dá)到100%o3.2方案優(yōu)化由于鍛造鉤尾框鉤尾銷孔直徑規(guī)格較多，加工時(shí)需要更換不同的優(yōu)鉆進(jìn)行加工，致使鉤尾框的加工成本較大，為了節(jié)約鉤尾框的加工成本，硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位淺孔鉆采用分體式結(jié)構(gòu)，整個(gè)刀體由四部分組成：刀具母體（圖8）、可換刀頭（圖9）、密封圈、及刀墊組成。用統(tǒng)一刀柄更換不

8、同切削直徑的刀頭，可有效降低刀具的使用成本。4.結(jié)束語(yǔ)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)入了'‘高速、高效、智能、復(fù)合、環(huán)保”的階段，高速、高效的刀具應(yīng)運(yùn)用，不僅降低了加工成本，而且提高了生產(chǎn)效率，本文通過對(duì)鍛造鉤尾框鉤尾銷孔的加工的工藝分析和優(yōu)化，為以后其他產(chǎn)品的孔加工提供了新的思路。