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1、．?dāng)r．旦．圭．．．墨寶．壟城軌車體薄壁鋁合金型材加工工藝株洲電力機(jī)車有限公司(湖南412001)王雪芳彭博目前城軌鋁合金車體采用了許多鋁合金蜂窩型型車也有19m，空調(diào)支撐梁一般長度在4m多，加工材，各種不同截面的型材通過加工、焊接形成整個(gè)時(shí)除需要大型的加工設(shè)備外還必須設(shè)計(jì)專用工裝來車體承載結(jié)構(gòu)，這些型材都是車體結(jié)構(gòu)的承載梁。安裝固定。型材加工是車體制造工藝過程中的首道工序，加工工裝設(shè)計(jì)關(guān)鍵是加工工位以及工件、工裝的基的型材工件長大，加工量大，加工時(shí)間長，需用超準(zhǔn)確定。為了減少裝夾次數(shù)，保證加工精度及效大型加工設(shè)備。因此型材加工
2、往往是車體生產(chǎn)組織率，工件的裝夾次數(shù)一定要越少越好。一般邊梁和過程中的瓶頸。研究型材加工工藝技術(shù)，解決型材頂蓋邊梁為兩個(gè)工位，這兩個(gè)工位的選取不能僅考加工的難點(diǎn)問題，對(duì)保證型材加工質(zhì)量，避免不必慮加工的方便，還必須考慮工位之間的轉(zhuǎn)換方便。要的損失，提高生產(chǎn)效率具有很重要的意義。工裝基準(zhǔn)要解決兩個(gè)問題，一是工件的安裝基準(zhǔn)，1．型材加工工藝難點(diǎn)二是工裝在設(shè)備上的基準(zhǔn)。圖2為某種車型的邊梁加工工裝，邊梁加工采幾種典型的型材斷面圖如圖l所示，型材長度用水平加工位置，分正、反兩次裝夾完成。正裝與車體一般等長，一般為19～22m。單個(gè)筋板
3、壁工位選擇面積比較大，同時(shí)又將處于水平位置的厚一般為3～2．5ram，因此剛性小，通長范圍內(nèi)扭邊梁內(nèi)側(cè)面作為安裝基準(zhǔn)(z向)，上部頂點(diǎn)作為曲、彎曲變形大，裝夾困難，加工時(shí)振動(dòng)大，因此y向定位，夾緊點(diǎn)選擇強(qiáng)度比較高的筋板結(jié)合部。極易銑傷，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格甚至報(bào)廢。鋁合金反裝工位選擇邊梁外表面作為安裝基準(zhǔn)(z向)，車體型材加工工藝難點(diǎn)主要有兩個(gè)方面：一是如何邊梁底面作為y向定位，夾緊點(diǎn)選擇靠近加工區(qū)的設(shè)計(jì)合理的工裝并合理布置；二是如何解決單個(gè)薄位置，以保證加工時(shí)充分夾緊工件，減少振動(dòng)。受壁筋板的加工。設(shè)備z向行程的限制，工裝不能
4、太高，因此夾緊臂設(shè)計(jì)成彎曲臂，壓塊設(shè)計(jì)成U形，分別壓在兩塊筋板上。邊梁總長22m，鋁合金型材比較軟，容易變形，同時(shí)筋板薄，加工振動(dòng)非常大，因此工裝采用單元模塊結(jié)構(gòu)。整個(gè)邊梁采用15個(gè)兩種類型模塊組反裝工位正裝工位圖1典型型材斷面2．工裝設(shè)計(jì)及布置工裝安裝基準(zhǔn)與一般小零件銑加工采用通用的機(jī)用虎鉗或壓圖2邊梁加工工裝板等夾具不同，邊梁和頂蓋邊梁A型車長22m，B參磊冷加工29Tn薏成，成直線布置在工作臺(tái)上，其中門框兩端各一個(gè)另外采用了鋸齒形接口組成iLock刀片座，定位準(zhǔn)夾緊模塊，門框中間設(shè)一個(gè)支撐模塊。同時(shí)為了保確，可以防止刀片
5、出現(xiàn)任何的細(xì)微移動(dòng)。鋸齒形接證工件直線度，每個(gè)工裝模塊設(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)一的安裝口的精度確保了切削刃在刀具中處于正確的位置，基準(zhǔn)，采用定位鍵方式安裝在設(shè)備工作平臺(tái)上。并使由刀片尺寸誤差引起的刀具的徑向跳動(dòng)量減少1／2。3．薄壁筋板的加工在刀柄形式的選擇上，由于我們的產(chǎn)品以中空城軌車體鋁合金型材一般采用鋁硅鎂合金型材居多，加工過程中容易產(chǎn)生振動(dòng)，而且振動(dòng)非6005A擠壓成形，采用固溶強(qiáng)化并經(jīng)過人工時(shí)效常強(qiáng)烈，所以在加工中采用了側(cè)固式、Capto接口處理，極限強(qiáng)度達(dá)到255MPa以上。整體強(qiáng)度較等形式的刀柄，避免了刀具脫落的危險(xiǎn)。高，比重
6、輕，加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)單個(gè)筋板的加工(2)切削參數(shù)對(duì)壁厚為2．5mm，高度達(dá)50(見圖3)，這種加工因筋板壁厚小，一般為2～mm的單個(gè)筋板加工更為關(guān)鍵的是要合理選取加工3mm，而且筋板位于蜂窩型材的中間，在筋板連接參數(shù)，減少振動(dòng)，保證軟筋板順利完整地加工完，點(diǎn)被加工后，獨(dú)立的筋板剛性很低，此時(shí)加工振動(dòng)同時(shí)兼顧效率。非常大，常常伴隨出現(xiàn)筋板變形撕裂、刀片碎裂的當(dāng)銑刀的切削刃切人工件時(shí)，猛然地撞擊會(huì)引問題，如何解決這個(gè)問題要從下列幾個(gè)方面考慮。起刀具的振動(dòng)，最初誘發(fā)的刀具振動(dòng)將改變后續(xù)的切屑厚度，隨后當(dāng)切削力變化又反過來引起加工系
7、統(tǒng)的振動(dòng)加劇。切削力的方向和變動(dòng)幅度在很大程度上決定了振動(dòng)趨勢(shì)，如果不加以抑制，切削力的一一變化幅度就會(huì)增大，從而使切削后的表面粗糙度值增大，甚至導(dǎo)致切削刃和刀具損壞，此外還會(huì)對(duì)機(jī)圖3型材加工床主軸產(chǎn)生不利影響。為此，必須在切削開始時(shí)就(1)刀具選擇鋁型材熔點(diǎn)低，加工時(shí)鋁屑在抑制切削力劇烈的變動(dòng)從而抑制振動(dòng)趨勢(shì)。除采用切削熱的作用下易粘接在刀具或工件表面，因此鋁防振刀具外，合適的切削參數(shù)是抑制顫振的有效方型材加工采用高速銑削，一般機(jī)床轉(zhuǎn)速在8000～法。逆銑時(shí)刀具切入工件時(shí)，切削厚度是從薄到厚10000r／rain，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給
8、量，小的徑向和軸向銑削的漸變過程，因此可以有效避免刀具對(duì)工件的猛烈深度。銑削時(shí)，大量的銑削熱被切屑帶走，因此，撞擊，可以有效避免刀具及工件筋板的顫振。工件和刀具的表面溫度較低。但在高速加工范圍實(shí)際應(yīng)用表明，合理的加工參數(shù)要根據(jù)加工部內(nèi)，隨銑削速度的提高會(huì)加劇刀具的磨損。位、裝
