40KTE型转向架的工艺分析

徐雨光

摘 要：通过对40KTE型转向架的结构特点及工艺难点分析，在工艺流程、典型的加工部位及装配等工序在机床、刀具、装配胎具等方面进行了工艺优化，解决了40KTE型转向架加工过程的中遇到的瓶颈并制定了相应的整改措施，总结出一套完整高效的40KTE型转向架加工技术方案。针对批量件生产，既要保证产品质量，又要保证生产效率，为保证订单的签订打下了坚实基础。

关键词：转向架 精加工 质量 加工效率

中图分类号：U270.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）02（a）-00-02

我公司与国外公司签订了长期供货三轴整体铸造转向架的合同，每年需求量在1000左右。转向架是用来支撑车体，承受和传递车体到钢轨间的各种载荷和作用力，缓和车辆与路线间的振动和冲击[1]。

1 概述

该产品外形尺寸分别是长：5738.9mm；宽：2568.7mm；高：758.7mm，重量6.37t。结构为一端开口的“月”字形结构，由左右两个侧梁、前中后三个横梁，每个侧梁上有6个弹簧座，每个横梁上有2个电机座，这种结构的转向架对机械加工是一个新的挑战。该订单为大批量产品，必须既要保证批产质量，又要保证加工效率，所以我们要不断优化我们的加工工艺[2]。

2 制造难点与工艺优化

2.1 工艺流程

由于转向架的结构复杂，不单单是一个零件的精加工，还涉及装配百余个小零件，在生产前要充分考虑到各种工序工艺的合理性，及合理选择加工设备，避免不必要的资源浪费。

为了检验工件的稳定性及加工性能，采用首件試制。首件试制我们采用的工序为：划线确定余量→正面粗加工留5mm余量→翻身→背面粗加工留5mm余量→检查变形量→消应力处理→划线确定余量→正面精加工→翻身→背面精加工→攻丝→装配→检查→涂漆→包装。经过验证首件能够满足客户要求，随后又进行了10件小批量生产，统计每件加工周期为145h。具体统计如表1所示。

为了提高效率对加工部位进行分解，正面加工面数量117个，钻孔数量48个；背面加工面数量78个，钻孔数量87个，精度最小尺寸公差±0.25mm，最大尺寸公差±1.5mm。 经过分析转向架变形量能够满足图纸的尺寸精度要求，故将工艺流程改变如下：划线确定余量→正面精加工→翻身→背面精加工→攻丝→装配→检查→涂漆→包装。工艺流程优化后，经过加工验证能够满足图纸精度。生产周期节省了一次翻身、过程等待等时间，加工时间缩减到96h。

2.2 侧架导框的加工

侧架导框的中心就是车轴的中心，也是工件坐标系的中心，一共有12处。龙门铣配备的标准直角铣头宽度大于工件的420.94尺寸，加工时用玉米铣刀在侧面排刀加工，粗糙度只能达到Ra12.5，需要后续钳工打磨处理。工艺提出直角铣头最大尺寸参数给机床厂，重新设计定做直角铣头。选用φ200面铣刀加工420.94尺寸面，既保证了加工面的粗糙度，又提高了加工效率。

2.3 弹簧座的加工

弹簧座加工主要是弹簧座底面及弹簧座销孔的加工，其表面粗糙度要求为Ra6.3，表面到底脚面距离是442±0.5mm，弹簧座圆柱销孔直径为φ38.1（+0.03/0）mm，而且该加工部位的空间特别狭小，只能使用加长铣头和加长刀杆。

优化前选用φ63玉米铣刀，走刀轨迹为螺旋线，最大切深为1.5mm，刀杆长度为特制400mm，由于刀具悬伸特别长，振动很大，只能减少吃刀量和降低走刀速度，一个架体有12个弹簧座，而且毛坯质量也不是很好，时常有沙眼、粘沙等情况，造成加工时间较长而且刀具成本也很大。

产品的材料及形状是无法改变的，只能尝试改变切削参数和刀具角度。经过几次调整切削参数，但是结果都不是很理想，不是切削效率低就是刀片的损耗太快。最后我们重新选择刀盘，改用φ100R8仿型铣刀，加工过程中将切削力传递给机床，圆刀片的耐冲击效果特别好，而且刀盘直径加大后相应的刀杆直径也加粗，稳定性相对提升。因此对弹簧座进行如下优化：先用φ100R8仿型铣刀进行螺旋插补粗铣底面留0.5mm精加工余量，将所有部位都粗加工后再换用φ100直角面铣刀进行精加工。优化后不但提高了生产效率，还降低了生产成本。

2.4 转臂定位座的加工

转臂定位座是用于固定外侧刹车连杆与内侧制动板的一个连接装置，结构是一个横向的U型槽，一共4处，长度为250mm，宽度为240mm，开口高度为31.8mm。受内侧空间限制只能从外侧加工，改进前选用自制的φ28mm加长棒铣刀，刀具总长接近300mm。因为刀具较长，刚性差，容易发生振刀，对加工面尺寸精度和粗糙度都有影响。优化后选用φ630三面刃槽铣刀盘，厚度为30mm，粗一刀，精一刀，共两刀，节省了近1/3的走刀时间。不但保证了加工面的质量，还提高了加工效率。

2.5 装配

转向架除了架体外还需要装配制动支架、套、耐磨护板等近百个零件，其中精度要求最高的是制动支架的安装。制动支架分为3种：封闭端的三槽制动支架、开口端两槽制动支架和中间的S型制动支架，每种2个，精度要求在0.76mm以内。改进前是制作样板，钳工手工调整位置精度后再焊接，时常发生尺寸超差的问题。改进后，将转向架放置在胎板上定位块的定位槽内，通过销轴联结胎具定位架上的销孔及制动支架的内孔来完成转向架与制动支架的定位，然后进行组焊装配。该胎具结构简单实用，操作方便，且制造成本较低。在保证质量的前提下将大幅提升转向架的装配速度，保质保量并节约生产成本。

3 结语

转向架是火车头的重要部件，其组成加工部件数量繁多，工艺过程复杂，加工尺寸精度及装配要求都非常高。针对如此重要的部件我们要精益求精，在保证产品质量的前提下，不断优化工艺，提高产品加工效率，降低生产成本。希望有一天能把我们成熟的加工技术应用在国内产品上，为我国的轨道交通行业贡献一份力量。

参考文献

[1] 汪海华，倪宝成，汤志钧.25T型客车转向架构架加工工艺优化[J].轨道交通装备与技术，2015，12（24）：152-155.

[2] 张胜涛.关于动车组转向架构架架的加工工艺探索[J].科技资讯，2015，12（24）：102-105.