HXD3C电力机车拉杆体划线与加工工艺.pdf

442023,61(12)总第7 12 期机械制造装备HXD3C电力机车拉杆体划线与加工工艺陈仁平中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116021摘要：拉杆体是HXD3C电力机车走行部分的零部件，由毛坏件锻造而成，强度高，两个端孔的直径和孔距尺寸精度要求高。对拉杆体划线操作进行了介绍，分为一次划线和二次划线。对拉杆体加工工艺进行了分析，并设计了拉杆体精加工夹具。关键词：电力机车拉杆体划线加工中图分类号：U264文献标志码：A文章编号：10 0 0-4 9 9 8（2 0 2 3）12-0 0 4 4-0 3Abstract:The tie rod body is a part of the traveling part of the HXD3C electric locomotive,which is forgedfrom blank part,with high strength,and the diameters and hole spacing of the two end holes require highdimensional accuracy.The scribing operation of the tie rod body was introduced,which is divided into primaryscribing and secondary scribing.The machining process of tie rod body was analyzed,and the tie rod bodyfinishing fixture was designed.Keywords:Electric LocomotiveTie Rod BodyScribingProcessing1工艺背景HXD3C电力机车是在HXD3和HXD3B电力机车的基础上研制的交流传动电力机车，具有适应能力强、可靠性高、启动加速度大、牵引力大、恒功率范围宽等优点，能够大幅提高旅客列车的运行速度。拉杆体作为机车走行部分的重要零部件，抗拉强度和抗弯强度要求较高，两个端孔直径和孔距的尺寸精度要求则更高。对拉杆体毛坏零件划线的作用是确定零件的加工位置和加工余量，检测毛坏的形状和尺寸是否满足设计要求，提供装夹定位和加工基准，在坏料有缺陷时，通过借料划线进行补救。根据拉杆体设计要求，笔者提出划线创新操作法，将划线工艺分为两次划线，完成拉杆体的划线。拉杆体杆体较长，在长度方向上截取孔径尺寸界限时，如何提高划线截取尺寸的效率，是划线的难点。划线作业前，采用合适的方法检测拉杆体杆身的弯曲度，是划线的关键。设计拉杆体精加工夹具，如何选择定位元素，是加工后成品满足设计要求的保证。2划线创新操作法2.1一次划线将拉杆体毛坏零件水平放置在划线平台的三个可调千斤顶上，划线前对拉杆体杆身弯曲度进行检测，以拉杆体杆身上下两个毛坏表面为粗基准，用三点调整法调整三个可调千斤顶，使拉杆体毛坏零件处于水平位置。在拉杆体杆身两端及中心位置处取三个测值点，用钢板尺垂直于作为基准平面的划线平台，靠近拉杆体杆身，读出数值，以保证拉杆体杆身的弯曲度数值在合理范围内。用两个锁有弯头弧面划针的划线盘磨取拉杆体上下两个表面，等分读出拉杆体杆身中心线的数值，对准测高尺，确定零点。用第三个锁有尖头直杆划针的划线盘划出拉杆体杆身中心线，作为粗加工两个端孔上下两个待加工表面找正的基准线，等分划出拉杆体上下两个待加工表面，即7 1mm的尺寸界限。2.2二次划线传统的平面划线是将拉杆体两端孔的已加工表面侧立靠在9 0 弯板或方箱的立面上，用划线盘磨取毛坏两端孔上下两个外表面，取中心划出中心线，并设为X轴，按孔的工艺尺寸95_0.smm等分为4 7.5 mm，划出两端孔上下4 7.5 mm的粗加工工艺尺寸界限。然后将拉杆体立起，以X轴为基准线，用9 0 直角尺找正。以拉杆体长8 0 0 mm平分划出中心线，并设为Y轴，将两端孔孔距6 5 0 0.1mm平分得出3 2 5 mm后划出，并与X轴相交，得到两个交点。以两个交点为圆心坐标，划出两端孔950.5mm的尺寸界限。传统划线方法效率低，并且存在安全隐患。由此，笔者设计平面划线样板进行二次划线。452023,61(12)总第7 12 期机械制造装备将拉杆体两端孔已完成加工的B平面作为定位基准，放置于划线平台上。将设计制作的划线样板放置在拉杆体已加工完成的A平面上，用直角尺在两端孔外表面的Y方向按照一个边为定位基准找正，以备该基准作为卧式镗床粗加工两端孔时的定位基准使用,满足基准统一原则。划出两端孔95.0.smm的粗加工工艺尺寸界限，并保证两端孔的内侧凸台处壁厚不小于12 mm。拉杆体加工简图如图1所示。YX6500.12$109*8.0220.2C0A平面4-C2Z0.01554-C2B平面图1拉杆体加工简图划线创新操作法划线效率高，操作简单，消除了因拉杆体立起时存在的安全隐患。3加工工艺根据图样设计的技术要求、设备使用情况及生产进度，设计拉杆体加工工艺流程，见表1。表1拉杆体加工工艺流程序号工序名称使用设备1预钻50mm两端孔摇臂钻床2一次划线划线平台3铣两端孔A、B平面立式铣床4二次划线划线平台5粗镗两端孔卧式镗床6调质7喷丸8精镗两端孔，精铣A平面卧式加工中心精铣B平面立式加工中心10打磨，倒角11探伤手提探伤机12清洗13检查、涂漆（1）预钻50mm两端孔。将拉杆体放置在摇臂钻床的工作台上，拉杆体下面放置两块垫铁，用压板压紧。可以单件进行加工，也可以成组完成加工。因为是预钻孔，所以对精度没有特别要求，可以使用摇臂钻床完成拉杆体预钻孔的加工。（2）铣两端孔A、B平面。在立式铣床上完成本工序的铣削加工，拉杆体杆身按照一次划线取得基准线，并找正拉杆体水平方向，用压板压紧后铣削A平面。然后翻转18 0，以加工完成后的A平面为定位基准，完成B平面的切削加工。（3）粗镗两端孔。两端孔在卧式镗床进行粗镗，通常情况是用镗刀进行镗孔，但切削过程时间长，刀具磨损较快。由此，采用阶梯多刃铣刀，一个行程完成粗镗孔，效率高。将拉杆体两端孔的端面以已加工A平面或B平面为定位基位，侧立靠在弯板的垫铁上。二次划线确定基准方向，作为统一基准使用的毛坏表面为这一工序的定位基准，毛坏放置在工作台上。找正一个端孔，用阶梯多刃铣刀加工完成后，由镗床坐标指示确定出孔距，加工完成另一个端孔的粗加工。（4）调质。完成粗镗两端孔后，对拉杆体进行热处理调质。由于拉杆体需要承受较大的载荷，因此对抗拉强度和抗弯强度都有很高的要求。拉杆体的材料为4 2 CrMo，属于工字形结构，热处理调质可以使拉杆体在强度、塑性、韧性、切削性能等方面都得到很大程度的提升，使拉杆体具有优良的综合机械性能。（5）喷丸。对拉杆体进行喷丸处理，是提高零件的抗疲劳强度，延长使用寿命的方法之一。将高速弹丸喷射到拉杆体表面，使表面发生塑性变形，形成一定厚度的强化层，强化层内保留较大的残余应力。由于拉杆体表面残余应力的存在，承受载荷时，可以抵消一部分反向应力，从而提高拉杆体的抗疲劳强度。（6）精镗孔，精铣A平面。精镗孔，精铣A平面在整个拉杆体加工过程中是一道关键工序，拉杆体主要加工精度都要在这道工序中完成。两端孔孔径尺寸为100*mm，端孔轴线与拉杆.022体杆身中心平面的垂直度公差为0.2 mm，两端孔的内径表面粗糙度R。为1.6 m，两端孔的圆柱度公差为0.015mm，倒角为2 C2mm，两端孔端面表面粗糙度R。为12.5 m，两端孔孔距尺寸精度为0.1mm。对此，需要工装辅助。将拉杆体两端孔端面的已加工表面靠在工装夹具的立板定位块上，调整底板上的可调支承钉，用划线盘找正两端孔粗加工后的孔径上表面，使其等高，用压板压紧。先以3 mm的加工余量精铣A平面，然后半精镗两端孔工艺尺寸至2 99.5mm，再精镗至2 100*8.02mm的设计尺寸精度，并倒角2 C2mm。最后在工艺流程中规定的表面位置打上年份、月份及当月序号标记。（7）精铣B平面。以A平面为定位基准，采用互为基准方式，将拉杆体放置在立式加工中心的工作台上，用压板压紧，铣削B平面。加工至6 5 0.1mm的尺寸精度，并倒角2 C2mm，表面粗糙度R。为12.5 m，完成B平面的铣削加工。（8）打磨，探伤，清洗。对拉杆体加工表面要进行462023,61(12)总第7 12 期机械制造岚）（编辑上接第4 3 页）罡（编辑收稿时间：2 0 2 3-0 7装备磁粉探伤，探伤合格后，在规定的位置打上探伤钢印，4精加工夹具设计精加工夹具采用立板式设计。设计时，将两块立板互成9 0 夹角焊接在一起。在立板上设置两个定位块，作为拉杆体装夹Z方向的定位基准。在底板上设置两个支承钉，一个固定，一个可调，作为拉杆体在Y方向的定位基准。在拉杆体杆身上均匀选择两个受力点，采用横向压板压紧。在两端孔的上部毛坏表面设置两个受力点，夹具采用螺纹夹紧。左边设置一个定位块，右边安装一个锁紧螺杆，以限制X方向的自由度。以上受力点共同组成螺纹组夹紧机构。所设计的精加工夹具定位准确，夹紧可靠，操作简单，确保加工后的产品满足设计要求。精加工夹具如图2 所示。图2精加工夹具5结束语笔者介绍了HXD3C电力机车拉杆体划线创新操作法的操作过程，针对拉杆体精加工工序的加工设计参考文献1王东.一种长床身拼接方案设计J.重庆工贸职业技术学院,2 0 19(3):8 3-8 4.2王全宝，林树海，陈正祥长行程拼接床身的设计和加工技术J.机械设计,2 0 13,3 0（6）：9 4-9 6.3秦之旭，刘炳文.高精度超长床身导轨拼接工艺J.制造技术与机床,2 0 16(7)：118-12 0.4张显文.多段拼接床身的加工精度控制J.金属加工（冷加工),2 0 2 2(2):4 4 -4 8.5张彤，王传洋.龙门加工中心两段三导轨超长床身精度控制研究J.煤矿机械，2 0 17,3 8（9）：3 4-3 6.6张素玉.轧辊磨床床身导轨面加工工艺浅析J.中小企业管理与科技（下旬刊），2 0 14（2）：2 18-2 2 0.7李鹏章，白忠海，刘肇平.超长床身对接工艺研究J.青了定位夹具，并对加工工艺进行分析。经过划线操作加工完成的拉杆体成品完全满足设计要求，所提出的划线方法可以规范划线作业，提高生产效率。参考文献1北京铁路局.HXD3c型电力机车原理与操作M.北京：中国铁道出版社，2 0 15.2刘兴玉，丁强伟，娄燕鹏，等.机械设计中的若干心得体会J.机械制造，2 0 2 2,6 0（4)：3 3-3 5.3彭兴萍.浅谈实际加工过程中工件的定位和装夹J.内蒙古科技与经济，2 0 11（2 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