【導(dǎo)讀】平穩(wěn)、舒適、快捷運(yùn)行的關(guān)鍵性技術(shù)之一。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的基體，其制造精度。直接影響著轉(zhuǎn)向架的裝配精度、安全性能，進(jìn)而影響到動(dòng)車組的運(yùn)行品質(zhì)及安全性。本論文主要介紹了動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁零件的數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計(jì)。少零件的加工時(shí)間，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注。和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作。了明確的說(shuō)明并表示了謝意。的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。

　　

【正文】 鉆φ 18 孔；粗銑寬 40 和 80 的槽。屬于這個(gè)階段。 2 、半精加工階段 其任務(wù)是使主要表面達(dá)到一定的精度，留有一定的加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備。在配合孔 φ 20H7 加工的第二道工序中，預(yù)鉆φ18 到φ 屬于這個(gè)階段。 精加工階段 其任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到規(guī)定尺寸 精度和表面粗糙度要求。主要目標(biāo)是全面保證加工質(zhì)量。在配合孔 φ 20H7 加工的第三道工序中，鉸φ 孔到φ 20H7；精銑寬 40 和 80 的槽屬于這個(gè)階段。 對(duì)于動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁其它部位由于在加工質(zhì)量和精度上要求不高、加工余量也不大，可以直接加工成型，不用劃分加工階段。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁工序的劃分 零件工序劃分應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則： （ 1）工序集中原則 即每道工序包含盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。 （ 2） 工序分散原則 就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容很少 。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁 工序劃分方法 在數(shù)控機(jī)床上加工 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁時(shí)我們選用以下四 種方法進(jìn)行劃分 （ 1）以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的工件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 （ 2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些工件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面，但考慮到程序太長(zhǎng)，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長(zhǎng)會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難。因此程序不能太長(zhǎng)，一道工序的內(nèi)容不能太多。 (3）以 加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。 (4）以粗、精加工劃分工序。對(duì)于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來(lái)說(shuō)，凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開(kāi)。 由此確定 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁數(shù)控加工的工序 ： 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士 畢業(yè)論文 27 圖 和圖 中，加工表面 Y7 X55 X590、 X580、 Y60 Y374，可以安排在同一個(gè)工序中。 圖 和圖 中，槽的加工部位在 A 端面上有四處，由 于在一個(gè)平面，加工后不易發(fā)生變形，可以用同一個(gè)刀具加工，所以把粗加工和精加工安排在一個(gè)工序里。槽在側(cè)面有兩處，尺寸精度和位置精度要求較高，粗銑安排一個(gè)工序，精銑安排一個(gè)工序。 圖 和圖 中， M24 螺紋孔的加工包括鉆、倒角、攻絲，依次安排三個(gè)工序進(jìn)行。 圖 和圖 中，通孔φ 20H7，鉆φ 18 孔一個(gè)工序，鉆φ 孔一個(gè)工序，鉸孔φ 20H7 一個(gè)工序。 圖 中，位于基面 A下方 ， R20 的弧段的銑削安排一個(gè)工序。 圖 中，圓弧 R45, 圓弧 R130，加工 安排一個(gè)工序。 圖 中，銑削 R52 圓弧處 45度倒角，安排一個(gè)工序。 合理安排加工順序 在選定加工方法、劃分工序后，工藝路線擬定的主要內(nèi)容就是合理安排這些加工方法和加工工序的順序。在加工工序中通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序 ，在本論文中只涉及到了動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁切削加工工序。根據(jù)切削加工工序的安排，即：基面先行原則，先粗后精原則，先主后次原則，先面后孔，先近后遠(yuǎn)原則。確定動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的加工順序： 第一道工序：側(cè)銑 Y740,X590,X580， X558,Y374,Y602 面， 除 Y740 兩處，其他都有兩個(gè)加工面； 第二道工序：粗，精銑削寬 80 槽共 4處； 第三道工序：銑削圖 8放大處 R45， R130 圓弧處； 第四道工序：銑削圖 9放大處 R52 圓弧處 45 度倒角； 第五道工序：銑 處圓角，共四處 ； 第六道工序：粗銑 40 寬槽至 ，共兩處 ； 第七道工序：精銑 40 寬槽，共兩處 ,每槽測(cè)量； 第八道工序：對(duì)所要加工的螺紋孔 M24 預(yù)鉆孔φ 21，共 26 個(gè)； 第九道工序：對(duì)φ 21 底孔孔口倒角，共 26 處； 第十道工序：對(duì)φ 21 孔攻絲至 M24，共 26處； 第十一道工序：對(duì)所要加工的配合孔Φ 20H7 孔預(yù)鉆 20 孔至 18，共 2處； 第十二道工序：鉆φ 18 孔至φ ，共 2處； 第十三道工序：鉸φ 至Φ 20H7 孔，共 2處。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士 畢業(yè)論文 28 4 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是每一道工序選擇數(shù)控機(jī)床、刀具、夾具，確定加工余量、切削用量等。 數(shù)控機(jī)床的選擇 選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： (1)數(shù)控機(jī)床主要規(guī)格的尺寸應(yīng)與工件的輪廓尺寸相適應(yīng)。即小的工件應(yīng)當(dāng)選擇小規(guī)格的機(jī)床加工，而大的工件則選擇大規(guī)格的機(jī)床加工，做到設(shè)備的合理使用。 (2)機(jī)床結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床規(guī)格尺寸、加工 工件的重量等因素的影響。 (3)機(jī)床的工作精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)。根據(jù)零件的加工精度要求選擇機(jī)床，如精度要求低的粗加工工序，應(yīng)選擇精度低的機(jī)床，精度要求高的精加工工序，應(yīng)選用精度高的機(jī)床。 (4)機(jī)床的功率與剛度以及機(jī)動(dòng)范圍應(yīng)與工序的性質(zhì)和最合適的切削用量相適應(yīng)。如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削余量選得大，就要求機(jī)床有大的功率和較好的剛度。 (5)裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單也是選擇數(shù)控設(shè)備是需要考慮的一個(gè)因素。選擇采用臥式數(shù)控機(jī)床，還是選擇立式數(shù)控機(jī)床，將直接影響所選擇的夾具的結(jié)構(gòu)和加工坐標(biāo)系，直接關(guān) 系到數(shù)控編程的難易程度和數(shù)控加工的可靠性。 應(yīng)當(dāng)注意的是，在選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)應(yīng)充分利用數(shù)控設(shè)備的功能，根據(jù)需要進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)，以擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的功能，滿足產(chǎn)品的需要。然后，根據(jù)所選擇的數(shù)控機(jī)床，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)控加工方案和工藝路線，根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整工序的內(nèi)容。 選擇加工機(jī)床，首先要保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格的零件。其次是要有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。選擇加工機(jī)床一般要考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)、載重、功率、行程和精度。還應(yīng)依據(jù)加工零件的材料狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)要求和工藝復(fù)雜程度，選用適宜、經(jīng)濟(jì)的數(shù)控機(jī)床，綜合考慮 以下因素的影響。 (1)機(jī)床的類別 (車、銑、加工中心等 )、規(guī)格 (行程范圍 )、性能 (加工材料 )。 (2)數(shù)控機(jī)床的主軸功率、扭矩、轉(zhuǎn)速范圍，刀具以及刀具系統(tǒng)的配置情況。 (3)數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度。 (4)零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式。 (5)機(jī)床坐標(biāo)系和坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)情況。 (6)控制系統(tǒng)的刀具參數(shù)設(shè)置，包括機(jī)床的對(duì)刀、刀具補(bǔ)償以及 ATC 等相關(guān)的功能 【 6】 。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士 畢業(yè)論文 29 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁，屬 多工序集約型工件 （ 在一個(gè)工件上需要用許多把刀具進(jìn)行加工 ）且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，整個(gè)加工是在 一次裝夾中 完成。 數(shù)控加工中心是在工件一 次裝夾中能實(shí)行自動(dòng)銑削、鉆削、鏜削、鉸孔、攻絲等多工序加工的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控加工中心具有柔性好、適用范圍廣、自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)能比較好的完成其加工需求。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架 構(gòu)架橫梁 基本尺寸為 1480mm 1180mm 560mm，為了安裝夾具留出足夠的空間，選取工作臺(tái)尺寸為 3000mm 20xxmm 的五面加工中心， X、 Y、 Z 軸行程分別為 8000mm、 3600mm、 1200mm，主軸輸出功率不小于 功率 37Kw， 轉(zhuǎn)速 不小于2500r/min,最大轉(zhuǎn)矩 466Nm，較高的功率和轉(zhuǎn)矩是機(jī)床提高切削效率的一個(gè)重要指標(biāo)。 機(jī)床工作臺(tái)具備 360176。分度功能，另外，采用雙交換托盤(pán)可以有效提高工作效率。刀庫(kù)容量不低于 40 把。機(jī)床的冷卻、防護(hù)、排屑、主軸油溫控制、冷卻液溫供控制等附件，要求可靠性高。加工中心冷卻液噴射采用多頭、多管淋浴式冷卻、沖洗，并且具有主軸內(nèi)冷裝置，使刀具具備內(nèi)冷功能。 刀具的選擇 刀具選擇總的原則 刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素 被加工工件的材料、性能 金屬、非金屬 ，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。 加工工藝類別；車削、鉆削、銑削、鏜削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。 工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 刀具能承受的切削用量。 輔助因數(shù) 操作間斷時(shí)間、振動(dòng)、電力波動(dòng)或突然中斷等。 刀具類型的選擇 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。 平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀 ；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤(pán)形銑刀 【 7】 。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁數(shù)控加工刀具的選擇 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的材料是低碳鋼，根據(jù)材料的切削性能選擇加工刀具材料為硬質(zhì)合金。刀具的選擇包括刀柄和刃具兩部分。粗加工階段選擇硬度高，精度較低的刀具；半精加工、精加工階段選擇耐用度高，精度高的刀具 。刀具的規(guī)格，刀長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士 畢業(yè)論文 30 具的數(shù)量和刀具直徑見(jiàn)下表 23 表 23 序號(hào) 刀具號(hào)（西門子刀） 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀具直徑 1 50_6014 Φ 160 面銑刀（刀長(zhǎng)大于140mm) 1 Y740,X590,X580，X558,Y374,Y602面，側(cè)銑各兩處。 Φ 160 2 50_6519 Φ 63 方肩刀 1 粗，精銑削寬 80 槽 Φ 63 3 50_6000 Φ 40玉米立銑 刀 1 銑削 Z 處放大 R45，R130 圓弧處。 Φ 40 4 50_6446 45度倒角銑刀 1 銑削 E 處放大 R52圓弧處 45 度倒角。 Φ 30 5 50_6000 Φ 40玉米立銑 刀 1 銑 處圓角，共兩處 Φ 40 6 50_6490 Φ 32機(jī)夾端銑 刀 1 粗銑 ，共兩處 Φ 32 7 50_6016 Φ 12 棒銑刀 1 精銑 40 寬槽，共兩處 ,每槽測(cè)量。 Φ 12 8 50_1294 Φ 21 鉆頭（刀長(zhǎng) 180 和 230各 1） 2 M24 鉆孔φ 21，共26＋ 2 個(gè)。 Φ 21 9 50_2022 孔口倒角刀(錐柄為帶扁尾 )（刀長(zhǎng) 180和 230 各 1） 2 M24底孔孔口倒角，共 26＋ 2 處。 Φ 21 10 50_4044 M24絲錐 (普通直槽，螺旋槽各一把）（刀長(zhǎng)180 和 230 各1） 2 M24 攻絲，共 26＋ 2處。 Φ 24 11 50_1356 Φ 18 鉆頭（刀長(zhǎng) 180 和 230各 1） 2 預(yù)鉆 20 孔至 18，共 2 處 Φ 18 12 50_1291 Φ 鉆頭（刀長(zhǎng) 180 和230 各 1） 2 預(yù)鉆 20 孔至 ，共 2 處 Φ 13 50_3007 Φ 20H7 鉸刀(錐柄為 M2 無(wú) 2 鉸Φ 20H7 孔，共 2處 Φ 20 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)士 畢業(yè)論文 31 扁尾 )（刀長(zhǎng)180 和 230 各1） 夾具的選擇 機(jī)床夾具的選用原則 在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng)濟(jì)性，選用時(shí)可參照下列原則： （ 1）在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng)廣泛采用萬(wàn)能組合夾具，只有在組合夾具無(wú)法解決工件裝夾時(shí)才考慮采用其他夾具。 （ 2）小批量或成批生產(chǎn)時(shí)可考慮采用專用夾具，但應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 （ 3） 在生產(chǎn)批量較大時(shí)可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)、液壓夾具。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁選擇的夾具是隨行夾具。隨行夾具是一種始終隨工件一起沿著自動(dòng)線移動(dòng)的夾具。 量具的選擇 量具的選擇主要根據(jù)工序中檢驗(yàn)要求的精度和生產(chǎn)批量的大小決定，在單件小批量生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分表等。大批量生產(chǎn)中，主要采用各種界 限量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用量具與測(cè)量?jī)x等。量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)，以提高工件的測(cè)量精度 【 8】 。動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁的加工雖屬于大批量生產(chǎn)，但對(duì)于孔的測(cè)量一般用百分表，面的測(cè)量選用游標(biāo)卡尺。 定位與夾緊方案的確定 確定定位和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： （ 1）盡可能做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一； （ 2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面； （ 3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)的裝夾方案； （ 4）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。 動(dòng)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 和工藝基準(zhǔn)并不統(tǒng)一，但是他們之間有一個(gè)位置關(guān)系，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)中 A 面在工藝基準(zhǔn) XY 面的上方 177。 1mm 處，表面粗糙度。與 XY 面的平行度誤差為 。 走刀路線的確定 走刀路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，而且也反映出工步的順序。 工步順序是指同