機電工程師論文鎖閉桿加工工藝設計

所屬分類：建筑論文閱讀次時間：2017-09-20 15:08

本文摘要：鎖閉桿原加工工藝存在鎖閉桿移動卡阻問題，這篇機電工程師論文通過優化加工工藝，采取增加工藝臺并以工藝臺定位加工外圓、增加工件電鍍前加工工藝尺寸要求等措施，控制和消除了加工變形、控制了工件電鍍后尺寸超差，從而提高了鎖閉桿加工質量，實現了電液

　　鎖閉桿原加工工藝存在鎖閉桿移動卡阻問題，這篇機電工程師論文通過優化加工工藝，采取增加工藝臺并以工藝臺定位加工外圓、增加工件電鍍前加工工藝尺寸要求等措施，控制和消除了加工變形、控制了工件電鍍后尺寸超差，從而提高了鎖閉桿加工質量，實現了電液轉轍機動作轉換中鎖閉桿移動無卡阻，保證了鎖閉桿對道岔尖軌位置的副鎖閉功能。《機電工程》雜志緊緊圍繞“報道機電儀技術，宣傳機電儀產品，傳播機電行業信息，促進機電技術發展”的辦刊宗旨，不斷跟蹤國內外機電技術的新發展、新動向，大力宣傳機電行業的新產品、新技術，竭誠為機電企業創名牌、創精品服務，全心全意地架好產品與用戶的快捷橋梁，為企業擴大銷路、占領市場服務。

　　摘要：鎖閉桿是ZYJG10電液轉轍機的關鍵零件。在電液轉轍機動作轉換中，要求鎖閉桿移動無卡阻。針對鎖閉桿移動卡阻問題，以鎖閉桿為研究對象，從工件結構特點入手，對其加工過程進行分析，找出出現問題的原因，并制定相應的措施，解決了鎖閉桿薄壁桿件的加工變形等問題，使鎖閉桿加工質量得到大幅度提高，確保了電液轉轍機裝配的順利，提高了生產效率，實現了電液轉轍機動作轉換中鎖閉桿移動無卡阻，保證了鎖閉桿對道岔尖軌位置的副鎖閉功能。

　　關鍵詞：薄壁桿件;加工變形;平行度

　　1鎖閉桿結構

　　鎖閉桿是ZYJG10電液轉轍機的關鍵零件。在電液轉轍機轉換到位后，鎖閉柱通過識別鎖閉桿缺口位置判別道岔是否轉換到位。當電液轉轍機與道岔均轉換到位后，鎖閉柱通過鎖閉桿缺口將鎖閉桿位置進行固定，即實現了鎖閉桿對道岔尖軌位置的副鎖閉功能。鎖閉桿材質為45鋼，毛坯采用圓棒料下料。鎖閉桿結構圖如圖1所示，其左端部分是長方桿結構，其上有1個直缺口和1個斜缺口;右端部分為外圓，且外圓端頭有扁。表面處理為電鍍常規硬鉻12μm(Fe//Cr12hr)。鎖閉桿結構形狀既有長方、扁，又有圓。長方桿是厚度僅有13mm、長度為382(660-278)mm的薄壁長桿，加工時易產生變形，工件加工工藝性差。加工這類桿件，用常規的加工工藝方法是很難保證設計要求的。

　　2問題及原因分析

　　新產品試制時，出現了鎖閉桿移動卡阻問題。經分析，造成鎖閉桿移動卡阻的主要原因是鎖閉桿的長方桿與外圓平行度超差和工件電鍍后尺寸超差。1)鎖閉桿的長方桿與外圓平行度超差。長方桿屬于薄壁長桿結構，隨著切削加工的進行，薄壁桿件自身的剛度不斷降低，原始的自平衡條件被破壞，薄壁桿件只有通過變形達到新的平衡狀態;因此，如果采用常規機械加工方法加工13mm兩平面，切削力、切削熱會使工件產生加工變形，導致鎖閉桿的長方與外圓平行度超差。26mm兩平面比13mm兩平面的厚度大，采用合理的加工參數進行切削加工可以滿足加工要求。2)工件電鍍后尺寸超差。鎖閉桿機械加工到圖樣加工要求尺寸后需要進行表面處理，即電鍍常規硬鉻12μm(Fe//Cr12hr)[1]。長方及外圓圖樣尺寸配合精度較高，而電鍍層厚度公差較難控制，當工件尺寸加工為上偏差尺寸時，工件電鍍后尺寸就會超差。

　　3解決措施

　　3.1針對鎖閉桿長方與外圓平行度超差

　　通過將工件毛坯進行熱處理預防加工變形，在加工過程中控制和消除加工變形，來保證長方桿與外圓平行度要求。工藝流程如下：下料→正火處理→車：端面、中心孔、粗車外圓38.5mm→磨：外圓(38±0.02)mm→線切割：兩平面13mm及工藝臺→銑：兩側面26-0.09-0.142mm→車：去除外圓端面中心孔，保278mm→車：鉆中心孔(外圓端面)、車外圓35-0.075-0.114mm×278mm→銑：扁、孔→線切割：去除工藝臺→銑：缺口→修整→電鍍。

　　3.1.1預防加工變形工件毛坯采用正火處理，目的是細化晶粒，均勻組織，去應力[2]，改善切削加工性能，防止加工變形。熱處理工藝為工件隨爐加熱到(850±10)℃，保溫120～240min，空冷。熱處理工藝圖如圖2所示。3.1.2控制加工變形1)線切割加工長方桿13mm兩平面。13mm兩平面采用線切割加工，可減小工件夾緊力，改善鎖閉桿在加工過程中的受力狀態，防止工件產生加工變形。對于26mm兩平面，采用合理的加工參數加工，可保證加工質量，并提高生產效率。2)線切割缺口。鎖閉桿2個缺口在薄壁長方桿上，銑加工切削力及夾緊力會使工件產生加工變形，采用線切割2個缺口的方法，可防止薄壁長方桿的變形。

　　3.1.3消除加工變形1)增加26mm×26mm的方工藝臺用于精加工外圓。加工13mm兩平面時，在靠近外圓的長方桿根部增加1個方工藝臺，用于后序精加工外圓時工件的定位裝夾。工藝臺結構尺寸圖(線切割加工工藝圖)如圖3所示。2)以工藝臺定位精車外圓35-0.075-0.114mm。由于長方桿加工會使工件有一定的變形，因此外圓端面原有中心孔不能再使用。在精加工外圓時，首先去除原有中心孔，并重新加工外圓端面中心孔;然后以工藝臺定位，車加工外圓35-0.075-0.114mm×278mm，以消除薄壁桿件的加工變形，保證外圓與長方桿的平行度[3]。車外圓時采用分體式車夾具定位、裝夾工件，將鎖閉桿工藝臺與車夾具配合，通過車床三爪夾緊車夾具外徑，隨著三爪內徑尺寸變小，分體式夾具的間隙變小，最后將工件夾緊。車夾具結構如圖4所示。3)線切割去除工藝臺。由于工藝臺在工件長方薄壁的位置，切削加工去除工藝臺會產生變形，破壞已加工完成的外圓與長方的平行度，因此采用線切割的加工方法，以防止工件產生加工變形。

　　3.2針對工件電鍍后尺寸超差

　　電鍍后工件尺寸會產生一定的變化，工件尺寸精度要求較高時，會造成電鍍后工件尺寸超差。采取機械加工時長方桿及外圓尺寸留電鍍層余量的措施，即長方桿的工藝尺寸要求為13-0.075-0.145mm×26-0.09-0.142mm、外圓為35-0.075-0.114mm，可保證工件電鍍后滿足圖樣尺寸要求。

　　4效果驗證

　　經過工藝驗證，改進后工藝方案合理，通過采取增加工藝臺，并以工藝臺定位加工外圓的工藝方案等措施，大幅度提高了鎖閉桿加工質量，解決了薄壁桿件加工變形的難題，實現了電液轉轍機動作轉換中鎖閉桿移動無卡阻。工裝定位準確，工件裝夾方便，生產效率高。改進后的工藝方案已應用于生產，效果良好。