青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司 山东省青岛市 266111
摘 要在制定加工工艺过程中，根据图纸确定工件的定位基准，加工基准，而后据此确定加工设备、工装辅具、夹具、刀具、切削参数、量具等。
关键词：设备、工装辅具、切削参数、刀具
第一章 引言研究的目的及意义
目前，国内外城轨地铁车辆呈现轻量化发展趋势，不锈钢车体的城轨地铁车辆已成为主流产品之一。而车体主要部件端部底架，由于其复杂的结构及焊接变形的影响而导致加工变得极为困难。
第二章端部底架加工工艺规程设计
1、制定加工工艺的基本要求
在保证质量的前提下，尽量提高生产率、降低成本以及创造良好的劳动条件。
2、端部底架产品的分析
1）产品的作用
端部底架是城轨车辆车体结构重要的组成部分,其作用主要是起到传递列车在运营、撞击工况下的巨大纵向载荷,承载车体垂向载荷并连接转向架,吸收和缓冲碰撞时的部分能量的作用。
2）产品的工艺分析
端部底架的主要有中厚板组焊而成，主要母材是SUS301不锈钢与Q355GNHD耐候钢（碳钢）；板厚从8~25mm ，对碳钢的加工主要是铣削及钻孔，而对于不锈钢加工主要是薄板钻孔。
3、工艺规程设计
1）定位基准的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，。
2）粗基准的选择
选取枕梁的两个空气弹簧孔作为和枕梁的下盖板作为加工粗基准，以端部底架的整个上表面为定位粗基准，在机床平台进行装夹压制，限制自由度，达到完全定位，然后进行铣削，
3）精基准的选择
考虑零件的加工精度和装夹准确方便，依据基准重合和基准统一的原则，以加工后的枕梁下盖板为定位精基准。
4）制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用大型加工中心配以专用工装，不锈钢专用刀具来提高生产效率，选择零件加工方法及工艺路线方案如下;
a：端部底架加工工序：工序1铣车钩连接座安装面；工序2钻车钩连接座安装面Φ39孔；工序3铣枕梁两侧边梁；工序4 钻各处Φ12孔。
b：前端部底架加工工序：工序1铣车钩连接座安装面；工序2铣防爬吸能装置安装面；工序3钻车钩安装面Φ37 Φ39孔；工序4钻防爬吸能装置安装面Φ18孔8；工序5铣枕梁两侧边梁。
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5）选择加工设备和工艺设备
（1）机床的选择
选择机床要遵循一定的原则。机床的加工范围应与零件的外轮廓尺寸相适应；机床的精度应与图纸的加工要求的精度相适应。按上述原则选择设备TK42250-600型定梁龙门数控龙门铣镗加工中心。
（2）选择工装辅具
端部底架组成的设计结构原因，导致需腔内加工，增加了车钩连接座安装面的加工难度。据此情况，需根据腔内空间尺寸定制一直角铣头，以实现对车钩连接座安装面的铣削。前端底架组成的加工，针对形成的腔内空间过小的问题,需定制加长刀杆配合Φ160盘铣刀从腔外进行加工，直接成型。
（3）选择刀具
数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。应考虑以下方面：
平面加工是采用盘铣刀进行面铣，可保证加工质量，小孔采用硬质合金钻头，部分大孔的加工根据加工位置的不同采用粗、精镗刀结合的方式。
4、确定切削用量
1） 粗、精铣铣车钩连接座安装面：机床：数控龙门铣镗加工中心，刀具：Ф160盘铣刀，材质普通硬质合金刀片，齿数Z=10，为粗齿铣刀，因其单边余量：Z=2.5mm，分粗铣、精铣两次切削，所以铣削深度ap=2mm，每吃进给量af查表得af=0.2mm/Z，铣削速度V：查表得V=20m/min，机床主轴转速n：n=1000V/πd=1000X20/3.14X125≈63.7r/min经查表对照n=100r/min，实际切削速度v：v=πdn/1000=3.14X100X100=0.523m/s，进给量Vf: Vf=afZn=0.2X14，X100/60=4.67mm/s，工作台每分进给量fm：fm= Vf=4.67mm/s=280.2mm/min
（1）确定进给量：经查表知钻头强度所允许的进给量f=1.75mm/r。机床进给机构允许的轴向力F=15690N（由机床说明书查出）根据查表允许的进给量f＞1.8mm/r。由于选择的进给量f远远小于1.8mm/r，故f=0.43mm/r可行
（2）确定切削速度V、轴向力F、转矩T及切削功率Pm用不同刀具材料进行钻、扩孔的的参数均可查表得到根据所给条件用插入法计算得：V=17m/min，F=4732N，T=51.69N.m，Pm=1.25kw。
由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对结果进行修正。由查表得切削速度的修正系数k1=0.88，k2=0.75故V=17X0.88X0.75=11.22m/min，n=1000V/πd=1000x11.22/22xπ=162r/min，经查表得n=195r/min,实际切削速度v=πd n / 1000=13.5m/min。
2）扩孔：确定扩孔切削用量：确定进给量，经查表取f=（0.7-0.8）X0.7mm=0.49-0.56mm/r，经查表取f=0.57mm/r
确定切削速度v及n，根据表取v=39mm/min，由于切削速度与上表不同，切削速度尚需乘以修正系K1=0.88,k2=1.0故v=39x0.88x1.02=22.44mm/min，N=1000V/πd=1000x22.44/25xπ=286r/min，根据查表得n=275r/min,故实际扩孔速度为V=πdn/1000=3.14X39X275/1000=21.3mm/min
5、小结
主要从零件的结构和外形入手分析，从而得出加工毛坯的基准，查阅相关资料，制定出零件加工工艺规程，计算每一步的切削用量时。先选用机床和刀具，再查阅资料按结算结果对应给出进给量，并算出机床所需的转速，查阅资料选取对应加工参数等。
参考文献
[1]王启平主编《机械制造工艺学》 北京:中国轻工业出版社,1999.3
[2] 杨可桢,程光蕴主编《机械设计基础》 北京:高等教育出版社,2002.2
[3] 机械设计手册编委会编《机械设计手册》 北京：机械工业出版社，2004
[4] 徐锦康主编《机械设计》 北京：高等教育出版社.2001
[5] 陈宏钧主编《金属切削手册》北京：机械工业出版社. 2003.11
[6] 杨叔子主编《机械加工工艺师手册》北京：机械工业出版社. 2001.8
[7] 陈日曜.金属切削原理(第2版).北京：机械工业出版社,2002
[8] 徐宏海.数控机床刀具及其应用.北京：化学工业出版社，2005
[9] 王爱玲.数控机床结构及应用.北京：机械工业出版社，2006
论文作者:常军威
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
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