一、枕梁组成类产品简介
1.1产品组成结构
枕梁组成是由枕梁上、下盖板和横梁型材进行组焊而成。包括多种型材件、板材件经过下料、机加、焊接、调修等工序。空间位置不规则，组成结构复杂，平面、曲面、开放型腔、封闭型腔、通孔等成为枕梁组成产品的主要加工内容。
1.2产品在整车中的作用
枕梁组成是车底架和转向架摇枕衔接的部件，用于连接行走部位，属于车体的构成，底架的组成部分。在其下部安装的上旁承和上心盘，分别与转向架摇枕上的下旁承和下心盘相对，并将重量分解。车体底架由地板、侧梁、枕梁、小横梁和牵引梁等部件组成，枕梁，牵引梁设在底架的两端，用来安装车钩缓冲装置，因此，枕梁组成在整车运行中起到至关重要作用。
二、数控加工过程中的常见难题
2.1焊接变形
焊接时，由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀，最终导致部件在结构内部、外部产生了焊接应力和变形。焊接变形会直接导致部件平面度发生变化，尺寸基准不重合，型腔体尺寸与图纸不符，垂直度、同轴度超差等问题出现，严重影响后续机加工的顺利进行。
2.2空间结构复杂
由于枕梁组成的组成部件较多，空间结构和相对位置比较复杂，许多待加工轮廓形成于空间结构相对复杂的腔体表面，给测量尺寸、程序编制、刀具选用、加工方法选择等环节带来不便和困难。
2.3技术要求高
以武汉一枕梁组成举例：来料厚度约109mm，图纸要求105±0.5mm，上、下面加工余量约为2mm，也就意味着平面度要求在≤2mm；其它车型枕梁组成平面加工要求接刀痕≤0.03mm，Ra=3.2；镗孔公差H8，即：0.045，对镗刀和设备的回转精度要求较高；开筋、倒角轮廓较多且尺寸较长，钝边要求公差±0.5mm，对部件装夹的合理性要求较高；所有腔体表面的成型轮廓必须保证其与腔体空间相对位置精度和相对尺寸精度，因此，需要正确的加工方法和编制合理的数控加工程序。
三、数控加工方法优化与提升
3.1零部件装夹
枕梁组成类产品装夹时通常采用等高垫铁支撑，六点夹紧方式。将部件放在6处截面约为100×150的等高垫铁上，自由状态下调整好垫铁位置，并将部件与垫铁之间存在缝隙用等厚度的铜垫片塞紧，采用对角点对夹方式进行夹紧即可。
3.2平面度的测量和调整
通常在部件表面相应位置处取多个测量点进行测量记录，计算出最高点与最低点差值的绝对值的过程，称为平面度测量。绝对值≤2mm即可加工；绝对值＞2mm且≤3mm时，需要观察高低点或高低区域的变化规律，可在低点区域下方的等高垫铁与部件下表面之间塞入≤2.5mm的垫片，保证高、低点差值≤0.5mm，然后将中间区域等高垫铁与部件下表面的自然缝隙用垫片塞紧即可；绝对值＞3mm且高、低点或高、低区域无规律性变化的，则需要返料调修。
3.3各型面、型腔、孔的加工方法优化
为了能够更好的保证产品质量，提高产品生产效率，结合此类产品特有的空间结构复杂程度和技术要求，加工过程中对各型面、型腔、孔的加工方法进行了优化和提升，使加工步骤和操作细节形成了标准化并进行固化，对产品质量的保证和生产效率的提高起到至关重要的作用。
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3.3.1型面加工
型面粗、精加工时，刀具建议选用φ63R6成型盘铣刀，易排屑、切削量大。粗铣步距1-3mm，适合高转速、高进给切削，切削效率高。精铣步距0.3-0.5mm，适合高转速切削，且表面粗糙度好。同时，可将粗、精加工程序进行串联并引入宏程序编程，缩短程序段字符，降低程序运行辅助时间，提高加工效率。
3.3.2型腔加工
型腔粗、精加工时，建议选用直径≥30，排屑槽大，切削刃锋利的棒铣刀或键槽铣刀，粗加工预留量0.5-1mm，低转速，慢走刀方式切削。精铣要选择高转速，快速切削方式，涉及清根的需要再选择对应圆弧半径的刀具进行局部清根铣。
3.3.2孔加工
通孔加工时，需要根据孔径值进行划分加工方法。通常，当孔径＜30mm时，可根据实际孔径值先用钻头预钻底孔，再二钻，或预钻底孔后再用改制与孔径等大小的铣刀进行钻削即可；当孔径≥30mm时，建议以铣带钻方式加工，即：选用立铣刀，采用主程序调用子程序的宏程序编程方式，分别将不同孔径的圆孔设定为子程序并采用螺旋铣方式切削，主程序仅需设定孔的位置基准点即可，程序写入方便，程序段落简短易懂，当孔径或点位发生变化时程序更改相对方便。宏程序引入螺旋铣的好处可以节省钻头预钻底孔环节，也可以降低常用钻头钻削时产生的抗力。
盲孔加工时，同样需要根据孔径值进行划分加工方法。通常，当孔径≤20mm，孔深≤20mm时，可根据实际孔径值选用等大小铣刀或用改制铣刀代替钻头进行钻削即可；当孔径≥20mm时，铣削方式与通孔一样，仅需将程序中的通孔深度变量改成盲孔深度要求值即可。
镗孔加工时，需要先预钻底孔，并预留镗孔余量≤0.5mm，底孔铣削方式等同于通孔加工。然后，选用整体式机夹精镗刀进行镗孔操作，在保证镗孔公差时需要对精镗刀进行微调，要求操作人员具备熟练调整镗刀并计算出单位刻度值变化与孔径变化关系的能力。镗刀夹紧时有方向之分，可根据孔壁是否出现抬刀痕来判断镗刀夹紧方向是否正确，如出现抬刀痕迹，可将镗刀松开，旋转180°后再次夹紧即可，并将此时的镗刀尖与主轴定位块进行对应标记。
四. 如何提高枕梁组成类产品的生产效率和保证产品质量
4.1如何提高生产效率
1.正确使用刀具。合理使用刀具可以避免因刀具使用不当导致切削时间长、尺寸精度难保证或表面粗糙度低等问题发生；2.正确设定切削参数。正确设定刀具切削参数是提高生产效率和保证产品质量最直接最快捷的因素，加工过程中往往因为不合理的切削参数导致产品加工时间过长，生产效率低；3.正确装夹方式。正确的装夹方式可避免加工过程中部件产生共振、活受震松动或夹具阻碍刀具运动等问题发生而制约生产。
4.2如何保证产品质量
提高产品质量生产效率的方式方法密不可分，二者有着相似之处和因果关系。提高产品质量的途径很多，以枕梁组成加工为例：1.正确选用专用刀具能够避免因刀具折断、崩刀、切削抗力较大而带来质量问题发生； 2.合理设定切削参数可避免转速与进给速度不匹配而导致刀具损坏或已加工表面粗糙度低等质量问题的发生；3.编制正确的数控加工程序并设计合理的刀具切削轨迹可以避免因顺、逆铣问题导致崩刀、掰筋问题发生。
五.参考文献
1.陈海州.数控铣削加工宏程序及其应用实例.机械工业出版社，2006
2.吕士峰、王士柱.数控加工工艺.北京：国防工业出版社，2006.
论文作者:张然
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/5
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