某型动车组构架吊座加工工艺优化

某型动车组构架吊座加工工艺优化

苏士超；张胜涛；陈一方

中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛 266111

摘要：构架加工作为转向架制作过程中“承上启下”的重要工序，其加工精度直接决定了转向架的产品质量。针对某型动车组构架吊座厚度尺寸加工难度大的问题，通过加工尺寸链和装夹变形量分析，确定了造成问题的主要原因，分析制定了优化工艺流程、技术防错两项措施，以期达到提升构架吊座加工质量的目的。

关键词：构架加工 吊座 技术防错 工艺优化

1.引言

某型动车组构架吊座用于制动单元的安装，不仅承载着制动单元的自重，还承受着列车制动过程中的扭力。吊座厚度是构架加工需要重点把控的关键尺寸，技术文件中吊座厚度尺寸要求为35±0.3（mm），相关尺寸如图1所示。

图1 吊座结构及相关尺寸

2.现状分析

某型动车组构架吊座加工工步为：反装平面加工—正装平面加工，由此共同保证构架吊座厚度尺寸。现有加工工艺在正装加工时，需通过二步加工的调整，消除潜在的尺寸超差风险，在一定程度上制约了构架加工的效率，且这一调整过程依赖于员工的工作经验，使员工处于疲劳作业的状态下，存在一定的超差风险。以现场制造过程出发，查找可能造成上述问题的影响因素，分别对反装加工尺寸链和正装装夹变形进行分析。

2.1 尺寸链分析

以反装加工吊座平面至构架基准的Z向尺寸为检测对象，根据技术文件绘制了吊座反装加工平面尺寸链图。

图2 吊座反装平面尺寸链图

根据加工基准判断，图2所示尺寸链图中，由于35±0.5（mm）是确定A尺寸后间接获得，故为封闭环。此时若检验一下封闭环公差分配即可发现，现有的已知组成环的公差已经超出封闭环的公差，所要计算的尺寸A已无公差可分。为了解决加工问题，一般是压缩已知组成环的公差。分析各组成环的特点和加工方法，尺寸224±0.5（mm）和172±0.5（mm）可以在加工过程中比较容易控制，在实际加工过程中，将其工艺尺寸分别设置为：224 （mm）、172 （mm）。

由此计算A的基本尺寸和上下偏差：

A的基本尺寸：

故 35=224+172-A

A=361

A的上、下偏差：

故 +0.3=0+0.1-EIA

EIA=-0.2

故 -0.3=-0.15+（-0.1）-ESA

ESA=-0.05

所以，吊座反装加工后吊座反装平面至基准面尺寸及公差为：361 （mm）。

通过实际检测的40组数据，绘制了361 （mm）尺寸实际偏差分析图。构架吊座反装加工尺寸偏差均值为-0.1305（mm），从数据波动图也可明显看出，反装加工吊座尺寸完全满足公差要求，且波动范围稳定。

图3 构架反装加工吊座尺寸偏差值分析

2.2 装夹变形分析

某型动车组构架正装加工时工装支撑方式如图4所示，构架吊座距离压板、辅助支撑的位置较近，工装压紧变形造成吊座粗加工后板厚偏大，构架压紧后，吊座实际平面比理论平面高，即辅助支撑作用力大于压板作用力，使得吊座部位上翘。

图4 构架正装加工工装压紧方式

对装夹后的构架进行在线测量，构架吊座四角高度平均差值约为0.52mm>0.1mm，且工装压紧变形量大于吊座尺寸偏差值。现场跟踪调查过程发现，构架每次装夹时，辅助支撑高度处于预紧状态，构架放置工装上与辅助支撑自然接触，辅助装夹人员使用扳手拧紧压板螺栓，辅助支撑高于定位面，则构架吊座平面被垫高，造成吊座平面加工量大，粗加工后板厚偏大。

通过以上分析，造成构架吊座厚度尺寸加工二次调整的主要原因为正装装夹变形。

3.工艺优化措施

3.1 优化工艺流程

针对正装装夹变形问题，为减少辅助支撑对吊座加工尺寸的影响，规范化构架装夹作业流程，构架安放之前把工作台上辅助支撑全部放倒，将底座上辅助支撑旋转到工装定位面以下。构架装夹时，手动确认各辅助支撑状态。

3.2 技术防错

针对以上问题，设计制作了“构架压紧度量化工装”，利用现场废弃的滑杆组件，配合校验合格的百分表，百分表可通过滑杆固定螺栓上下移动，以确保量化过程的可行性，通过百分表读数将工装压紧后构架的变形度量化，在装夹过程将压紧变形的影响控制在要求范围内。

图5 构架压紧变形量检测调整

4.总结

通过对构架压紧工艺流程的优化以及构架压紧度量化工装的应用，从优化工艺流程和技术防错两方面切入，确保了构架装夹压紧后四角处于同一高度，消除了压紧变形对构架吊座厚度尺寸加工的影响，提高了构架吊座厚度尺寸的加工精度，同时废除了繁重的人工确认过程，保证了员工的作业安全，改善了员工的作业环境，具有一定的推广应用价值。

参考文献：

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