NT1型貨車(chē)滾輪組成（1）座體鉆孔工裝設(shè)計(jì)

鄢玉丹　馬輝

【摘 要】滾輪組成（1）這組配件在NT1型貨車(chē)中的轉(zhuǎn)盤(pán)部位，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中起滾動(dòng)和支撐作用。滾輪組成（1）的座體材料為ZG230-450，有8個(gè)Φ9的孔和2個(gè)Φ17的孔分別分布在相互垂直得四個(gè)平面上，鑒于是鑄鋼件，每個(gè)平面的粗基準(zhǔn)尺寸不規(guī)范，孔的定位裝夾存在很大難度。由于座體是批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，特設(shè)計(jì)2套鉆孔工裝來(lái)完成8個(gè)Φ9孔和2個(gè)Φ17孔的鉆孔定位加工，加工完成后完全能滿(mǎn)足10個(gè)孔的位置精度要求，而且經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

【關(guān)鍵詞】NT1型貨車(chē)；滾輪組成（1）；座體；鉆孔；工藝；工裝

NT1型貨車(chē)是我公司對(duì)國(guó)外的招標(biāo)項(xiàng)目，貿(mào)易額達(dá)1.18億美元。NT1型貨車(chē)應(yīng)用于汽車(chē)的公鐵聯(lián)運(yùn)，此次對(duì)NT1型貨車(chē)的成功出口，開(kāi)拓海外市場(chǎng)，對(duì)我公司以及集團(tuán)總公司都有著重大的意義。滾輪組成（1）作為NT1型貨車(chē)的一個(gè)重要部件，在NT1型貨車(chē)中的轉(zhuǎn)盤(pán)部位，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中起滾動(dòng)和支撐作用，它的加工質(zhì)量的好壞及生產(chǎn)效率的高低對(duì)整個(gè)NT1型貨車(chē)整車(chē)精度、交貨驗(yàn)收時(shí)間均有較大的影響。其組成分別由座體、活動(dòng)座、彈簧、磨耗板等零件構(gòu)成。其中座體結(jié)構(gòu)頂面存在4個(gè)Φ9孔，兩側(cè)平面各存在2個(gè)Φ9孔，底面存在2個(gè)Φ17孔。由于孔分布在相互垂直的四個(gè)平面上，且座體材料為ZG230-450，鑒于是鑄鋼件，每個(gè)平面的粗基準(zhǔn)尺寸不規(guī)范，要確定10個(gè)孔的位置精度和裝夾存在很大困難。

1 采用普通方法加工

座體的全部加工工藝為：

1）劃線尺寸200±0.5（確定座體頂面和底面位置）。

5）根據(jù)槽尺寸重新確定頂面實(shí)際中心線，劃線尺寸80±0.5，尺寸174（確定頂面4個(gè)Φ9孔位置）。

6）根據(jù)頂面實(shí)際中心線確定兩側(cè)面中心線，劃線尺寸136，尺寸176（確定兩側(cè)面4個(gè)Φ9孔位置）。

7）根據(jù)頂面實(shí)際中心線確定底面中心線，并劃線尺寸174（確定底面2個(gè)Φ17孔位置）。

8）鉆孔Φ9，Φ17。

采用此工藝，需要多次重復(fù)劃線、裝夾，為保證加工精度，大大增加了每次裝夾的難度，效率降低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要配備經(jīng)驗(yàn)豐富、有成熟加工技能的人員，即便是這樣，加工完成座體單件劃線、裝卡、加工完成需要3小時(shí)。

2 設(shè)計(jì)座體鉆孔工裝

由于座體需要批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，限制工件的工序時(shí)間定額顯的極為重要，而提高機(jī)械加工中生產(chǎn)率的工藝途徑基本有：（1）縮短基本時(shí)間，（2）縮短輔助時(shí)間，（3）縮短布置工作的時(shí)間，（4）縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間等幾種方法。經(jīng)過(guò)對(duì)本座體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工部位、加工余量、加工工藝等的綜合分析后，發(fā)現(xiàn)縮短輔助時(shí)間仍有提高的潛力。通過(guò)對(duì)座體進(jìn)行試加工，發(fā)現(xiàn)根據(jù)座體的鉆孔工序定位、裝夾、矯正很難，重復(fù)裝夾對(duì)正難度更大，導(dǎo)致耗費(fèi)大量時(shí)間。根據(jù)對(duì)座體圖紙的觀察，決定從它的槽作為入手點(diǎn)，先加工出槽（插槽），以槽的位置做為定位基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)兩套座體鉆孔工裝來(lái)縮短鉆孔的定位、裝夾，減少重復(fù)裝夾次數(shù)，達(dá)到縮減加工的時(shí)間定額的目的。這兩套工裝均由蓋板、擋板、定位銷(xiāo)、螺栓、中心刻度線組成。

工裝1的蓋板和擋板由4個(gè)內(nèi)六角圓柱頭M8螺栓及4個(gè)圓錐定位銷(xiāo)進(jìn)行固定連接，通過(guò)座體的槽來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。工裝2的蓋板和擋板由8個(gè)內(nèi)六角圓柱頭M8螺栓進(jìn)行固定連接， 4個(gè)六角頭全螺紋M10螺栓在定位時(shí)起鎖定位置作用。

工裝1和工裝2的蓋板及擋板都采用38CrMoAlA的材料，以便于加工完成后表面都能進(jìn)行滲氮D0.5-900處理，來(lái)提高工裝零件的硬度（耐磨性）。

提高鉆模板耐磨性的方法通常有兩個(gè)，第一種方法是鉆模板采用普通材質(zhì)，各個(gè)基準(zhǔn)孔加工好后，再加工所需尺寸的奧貝襯套（基準(zhǔn)孔和奧貝套采用過(guò)盈配合），奧貝襯套熱處理后，用壓力將其壓到原基準(zhǔn)孔中，以達(dá)到提高耐磨性的作用，此種方法優(yōu)點(diǎn)是孔徑磨損后，可重新加工新的符合工藝要求的襯套替換磨損襯套，重復(fù)利用率高，但此種方法加工難度大，后期維護(hù)成本高。第二種方法是鉆模板選用經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理就具有很高強(qiáng)度的材質(zhì)。經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果使用Q235-A材料加工完進(jìn)行淬火，有可能出現(xiàn)零件變形及孔內(nèi)壁開(kāi)裂的現(xiàn)象，而選用38CrMoAlA這種材質(zhì)，采用滲氮的方法來(lái)提高工裝零件本身的硬度，從而增強(qiáng)耐磨性，提高了工裝的使用壽命。這種方法加工出的鉆模板無(wú)需維修，便于存放，完全滿(mǎn)足目前中小批量的加工需求。

座體鉆孔工裝在使用時(shí)，當(dāng)座體的插槽工序完成后，首先將工裝板1扣在座體頂面的槽位置，固定好螺栓及定位銷(xiāo)后，進(jìn)行裝卡鉆孔，并通過(guò)工裝上標(biāo)記的中心刻度線來(lái)劃線確定底面的中心線位置，避免出現(xiàn)在普通方法加工工藝中的工序3的中心線和插槽后座體頂面的實(shí)際中心線存在的誤差現(xiàn)象，鉆孔座體頂面4個(gè)Φ9孔及側(cè)面4個(gè)Φ9孔。使用工裝2，根據(jù)底面已確定的中心線，校對(duì)工裝2的中心刻度線，固定好4個(gè)M10螺栓后，裝卡鉆座體底面2個(gè)Φ17孔。這樣通過(guò)兩套座體鉆孔工裝輕松實(shí)現(xiàn)各個(gè)面所有孔的加工，縮短鉆孔的定位裝夾難度及加工的時(shí)間定額。加工后經(jīng)檢測(cè)，10個(gè)孔的位置精度完全滿(mǎn)足圖紙要求。

3 采用工裝后加工

座體的全部加工工藝為：

1）劃線尺寸200±0.5。

采用這兩套鉆孔工裝后，座體單件劃線、裝卡、加工完成縮短到1小時(shí)，而且不用重復(fù)裝夾，降低了對(duì)操作人員技能方面的要求，同時(shí)大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 效果對(duì)比

綜合對(duì)比普通方法加工工藝和采用這兩套鉆孔工裝后加工工藝，座體單件劃線、裝卡、加工完成時(shí)間縮短了2個(gè)小時(shí)，生產(chǎn)效率提高了67%，每臺(tái)車(chē)上需要11個(gè)座體，總共有503臺(tái)NT1型貨車(chē)，每小時(shí)工時(shí)的人工成本為17.5元，所以此次座體的批量生產(chǎn)中，成本能夠節(jié)約：2（小時(shí)）×17.5（元/時(shí)）×11（個(gè)/臺(tái)）×503（臺(tái)）=193655元，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

【參考文獻(xiàn)】

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫(xiě)組編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：上冊(cè)[M].2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987，12.

[2]狄瑞坤，潘曉弘，等.機(jī)械制造工藝[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2001，1.

[3]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].7版.北京：高等教育出版社，2001，6.

[4]王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003，1.

[5]申永勝.機(jī)械原理教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001，12.

[6]孔憲庶，池建斌，曾明華.畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖[M].大連：中國(guó)鐵道部出版社，2000，5.

[7]宏宇工作室，史宇宏，陳玉蓉，等.AutoCAD機(jī)械制圖100例[M].北京：人民郵電出版社，2004，11.

[責(zé)任編輯：湯靜]