动车组抗侧滚扭杆加工工艺

摘 要 抗侧滚扭杆是一种细长轴类部件。本文介绍其生产过程中发现的问题，结合此类部件的结构、加工特点，提出改进后的抗侧滚扭杆加工工艺方法。

关键词 抗侧滚扭杆；问题分析；改进后加工工艺

中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0161-02

1问题的提出

抗侧滚扭杆为抗侧滚系统的一部分，辅助一、二系簧平衡，稳定车体绕纵向轴线的侧滚，是铁路客车转向架组成中一种常见部件，以往我公司主要采购成品并加以组装。动车组抗侧滚扭杆是我公司自行加工制造，采用车削、磨削的加工工艺。其在前期试制过程中，展现直径跳动大，精加工变形大，圆柱度超差等问题，针对上述问题，在数控车削过程中，须采取行之有效的加工工艺。

2问题分析

2.1动车组抗侧滚扭杆的结构特点

动车组抗侧滚扭杆属于细长轴类，其长度与直径比为21。长径比大的同时，轴线和装配面直线度要求0.1mm。

2.2 动车组抗侧滚扭杆的加工特点

1）跳动大。抗侧滚扭杆长度与直径比较大，质量分布不均匀，旋转离心力不规则，工件振动的作用下，易造成刀尖切削深度不均；

2）精加工变形大。抗侧滚扭杆车削时散热差，线膨胀系数大，因此在车削加工中易出现X轴向形变不规则的情况；

3）操作者技能要求高。抗侧滚扭杆在加工时，需要采用辅助夹具，且不断需要百分表测量圆柱度形变。这增加操作者技能对工件误差影响。

2.3 力学分析

2.3.1 产生切削力的因素

工件受切削力有两方面因素：

1）刀尖作用工件时，切削工件产生形变的反作用力；

2）刀尖进给时，刀尖与工件间的滑动阻力。

2.3.2 切削力的分解

在力学分析中，按工件运动方向分解切削力： 在工件旋转方向上的主切削力Fz ；在纵向作用于旋转工作平面上的反作用力Fy； 在水平运动方向上的刀具前进方向反作用抗力 Fx。

2.3.3 切削力分力对工件变形的影响

2.4 形变的数学模型

2.4.1 简化受力

将抗侧滚扭杆左端使用四点卡爪夹紧，尾座使用弹性顶针支承，实现抗侧滚扭杆在车床上的定位装夹。根据约束情况，切削点处的尺寸偏差是切削抗力Fz在该点产生的形变。

2.4.2 数学模型

3.1 设备调试

数控车床的调试是降低加工误差的重要因素之一。首先尾座顶尖轴线和主轴轴线平行。其次，使用百分表，调整尾座顶尖中心与主轴中心的同轴度小于0.05mm。最后，调整各溜板之间的间隙，使之达到合适的宽度。

3.2工艺装备的准备

工艺装备包括刀具、量具和夹具等。夹具的要求比较高，根据现有加工设备，需要顶尖、中心架等辅助设备。中心支架根据力学分析，保证高质量加工，选择支撑抗侧滚扭杆中部。

3.3 中心孔的加工

来料毛坯车削加工前，使用专用工装，由V型块支撑定位，压板压紧后，借助数控龙门铣90°直角头和中心钻，在扭杆毛坯端面加工中心孔，便于车削加工时的定位。

4抗侧滚扭杆加工工艺

4.1 一夹一顶粗加工

粗加工尾座端∮75处至∮76Ra1.6，端面长度尺寸留量0.1mm～0.15mm。掉头装夹∮76Ra1.6处，使用百分表检测粗加工端面跳动不大于0.05mm，加工另一侧∮75处至∮76Ra1.6。

4.2 中心架支撑车削抗侧滚扭杆

中心架使用前，必须架在工件中间部分车出锁槽，宽度满足支撑块即可，车削时在工件与支撑块间不断补足机油。参照图纸，两次装夹，使用百分表检测粗加工端面跳动不大于0.05mm，半精加工。

4.3 磨削余量

半精加工时，∮75留磨削量0.3mm～0.45mm；∮35留磨削量0.25mm～0.35mm。∮35根部R2处凹深0.14～0.18之间，以保证磨削两平面时磨削过渡。

5刀具选择

在抗侧滚扭杆的生产中，通过实践发现合适的刀具和制造工艺，会改善抗侧滚扭杆的加工环境，减小误差的产生。

刀具前角的大小，直接影响到切削力和切断温度。大前角加工刀具，抗侧滚扭杆的切削变形相对较低，但刀具耐久性也同样降低，故选择前角取22°。后刀面的加工表面的主要功能是减少摩擦，直接影响的表面质量和刀具寿命。为了提高刀具的耐用性，减小刀具在切削抗侧滚扭杆时的刀尖的跳动，刀具后角取2°。不断增加主偏角的角度，可减少抗侧滚扭杆Y轴方向的的切削力，减少振幅和变形，故最重要的选择主偏角75°，副偏角25°，使切屑流动向待处理的表面，提高刀尖强度，提高切削的稳定性和切削力，我们选择刃倾角3°。为了减少Y轴向力和最大限度地提高使用寿命，采取0.5mm的刀尖圆角半径。

6结论

通过分析切削加工过程中工件的受力，求出受力变形特点，可以降低工件的加工误差。实践证明：动车组抗侧滚扭杆加工工艺方法，有效提高此类部件加工精度，可为后续生产此类部件积累加工经验。

参考文献

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