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高速鋁合金車(chē)體車(chē)鉤梁加工工藝研究 船用鋁板
發(fā)布時(shí)間:2022-07-19
簡(jiǎn)要分析了車(chē)鉤梁的加工工藝,提出了保證產(chǎn)品加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效
率的措施。
1概述
車(chē)鉤梁是高速動(dòng)車(chē)組鋁合金車(chē)體與車(chē)鉤連接的重要承載部件,其制造
精度不儀直接關(guān)系到產(chǎn)品自身質(zhì)量,且會(huì )影響整個(gè)車(chē)體的制造精度。本
文從車(chē)鉤梁的加工工裝、刀具選擇、數控程序優(yōu)化等幾方面進(jìn)行綜合分析,
初步形成了一套高質(zhì)高效的加工工藝方法,既保證了產(chǎn)品質(zhì)量又提高了勞
動(dòng)生產(chǎn)率。
2加工工藝分析
圖1所示為車(chē)鉤梁的加工制造簡(jiǎn)圖,各部位尺寸關(guān)系如圖2所示。其
加工要點(diǎn)如下:
(1)保證車(chē)鉤座安裝面(640mm×375mm)與基準面A(非機加工平
面)的垂直度為2ITIII1。
(2)保證車(chē)鉤基準孔(~292mm)與車(chē)體制造工藝孔(6mm)的中心距
為(310±0.5)mm。
(3)保證車(chē)鉤基準孔(~292mm)中心與基準面的距離為(285±0.5)
mm。
(4)保證車(chē)鉤安裝座的4個(gè)螺栓孔中心距分別為(532±0.5)mm、
(220±0.5)mm。
加工工序制定為:
(1)以』4面為基準面定位并夾緊工件,調整車(chē)鉤座安裝面的平面度不
大于3mm;
(2)調用測量子程序,確定工件零點(diǎn)及相應R參數值;
(3)鉆車(chē)鉤安裝孔及4個(gè)螺栓安裝孔的底孑L5—20mm;
(4)粗銑車(chē)鉤安裝孔至MOOmm并精銑4個(gè)螺栓安裝孔至39mm;
(5)粗加工車(chē)鉤座安裝面,長(cháng)、寬、厚度方向均留加工余量;
(6)粗、精加工車(chē)鉤安裝孔分別至9290mm、~292mm;
(7)精銑車(chē)鉤座安裝面至640mmX375mm并保證其較小厚度32mm;
(8)鉆孔4一l3.1mm及口6mm孑L。
3工藝改進(jìn)措施
3.1加工工裝改進(jìn)
原加工工裝在加工工件過(guò)程中多次發(fā)生工件松動(dòng)現象,主要原因是
緊懸臂過(guò)長(cháng)、剛性不足且處于反復受力情況下從而使壓緊臂和支撐板產(chǎn)
塑性變形,長(cháng)期使用會(huì )產(chǎn)生嚴重的質(zhì)量隱患。通過(guò)分析工裝該部位的受
情況,發(fā)現壓緊工件后主要分力作用于支撐板上,力的方向平行于工裝主
橫梁,造成支撐板變形、工件夾緊力不夠。因此采取以下改進(jìn)措施:
(1)將懸臂的板式支撐改為柱體同時(shí)剛性固定(焊接)在工裝橫梁r
(2)壓緊懸臂采用了拱式結構且壓緊力垂直于工件30。斜面,使工裝
性大大增強、壓緊更為穩定可靠(見(jiàn)圖3)。
3.2數控程序優(yōu)化
數控機床在加工前,常規測量零點(diǎn)
的方法是通過(guò)手動(dòng)對刀,將機床坐標值
換算后輸入到機床零點(diǎn)偏置表中,這樣
做的弊端是操作速度慢、數據在人為計
算和輸入兩個(gè)環(huán)節中容易出錯,很可能
導致加工質(zhì)量問(wèn)題。改進(jìn)措施:在主加
工程序前加入自動(dòng)測量零點(diǎn)程序(見(jiàn)圖
4),這樣帶來(lái)的好處是自動(dòng)運行代替了
手工操作,實(shí)現了機床自動(dòng)測量工件零
點(diǎn)和自動(dòng)運算輸入。這樣每個(gè)工件確立零點(diǎn)的時(shí)間由原來(lái)的8min縮短
2nlill,并大大降低了人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
3.3加工刀具改進(jìn)
車(chē)鉤梁組成加工用時(shí)較多的是D292
ITIIqq車(chē)鉤安裝孔(板厚35IT1113)。原來(lái)使
用025mm硬質(zhì)合金棒銑刀粗加[至
~290mill,然后再精加工至292mm,每次
吃刀較大切削深度為10mm、較大切削寬
度為15min,每完成直徑方向30mm的切
削至少需4次走刀,這樣算來(lái)完成~20圖4自動(dòng)測零點(diǎn)
mm到290mm的直徑切削至少需要4×9=36次走刀。改進(jìn)后,先使用
inlll棒銑刀加工至~80IFlnl直徑,再利用~80mm端面銑刀(其較大切削寬度
一達到50mm、切削深度為5mm,其每完成直徑方向100mm的切削需要7次走
刀)加工至90mm,這樣算來(lái)完成~20mm到口290mm的直徑切削需要4×2
+7×2=22次走刀。刀具改進(jìn)后比原來(lái)少了14次走刀,兩種加工方式的刀
具運行軌跡分別如圖5(a)、圖5(b)所示,加工時(shí)間比較如表1所示。
4結束語(yǔ)
通過(guò)以上的工藝改進(jìn),現已完成了400多輛高速鋁合金車(chē)車(chē)體車(chē)鉤梁
的生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量加工合格率提高到100%,單件加工時(shí)問(wèn)節省約12min,單
率的措施。
1概述
車(chē)鉤梁是高速動(dòng)車(chē)組鋁合金車(chē)體與車(chē)鉤連接的重要承載部件,其制造
精度不儀直接關(guān)系到產(chǎn)品自身質(zhì)量,且會(huì )影響整個(gè)車(chē)體的制造精度。本
文從車(chē)鉤梁的加工工裝、刀具選擇、數控程序優(yōu)化等幾方面進(jìn)行綜合分析,
初步形成了一套高質(zhì)高效的加工工藝方法,既保證了產(chǎn)品質(zhì)量又提高了勞
動(dòng)生產(chǎn)率。
2加工工藝分析
圖1所示為車(chē)鉤梁的加工制造簡(jiǎn)圖,各部位尺寸關(guān)系如圖2所示。其
加工要點(diǎn)如下:
(1)保證車(chē)鉤座安裝面(640mm×375mm)與基準面A(非機加工平
面)的垂直度為2ITIII1。
(2)保證車(chē)鉤基準孔(~292mm)與車(chē)體制造工藝孔(6mm)的中心距
為(310±0.5)mm。
(3)保證車(chē)鉤基準孔(~292mm)中心與基準面的距離為(285±0.5)
mm。
(4)保證車(chē)鉤安裝座的4個(gè)螺栓孔中心距分別為(532±0.5)mm、
(220±0.5)mm。
加工工序制定為:
(1)以』4面為基準面定位并夾緊工件,調整車(chē)鉤座安裝面的平面度不
大于3mm;
(2)調用測量子程序,確定工件零點(diǎn)及相應R參數值;
(3)鉆車(chē)鉤安裝孔及4個(gè)螺栓安裝孔的底孑L5—20mm;
(4)粗銑車(chē)鉤安裝孔至MOOmm并精銑4個(gè)螺栓安裝孔至39mm;
(5)粗加工車(chē)鉤座安裝面,長(cháng)、寬、厚度方向均留加工余量;
(6)粗、精加工車(chē)鉤安裝孔分別至9290mm、~292mm;
(7)精銑車(chē)鉤座安裝面至640mmX375mm并保證其較小厚度32mm;
(8)鉆孔4一l3.1mm及口6mm孑L。
3工藝改進(jìn)措施
3.1加工工裝改進(jìn)
原加工工裝在加工工件過(guò)程中多次發(fā)生工件松動(dòng)現象,主要原因是
緊懸臂過(guò)長(cháng)、剛性不足且處于反復受力情況下從而使壓緊臂和支撐板產(chǎn)
塑性變形,長(cháng)期使用會(huì )產(chǎn)生嚴重的質(zhì)量隱患。通過(guò)分析工裝該部位的受
情況,發(fā)現壓緊工件后主要分力作用于支撐板上,力的方向平行于工裝主
橫梁,造成支撐板變形、工件夾緊力不夠。因此采取以下改進(jìn)措施:
(1)將懸臂的板式支撐改為柱體同時(shí)剛性固定(焊接)在工裝橫梁r
(2)壓緊懸臂采用了拱式結構且壓緊力垂直于工件30。斜面,使工裝
性大大增強、壓緊更為穩定可靠(見(jiàn)圖3)。
3.2數控程序優(yōu)化
數控機床在加工前,常規測量零點(diǎn)
的方法是通過(guò)手動(dòng)對刀,將機床坐標值
換算后輸入到機床零點(diǎn)偏置表中,這樣
做的弊端是操作速度慢、數據在人為計
算和輸入兩個(gè)環(huán)節中容易出錯,很可能
導致加工質(zhì)量問(wèn)題。改進(jìn)措施:在主加
工程序前加入自動(dòng)測量零點(diǎn)程序(見(jiàn)圖
4),這樣帶來(lái)的好處是自動(dòng)運行代替了
手工操作,實(shí)現了機床自動(dòng)測量工件零
點(diǎn)和自動(dòng)運算輸入。這樣每個(gè)工件確立零點(diǎn)的時(shí)間由原來(lái)的8min縮短
2nlill,并大大降低了人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
3.3加工刀具改進(jìn)
車(chē)鉤梁組成加工用時(shí)較多的是D292
ITIIqq車(chē)鉤安裝孔(板厚35IT1113)。原來(lái)使
用025mm硬質(zhì)合金棒銑刀粗加[至
~290mill,然后再精加工至292mm,每次
吃刀較大切削深度為10mm、較大切削寬
度為15min,每完成直徑方向30mm的切
削至少需4次走刀,這樣算來(lái)完成~20圖4自動(dòng)測零點(diǎn)
mm到290mm的直徑切削至少需要4×9=36次走刀。改進(jìn)后,先使用
inlll棒銑刀加工至~80IFlnl直徑,再利用~80mm端面銑刀(其較大切削寬度
一達到50mm、切削深度為5mm,其每完成直徑方向100mm的切削需要7次走
刀)加工至90mm,這樣算來(lái)完成~20mm到口290mm的直徑切削需要4×2
+7×2=22次走刀。刀具改進(jìn)后比原來(lái)少了14次走刀,兩種加工方式的刀
具運行軌跡分別如圖5(a)、圖5(b)所示,加工時(shí)間比較如表1所示。
4結束語(yǔ)
通過(guò)以上的工藝改進(jìn),現已完成了400多輛高速鋁合金車(chē)車(chē)體車(chē)鉤梁
的生產(chǎn),產(chǎn)品質(zhì)量加工合格率提高到100%,單件加工時(shí)問(wèn)節省約12min,單
件刀具費用節省近32元
5083船用鋁板作船板優(yōu)勢
5083鋁合金是高鎂合金,在不可熱處理合金中強度良好,耐蝕性、可切削性良好。陽(yáng)極化處理后表面美觀(guān)。電弧焊性能良好。5083合金中的主要合金元素為鎂,具有良好的抗蝕性與可焊接性能,以及中等強度。優(yōu)良的抗腐蝕性能使5083合金廣泛用于海事用途如船舶,以及汽車(chē)、飛機焊接件、地鐵輕軌。
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