邵瑞閩　張朝望　文廣宇　周耀　肖連新
（中車株洲電機有限公司）

　　隨著我國鐵路現(xiàn)代化的快速發(fā)展，高速動車組已經(jīng)越來越多地成為人們出行的之一。作為高速動車組動力輸出核心部件，牽引電動機的質(zhì)量則成為保證機車安全性、可靠性和穩(wěn)定性的重要一環(huán)。傳動端端蓋是高速動車組牽引電動機上的重要零部件之一，由于最初加工工藝的不成熟，導(dǎo)致產(chǎn)品的合格率僅為86%，因此需對原工藝進(jìn)行改進(jìn)，以提高傳動端端蓋的生產(chǎn)合格率。
　　1　原工藝說明及原因分析
　?。?）工藝說明。通過對傳動端端蓋的結(jié)構(gòu)和圖樣（見圖1）分析，為了避免因焊接產(chǎn)生的應(yīng)力變形以及徑向裝夾方式帶來的夾緊力變形，工藝部門制定了如表1所示的工序流程。
　　其中：①為消除焊蓋板、焊堵塊產(chǎn)生的應(yīng)力變形對后續(xù)精加工帶來的影響，將蓋板和堵塊的焊接工序安排在精車之前。②由于油管位置的特殊性，則被安排在精車定位面與精車小端之間。③受工件本身結(jié)構(gòu)和形狀的限制，精車大、小端均采用了模具來裝夾工件，目的是避免因自定心卡盤的徑向夾持力導(dǎo)致的工件變形。④精車大端時，以上工序加工的止口外端面和φ380mm止口定位，通過模具4點旋緊裝夾方式進(jìn)行加工，裝夾方式如圖2所示。⑤磨軸承室時也是以止口外端面和φ380mm止口校正并定位后完成加工。

　　經(jīng)過上述工序安排及裝夾方式試制加工的產(chǎn)品，經(jīng)三坐標(biāo)測量，因焊接堵塊和蓋板產(chǎn)生的變形基本被消除，各尺寸精度雖然基本達(dá)到了圖樣設(shè)計要求，但位置精度和形狀精度卻沒有達(dá)到設(shè)計要求。其中，止口尺寸設(shè)計圖樣要求為φ380mm，實測后止口呈不規(guī)則橢圓狀，處為φ380.095mm，最小處為φ380.015mm，超出了設(shè)計的公差范圍；設(shè)計圖樣要求雙止口與軸承室的同軸度為0.04mm，實測值在0.06～0.09mm之間，超差近兩倍。
　　（2）原因分析。針對傳動端端蓋在試制過程中出現(xiàn)的止口變形及止口與軸承室同軸度超差，止口的加工過程及與止口存在著裝夾定位關(guān)聯(lián)的工序進(jìn)行了觀察和分析，找出造成上述形位公差超差的原因。導(dǎo)致止口變形的原因：①橢圓產(chǎn)生的原因主要是精車小端時，被加工的位置很多，此時需要的夾緊力較大（緊固扭力為110N），因此會產(chǎn)生一定的變形。②因為雙止口一次加工成形，切除的余量較大，產(chǎn)生切削振動；工件整體和局部產(chǎn)生不同的溫度，導(dǎo)致工件局部變形。導(dǎo)致止口與軸承室同軸度超差的原因：由于精車小端時所加工的止口本身存在橢圓，而精磨軸承室工序所依據(jù)的基準(zhǔn)正是通過止口來校正。當(dāng)其校正基準(zhǔn)存在橢圓且較大時，容易造成校正取點不當(dāng)，從而造成同軸度的超差。
　　2　工藝改進(jìn)的措施及加工方法
　　針對分析出的變形原因，決定做出如下工藝改進(jìn)：①原精車小端時，將雙止口一次加工到尺寸改為內(nèi)、外雙止口直徑方向均放量2mm，并且半精車φ86±0.1mm內(nèi)孔尺寸留0.1mm余量，其余加工尺寸不變。②將精車大端模具止口基準(zhǔn)孔較原尺寸增加2mm，用于配合已放量的半精車止口外圓；車削軸承室底部端面時，留0.05 mm磨量，其余加工尺寸不變。③磨軸承室時，以止口外平面及半精車的止口外圓φ382mm為基準(zhǔn)校正，加工軸承室內(nèi)孔及底面到尺寸，同時將已放量的φ86mm內(nèi)孔加工到尺寸。④在精磨軸承室之后增加“精車雙止口”工序。
　　精車雙止口具體加工方法為：在精車小端模具上再加裝一個φ124.3mm的模芯（見圖3），將精磨完的工件軸承室位置與此模芯間隙配合，套入基準(zhǔn)面定位后，在刀座上固定杠桿百分表，以精磨軸承室同工序加工的φ86mm內(nèi)孔為基準(zhǔn)，校正工件至圓跳動在0.01mm以內(nèi)，校正方式如圖4所示。

　　特別需要注意的是，由于在壓緊過程中壓緊力會對工件產(chǎn)生一定的位移量，因此在校正過程中要采用逐級加力的方法，邊校正，邊對工件施加壓緊力；對緊固螺母采用十字對稱方向循環(huán)夾緊的順序，更有利于壓緊力的均勻分布；扭力扳手值的設(shè)定必須在保證工件安裝穩(wěn)定可靠的前提下盡可能的小。因加工余量少，所以扭力值要比在精車小端工序半精車止口時要小，經(jīng)多次試驗，控制在80N即可。夾緊校正后，進(jìn)行雙止口的精加工至圖樣的設(shè)計尺寸。
　　工藝改進(jìn)的優(yōu)點：①將半精加工與精加工分開，有利于減小切削力與切削熱的影響，使半精加工的熱變形在精加工中得到糾正。②半精加工時切削余量大、壓緊力大、變形也大；精加工時加工余量少、切削力小，因此壓緊力也需要的小，能地減小壓緊工件時所產(chǎn)生的變形。③以磨軸承室同工序加工的內(nèi)孔為校正基面，利用杠桿百分表校正工件的圓跳動在0.01mm以內(nèi)，能有效地保證雙止口與軸承室同軸度0.04mm的設(shè)計要求。
　　3　結(jié)語
　　通過上述的工藝改進(jìn)與生產(chǎn)驗證，前期存在的因變形導(dǎo)致形位公差超差的現(xiàn)象得到了改善，效果十分顯著。經(jīng)過對工藝改善后的加工產(chǎn)品進(jìn)行批量抽樣檢測，檢測數(shù)據(jù)如圖5所示，可發(fā)現(xiàn)最難控制的雙止口不規(guī)則變形，由原來的0.025～0.07mm縮小到了0.008～0.02mm；軸承室與止口的同軸度則控制在0.02～0.025mm，達(dá)到設(shè)計圖樣的要求，合格率由原來的86％提高到了現(xiàn)在的100％，從根本上提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

來源：《金屬加工(冷加工)》2016年04期