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摘要:液壓制動裝置的中間缸體組裝件主要由中間缸體、碟簧、緩解活塞組成。由于中間缸體是薄壁件,且具有極高的同軸度公差導致該零件加工難度增加,因而出現產品成批報廢現象。通過改進中間缸體的加工工藝,確保中間缸體加工零件的同軸度公差符合設計要求,為制訂同類型的零件加工工藝提供一定的參考。
關鍵詞:液壓制動裝置;中間缸體;加工工藝;驗證
0引言
鐵道機車車輛傳統的制動方式是采用空氣制動。鐵道機車車輛的空氣制動是使用機車車輛上的壓縮空氣作為制動的原動力,通過改變壓縮空氣的壓強對列車進行制動。隨著輕軌車的出現,尤其是低地板車、磁浮等車型的出現,由于這些車型的轉向架安裝空間很小,傳統的空氣制動就難以滿足安裝空間要求,因此傳統的空氣制動應用就受到了限制。相對而言,液壓制動是以液壓油做作為工作介質,液壓制動具有體積小、質量輕、結構緊湊的優點,因而液壓制動部件緊湊,能夠以小體積集成在轉向架上。采用液壓制動時地鐵車輛減速度可以達到2.0(一般地鐵空氣制動為1.2),從而能有效實現短距離的快速制動。此外,液壓制動系統制造成本更低,在其它輕軌車上(如馬來西亞ETS)、云軌車以及齒軌車上也有應用。在液壓制動裝置中,中間缸體是其關鍵配件,中間缸體通過碟簧向制動器提供制動力。針對某公司一款液壓制動裝置的中間缸體組裝,其組合件如圖1所示,主要零部件有中間缸體、碟簧、緩解活塞等。其中由于中間缸體薄壁、極高的形位公差(同軸度0.025mm)導致該零件加工難度增加,因而容易出現產品成批報廢現象。液壓制動裝置中間缸體的加工工藝采用粗車-銑方-銑鉆鏜-精整,因在銑鉆鏜工序出現同軸度滿足不了圖樣要求,為了提高產品批量加工合格率,試驗研究并實現批量保證同軸度的工藝方法。
1歷史簡況
液壓制動裝置中間缸體的原工藝加工方法:液壓制動裝置中間缸體加工工藝:粗車-銑方-銑鉆鏜-精整;原工藝加工方法主要存在問題:(1)中間缸體的材料為鋁材,中間缸體零件是薄壁零件,銑鉆工序完成后,中間缸體整體變形,同軸度公差不符合加工質量要求,導致中間缸體在實際應用存在液壓油泄漏現象;(2)由于中間缸體加工過程中的裝夾誤差、配合誤差等誤差累積,導致產品無互換性可能。
2中間缸體新加工工藝
針對需要解決的問題,對中間缸體的加工工藝進行優化設計,采用優化工藝后,中間缸體同軸度能夠穩定控制在0.025mm以內,中間缸體新工藝是以原工藝為依據,根據變形原因分析結果,調整工藝流程為粗車-銑方-鏜銑加工-精車-精整,同時對精車工序設計了專用夾具,能夠有效消除卡盤的重復定位誤差,從而避免工件單邊夾持變形,圖2為中間缸體精車加工示意圖。
3對比試驗
為了驗證中間缸體新加工工藝對提高零件加工質量的有效性,開展對比試驗進行驗證。按新舊工藝生產的第一批次和第二批次各15件產品進行了對比,中間缸體設計參數見圖3,新舊工藝生產的中間缸體零件的對比數據如表1,此批次新老工藝各15件同軸度要求在0.025mm以內。老工藝15件產品全部超差,合格率為0%,新工藝15件產品完全符合圖樣要求,合格率為100%。
3.1試驗數據分析
根據表1中數據可以得到中間缸體采用新舊工藝生產的零件的同軸度數值,分析可以得出,在采用新工藝后,零件的同軸度公差能控制在0.025mm以內。統計表1的數據得到新舊工藝生產的中間缸體零件的報廢率如表2所示。根據表2數據分析可以得到中間缸體加工過程中裝夾工裝的調整,使得產品同軸度超差的現象得到解決。
3.2產品性能試驗驗證
采用新舊工藝加工的中間缸體產品在同一液壓制動裝置單元開展性能測試試驗。在中間缸體、碟簧和緩解活塞裝配完成后,給定額定油壓進行試驗分析。根據試驗結果對比分析,新工藝比原工藝受力更平穩,同時特性曲線變量過程流暢,無原工藝曲線中液壓油泄漏及受力不均勻的現象。
4結論
新加工工藝能持續穩定提高液壓制動裝置中間缸體的一次加工合格率,提高勞動生產效率,降低生產成本,按新加工工藝生產的中間缸體零件同軸度公差完全符合圖樣要求,例行試驗未出現因受力不均引起的產品質量問題。
作者:張克昌 袁果 單位:湖南鐵道職業技術學院 湖南聯誠軌道裝備有限公司