矿车轴卡机加工工艺改进

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

　　针对当前矿车轴卡铸件毛坯在铣床上进行铣面和镗孔加工过程中存在的加工工艺落后、加工质量和效率低的问题，改进设计了一套新的机加工工艺。通过制作定位装置进行装夹，使用玉米铣刀进行铣面加工，使用成型镗孔盘刀进行镗孔加工的方式，为实现在铣床上高效率装夹和加工矿车轴卡提供了一种新的加工方案，有利于提高矿车轴卡机加工质量和效率。

　　关键词：轴卡;铣床;机加工;定位装置;玉米铣刀

　　矿车是煤矿中用量最大、应用最广的一种运输设备，主要用于输送煤、矸石、材料等散装物料[13]。其基本组成为车箱、车架、缓冲器、联接器和轮对。轴卡是铆接在车架上，用于连接轮对的部件，在生产加工流程中主要分为2个步骤，首先是通过铸造工艺，铸出毛坯件，留足加工余量，然后通过机加工方式去除铸造余量，保证关键尺寸的精度和表面光洁度，以便后续安装[45]。在实际生产中，铸件厂家技术水平参差不齐，毛坯加工余量往往较大，给后续机加工带来一定的困难。基于此，通过分析研究轴卡加工质量要求，在机加工时，选用常规铣床，采取改进刀具和加工工艺的方式，实现轴卡高质高效生产加工[6]。

　　1轴卡机加工要求

　　轴卡为铸钢件(材质为ZG45MN)，其结构如图1所示。加工技术要求：①刀检竖直装配平面粗糙度Ra125;②刀检水平装配平面粗糙度Ra125，保证厚度D公差±03mm;③刀检轮对轴安装圆弧面3粗糙度Ra125，保证Rn比轮对轴半径大05mm;④去除铸造毛刺，保证槽宽L尺寸。

　　2原加工工艺流程

　　原加工工艺流程：①将轴卡水平固定到铣床加工平台上，保证装夹牢固;②使用直角盘刀由上向下逐步铣削加工竖直装配平面;③使用直角盘刀由内向外逐步铣削加工水平装配平面;④将轴卡通过工具钳竖直装夹到铣床加工平台上，保证装夹牢固;⑤使用镗刀镗削加工圆弧面;⑥去除毛刺和凸点，保证槽宽L尺寸。原加工工艺的缺点：①轴卡装夹困难，装夹不牢固，装夹和拆卸劳动强度大，1次只能装夹1个轴卡，装夹效率低;②加工工艺落后，效率低下。由于直角盘刀切削刃高度较小，在铣削竖直装配平面和水平装配平面时，分别需要至少2～3次进给才能完成整个装配平面的铣削加工;在使用镗孔镗刀镗削加工圆弧面时，由于镗刀只有1个刀刃进行切削，镗杆转速低，镗削进给较慢，加工效率低下[712]。

　　3改进后的加工工艺流程

　　3.1加工竖直装配平面和水平装配平面

　　轴卡水平固定装置结构如图2所示。制作1个轴卡水平固定装置[1315]，该装置可同时装夹2个轴卡，主要由底座、前垫片、后垫片、支撑柱、定位顶丝、压紧螺栓、压紧板构成。轴卡水平固定装置装夹如图3所示。装夹轴卡时，将胎具放置到立式铣床加工平台上，通过压板进行固定，调整定位顶丝，保证其顶部端头处于同一平面上，然后将2个轴卡以底面朝下的方式分别放置到前垫片和后垫片上，使侧端面和定位顶丝紧密接触，紧固压紧螺母，保证压紧板均匀压紧轴卡，完成装夹。装夹完成后，选用玉米铣刀[16]进行铣削加工，如图4所示。玉米铣刀侧面和前端面都有刀片，可进行侧面和水平面同时加工，侧面刀刃的有效加工高度较长，利用玉米铣刀的这项加工性能，可将竖直装配平面的全部和水平装配平面的内侧一次性铣削完成，然后再平铣水平装配平面外侧剩余的待加工面，即可完成铣削加工。

　　3.2加工轮对轴安装圆弧面

　　轴卡竖直固定装置结构如图5所示。制作一个轴卡竖直固定装置[1720]，该装置可同时装夹2个轴卡，主要由底板、立板、定位螺栓、丝杠座、丝杠、垫块组成。轴卡竖直固定装置如图6所示，装夹轴卡时，将此装置放置到铣床加工平台上，通过压板进行固定，然后将轴卡按照圆弧面向上的方式放置到立板的凹槽平台上，旋动丝杠，通过垫块将轴卡牢固顶装到立板上，紧固定位螺栓，即可完成装夹。垫块的作用是减小丝杠的旋动行程，便于快速装夹和拆卸轴卡。装夹完成后，根据圆弧面的加工尺寸，定制专用的成型镗孔盘刀，如图7所示。此刀有4个刀刃、4个刀片和4个排屑槽，刀片外沿加工尺寸糿=Rn±005mm，找正工件后，一刀即可将圆弧面铣到要求尺寸。

　　3.3检验槽宽L尺寸，去除毛刺

　　由于铸件在铸造工艺中，要求槽宽L比矿车轮对轴外径大5mm左右，留有余量，便于矿车轮对轴安装。但实际生产过程中，部分铸件的局部安装槽侧面有铸造凸点，如果不去除，轮对轴将无法安装进去。鉴于此，可车削加工1个外径比轮对轴外径大1mm的检验轴，以此逐一检验每个毛坯件，将凸点位置进行打磨，只要保证检验轴能轻松嵌入安装槽中，即可保证宽L尺寸满足装配要求。

　　4改进工艺后的效益

　　工艺改进过后，相比于原来的加工工艺，无论是水平还是竖直装夹轴卡，其装夹难度大幅度降低，装夹稳定可靠，操作安全高效、省时省力，有效降低了操作工的劳动强度。另外，通过量身制作专用的固定装置，可以实现2个或多个轴卡同时装夹，装夹效率高;同时，加工工艺得到优化，使用玉米铣刀可一次性铣削竖直装配平面和水平装配平面，较大幅度提升铣削加工效率。使用成型镗孔盘刀代替镗刀加工圆弧面，其吃刀量大，进给速度快，加工表面的光洁度高，大大提升了镗孔加工质量和效率。据统计，采用改进过后的工艺加工轴卡，综合加工效率提升3倍左右。

　　5结语

　　矿车属于煤矿常规设备，需求量极大，轴卡加工质量和效率的高低直接决定了煤机制造企业的矿车生产能力，探索高质高效的轴卡机加工方式对于提升企业工效、降低人力成本等方面都具有十分重要的意义。轴卡加工工艺的改进，为煤机制造企业充分利用现有设备性能，提高劳动效率，提升加工质量提供了一种新思路和新方案。

　　作者：刘治层 单位：永城煤电控股集团机电制修厂