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高速動(dòng)車組鋁合金軸箱體一直依靠進(jìn)口，軸箱體加工未形成標(biāo)準(zhǔn)工藝流程，工裝、刀具及切削參數(shù)設(shè)置等還停留在理論階段。“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃中“高速列車關(guān)鍵材料及部件可靠性”課題對(duì)鋁合金軸箱體國(guó)產(chǎn)化提出了要求。

鋁合金材料熱膨脹系數(shù)較大，溫度及切削熱對(duì)軸承孔等尺寸精度影響程度沒(méi)有量化，該材料斷屑不良會(huì)影響加工表面質(zhì)量，鋁屑纏繞刀具可造成機(jī)械手無(wú)法自動(dòng)換刀。通過(guò)工藝準(zhǔn)備，對(duì)驗(yàn)證材料進(jìn)行加工試切，同時(shí)進(jìn)行數(shù)控加工方面的系統(tǒng)研究，通過(guò)提高鋁合金軸箱體加工精度，解決鋁合金軸箱體批量生產(chǎn)所需的工裝、刀具、切削參數(shù)設(shè)置、溫度影響及斷屑等問(wèn)題，為后期鋁合金軸箱體批量國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

通過(guò)試切驗(yàn)證，重點(diǎn)完成以下目標(biāo):①驗(yàn)證并選用合理的刀具及切削加工參數(shù)。②對(duì)工裝的裝夾方式進(jìn)行驗(yàn)證，保證軸承孔形狀位置公差。③驗(yàn)證環(huán)境溫度、切削熱對(duì)加工尺寸的影響，保證軸承孔最終尺寸符合圖樣要求。

1. 加工工藝

軸箱體如圖1所示。

圖1 軸箱體示意圖

分析切削力、切削熱及溫度變化等因素對(duì)尺寸形變的影響，確定加工工藝如下。

（1）軸箱體、壓蓋拷料:雙臂三維劃線測(cè)量機(jī)整體拷料并劃找正加工線。

（2）粗加工Ⅰ:立式加工中心按找正線銑軸箱體前后蓋面，單邊留量2mm，銑粗加工工裝定位孔尺寸，銑小頭側(cè)端面至工藝定位尺寸。

（3）粗加工Ⅱ:立式加工中心按找正線銑壓蓋端面，單邊留量2mm，銑壓蓋與軸箱體貼合面及減振器安裝孔各部尺寸至圖樣要求。

（4）粗加工Ⅲ:臥式加工中心以粗加工工裝定位孔定位，按找正線找正后夾緊工件，銑彈簧面、減振器座、排障器安裝面各部，單邊留量2mm。

（5）粗加工Ⅳ:組裝壓蓋與軸箱體，立式加工中心銑柔性生產(chǎn)線一位精加工工裝定位孔（軸承定位孔）、定位節(jié)點(diǎn)安裝孔工藝定位尺寸。

（6）柔性生產(chǎn)線一工位精加工:以大軸承孔、定位節(jié)點(diǎn)安裝孔及工藝定位尺寸面兩面一銷定位加工彈簧面、減振器座、排障器安裝面、軸溫檢測(cè)座各部尺寸及工藝定位尺寸。

圖2 軸箱體柔性生產(chǎn)線

（7）柔性生產(chǎn)線（見(jiàn)圖2）二工位精加工:利用工件減振器安裝孔短銷定位，排障器安裝面4個(gè)M20螺紋孔夾緊，以軸箱定位節(jié)點(diǎn)安裝孔側(cè)面為工藝定位面，加工軸承孔各部尺寸，壓蓋、前后蓋各部尺寸。

2. 面銑刀刀片切削參數(shù)分析

在柔性生產(chǎn)線一工位加工軸箱體排障器安裝面、彈簧面部位，選用φ 100mm面銑刀，主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度相同， 改變切削深度、切削方式，利用TR100袖珍式粗糙度儀、PWB光學(xué)刀具校準(zhǔn)儀及主軸負(fù)載顯示驗(yàn)證不同角度刀片。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速n=660r/min、進(jìn)給速度v f=520mm/min時(shí)，不同型號(hào)刀片切削數(shù)據(jù)如表1-表3所示。