本文摘要：锁闭杆原加工工艺存在锁闭杆移动卡阻问题，这篇 机电工程师论文 通过优化加工工艺，采取增加工艺台并以工艺台定位加工外圆、增加工件电镀前加工工艺尺寸要求等措施，控制和消除了加工变形、控制了工件电镀后尺寸超差，从而提高了锁闭杆加工质量，实现了电液
锁闭杆原加工工艺存在锁闭杆移动卡阻问题，这篇机电工程师论文通过优化加工工艺，采取增加工艺台并以工艺台定位加工外圆、增加工件电镀前加工工艺尺寸要求等措施，控制和消除了加工变形、控制了工件电镀后尺寸超差，从而提高了锁闭杆加工质量，实现了电液转辙机动作转换中锁闭杆移动无卡阻，保证了锁闭杆对道岔尖轨位置的副锁闭功能。《机电工程》杂志紧紧围绕“报道机电仪技术，宣传机电仪产品，传播机电行业信息，促进机电技术发展”的办刊宗旨，不断跟踪国内外机电技术的新发展、新动向，大力宣传机电行业的新产品、新技术，竭诚为机电企业创名牌、创精品服务，全心全意地架好产品与用户的快捷桥梁，为企业扩大销路、占领市场服务。
摘要：锁闭杆是ZYJG10电液转辙机的关键零件。在电液转辙机动作转换中，要求锁闭杆移动无卡阻。针对锁闭杆移动卡阻问题，以锁闭杆为研究对象，从工件结构特点入手，对其加工过程进行分析，找出出现问题的原因，并制定相应的措施，解决了锁闭杆薄壁杆件的加工变形等问题，使锁闭杆加工质量得到大幅度提高，确保了电液转辙机装配的顺利，提高了生产效率，实现了电液转辙机动作转换中锁闭杆移动无卡阻，保证了锁闭杆对道岔尖轨位置的副锁闭功能。
关键词：薄壁杆件;加工变形;平行度
1锁闭杆结构
锁闭杆是ZYJG10电液转辙机的关键零件。在电液转辙机转换到位后，锁闭柱通过识别锁闭杆缺口位置判别道岔是否转换到位。当电液转辙机与道岔均转换到位后，锁闭柱通过锁闭杆缺口将锁闭杆位置进行固定，即实现了锁闭杆对道岔尖轨位置的副锁闭功能。锁闭杆材质为45钢，毛坯采用圆棒料下料。锁闭杆结构图如图1所示，其左端部分是长方杆结构，其上有1个直缺口和1个斜缺口;右端部分为外圆，且外圆端头有扁。表面处理为电镀常规硬铬12μm(Fe//Cr12hr)。锁闭杆结构形状既有长方、扁，又有圆。长方杆是厚度仅有13mm、长度为382(660-278)mm的薄壁长杆，加工时易产生变形，工件加工工艺性差。加工这类杆件，用常规的加工工艺方法是很难保证设计要求的。
2问题及原因分析
新产品试制时，出现了锁闭杆移动卡阻问题。经分析，造成锁闭杆移动卡阻的主要原因是锁闭杆的长方杆与外圆平行度超差和工件电镀后尺寸超差。1)锁闭杆的长方杆与外圆平行度超差。长方杆属于薄壁长杆结构，随着切削加工的进行，薄壁杆件自身的刚度不断降低，原始的自平衡条件被破坏，薄壁杆件只有通过变形达到新的平衡状态;因此，如果采用常规机械加工方法加工13mm两平面，切削力、切削热会使工件产生加工变形，导致锁闭杆的长方与外圆平行度超差。26mm两平面比13mm两平面的厚度大，采用合理的加工参数进行切削加工可以满足加工要求。2)工件电镀后尺寸超差。锁闭杆机械加工到图样加工要求尺寸后需要进行表面处理，即电镀常规硬铬12μm(Fe//Cr12hr)[1]。长方及外圆图样尺寸配合精度较高，而电镀层厚度公差较难控制，当工件尺寸加工为上偏差尺寸时，工件电镀后尺寸就会超差。
3解决措施
3.1针对锁闭杆长方与外圆平行度超差
通过将工件毛坯进行热处理预防加工变形，在加工过程中控制和消除加工变形，来保证长方杆与外圆平行度要求。工艺流程如下：下料→正火处理→车：端面、中心孔、粗车外圆38.5mm→磨：外圆(38±0.02)mm→线切割：两平面13mm及工艺台→铣：两侧面26-0.09-0.142mm→车：去除外圆端面中心孔，保278mm→车：钻中心孔(外圆端面)、车外圆35-0.075-0.114mm×278mm→铣：扁、孔→线切割：去除工艺台→铣：缺口→修整→电镀。
3.1.1预防加工变形工件毛坯采用正火处理，目的是细化晶粒，均匀组织，去应力[2]，改善切削加工性能，防止加工变形。热处理工艺为工件随炉加热到(850±10)℃，保温120～240min，空冷。热处理工艺图如图2所示。3.1.2控制加工变形1)线切割加工长方杆13mm两平面。13mm两平面采用线切割加工，可减小工件夹紧力，改善锁闭杆在加工过程中的受力状态，防止工件产生加工变形。对于26mm两平面，采用合理的加工参数加工，可保证加工质量，并提高生产效率。2)线切割缺口。锁闭杆2个缺口在薄壁长方杆上，铣加工切削力及夹紧力会使工件产生加工变形，采用线切割2个缺口的方法，可防止薄壁长方杆的变形。
3.1.3消除加工变形1)增加26mm×26mm的方工艺台用于精加工外圆。加工13mm两平面时，在靠近外圆的长方杆根部增加1个方工艺台，用于后序精加工外圆时工件的定位装夹。工艺台结构尺寸图(线切割加工工艺图)如图3所示。2)以工艺台定位精车外圆35-0.075-0.114mm。由于长方杆加工会使工件有一定的变形，因此外圆端面原有中心孔不能再使用。在精加工外圆时，首先去除原有中心孔，并重新加工外圆端面中心孔;然后以工艺台定位，车加工外圆35-0.075-0.114mm×278mm，以消除薄壁杆件的加工变形，保证外圆与长方杆的平行度[3]。车外圆时采用分体式车夹具定位、装夹工件，将锁闭杆工艺台与车夹具配合，通过车床三爪夹紧车夹具外径，随着三爪内径尺寸变小，分体式夹具的间隙变小，最后将工件夹紧。车夹具结构如图4所示。3)线切割去除工艺台。由于工艺台在工件长方薄壁的位置，切削加工去除工艺台会产生变形，破坏已加工完成的外圆与长方的平行度，因此采用线切割的加工方法，以防止工件产生加工变形。
3.2针对工件电镀后尺寸超差
电镀后工件尺寸会产生一定的变化，工件尺寸精度要求较高时，会造成电镀后工件尺寸超差。采取机械加工时长方杆及外圆尺寸留电镀层余量的措施，即长方杆的工艺尺寸要求为13-0.075-0.145mm×26-0.09-0.142mm、外圆为35-0.075-0.114mm，可保证工件电镀后满足图样尺寸要求。
4效果验证
经过工艺验证，改进后工艺方案合理，通过采取增加工艺台，并以工艺台定位加工外圆的工艺方案等措施，大幅度提高了锁闭杆加工质量，解决了薄壁杆件加工变形的难题，实现了电液转辙机动作转换中锁闭杆移动无卡阻。工装定位准确，工件装夹方便，生产效率高。改进后的工艺方案已应用于生产，效果良好。
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