李新辉、杜筠嘉
（中车株洲电力机车有限公司 湖南 株洲 412001）
摘要:构架加工一般包括装夹、找零点、对刀试切、加工、拆卸装夹、取下或吊离工件等过程。通常情况下，为了加工完一件构架上所有部位，须保证构架上每个部位的绝对尺寸，同时亦要保证不同部位之间的位置尺寸关系，需要使用机床来完成加工；但仅对工件上某一部位进行改造加工且精度要求不高时，如果使用机床加工，仅装夹、找零点以及对刀试切即占用了大部分时间，得不偿失。本文从使用硬件资源、加工时间、产品质量、人力成本等方面比较了几种不同加工方式的优劣性，最终选用制作一套简易工装钻模配合使用手动工具快速完成构架的改造加工方式，该方式在保证加工质量的前提下，可大幅提高构架改造加工效率，同时不影响机床加工其他产品。
关键词:数控龙门镗铣床；三维双臂划线仪；磁力钻；工装
1 问题的提出
根据设计变更，某型转向架构架侧梁端部需要钻2个踏面扫石器防脱钢丝绳安装孔，孔径为10毫米。该加工改造生产周期紧，共需要改造16架。如何在保证安装孔孔径及2个孔的空间尺寸前提下，以最快的方式进行改造加工，成为本文研究探讨的问题。
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2 加工设备、工具、工装介绍
2.1 数控龙门镗铣床
(1)形式划分
按龙门架是否移动，分为龙门固定工作台移动式（约占90%以上）和龙门移
动式（又称桥式）。桥式龙门铣的特点是占地面积小，承载能力大，龙门架行程可达20米，便于加工特长或特重的工件。按横梁是否在立柱上运动，分为动梁式和定梁式两种。
(2)系统划分
分为普通型和数控型，还有厂家开发出普通铣和数控铣一键式转换的数字智能化龙门铣，更为灵活实用。
(3)能力划分
分为轻型、中型和重型（超重型）龙门铣。
2.2 三维双臂划线仪
三维双臂划线仪由两条滑轨、两个竖直臂及其上面的测量杆组成，测量杆前端安装有划针。两个竖直臂可沿滑轨移动，竖直臂上的测量杆可上下移动，由测杆的上下移动配合竖直臂沿滑轨的轴向滑动，可实现测量杆前端划针在X、Y、Z不同方向的移动，实现对产品空间尺寸的检测。测量结果可通过数显显示，直观易读。三维双臂划线仪操作方便，测量精度完全满足毛坯加工前的检查。
2.3 磁力钻
磁力钻是用电磁原理通过磁座，把钻机机架和回旋钻削机构吸附在钢铁工件表面，进行钻削加工的一种可移动的高效率工具。
磁力钻主要分两部分。第一部分是钻削部分，主要通过高速运转的钻头对钢结构钻孔攻丝或者绞孔；第二部分是吸附钢结构部分，磁力钻底座部分在通电后，通过变化的电流产生磁场，牢牢吸附在钢结构上，保证磁力钻不移动。
2.4 工装
即工艺装备：指制造过程中所用的各种工具的总称。包括刀具/夹具/模具/量具/检具/辅具/钳工工具/工位器具等。工装为其通用简称。与本文有关的工装具体称谓应为模具，即用以限定生产对象的形状和尺寸的装置。
3 改造加工方案
3.1 方案一：机床加工
将构架吊上机床，通过之前的加工面调平、调直，使用延伸附件头，安装寻边器，找正零点，根据图纸输入孔加工坐标点。更换直角附件头，选用Φ10钻头，运行程序完成侧梁端部踏面扫石器防脱钢丝绳安装孔。考虑到构架流转及上下机床，返工时间至少需要3.5小时，需要改造的构架有16架，因此共计返工时间长达56小时，同时此加工方式占用了天车、起重人员、加工机床资源，使机床无法加工其他新造批量产品。该加工方式虽然可以完成改造加工，但由于加工时间较长，难以满足生产交付需求。
3.2 方案二：通过划线仪定位孔位置，配合磁力钻加工
将构架吊上三维双臂划线仪，使用划针通过之前加工面调平、调直构架，找到加工零点，根据图纸上孔的X、Y、Z尺寸划出孔的加工位置，打上样冲眼。
使用磁力钻对准样冲眼位置进行钻孔，由于磁力钻是竖直方向吸附在侧梁端部，在钻削过程中，由于磁力钻自身重力作用，同时加工时会产生振动，易使磁力钻钻削时发生钻头偏移，导致孔加工位置精度不符合图纸要求。此方案不能满足加工要求。
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3.3 方案三：通过制作简易工装钻模定位孔的加工位置，配合磁力钻加工
3.3.1 工装模具制作
利用现场闲置板料，结合改造图纸尺寸，编程加工好钻模板工装，工装上共钻6个孔，4个Φ17的定位孔，2个Φ10的用于引导后面磁力钻准确加工的孔。
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3.3.2 使用磁力钻配合工装模具加工
将钻模板通过4个Φ17孔和构架上侧梁端部已有的4个Φ17孔进行准确定位并用螺杆和螺母拧紧装配。将钻头对准钻模板并穿进孔内，然后将磁力钻吸紧在钻模板上对孔进行钻削，仅耗时30分钟即完成了一架构架上所有Φ10孔的加工，完工后用游标卡尺检验孔距，符合图纸要求。
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4 总结
在实际生产中，须根据现场作业条件、产品质量精度要求、交付周期等因素，综合考虑，因地制宜，在满足工件质量要求的前提下，使用最少的成本、最实用的工艺完成产品制造，这是制造企业永恒追求的主题，也是其在残酷的市场竞争中耐以生存的一大法宝。
参考文献
[1] 闻邦椿．《机械设计手册》［M］，机械工业出版社，2010.