談液壓制動裝置杠桿臂的加工工藝設計范文

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摘 要: 液壓制動裝置中的杠桿臂組裝件由杠桿臂和轉動軸組成。液壓制動裝置試驗中杠桿臂與轉動軸轉動出現咬合現象，是由于液壓制動裝置杠桿臂為異形件、深孔且形位公差高，加工存在困難。通過杠桿臂新型加工工藝設計，保證了杠桿臂組裝的裝配精度，為同類零件加工工藝的設計提供了借鑒參考。

關鍵詞: 液壓制動裝置; 杠桿臂; 加工工藝; 設計

0 引言

鐵道機車車輛傳統的制動系統為空氣制動系統，制動時采用鐵道機車車輛上的壓縮空氣作為工作介質，壓縮空氣的最大壓力為 0． 8 MPa。由于空氣具有可壓縮性，在一定范圍內的泄漏也不會對制動產生影響，因此目前在大多數機車車輛上空氣制動系統都是作為首選制動系統。但是，隨著輕軌、低地板車、磁浮等新型車的出現，這些車的轉向架安裝空間非常狹小，傳統的空氣制動系統由于占用空間大很難滿足安裝空間需求，故傳統的空氣制動系統的應用受限。液壓制動是采用液壓油做作為工作介質，液壓制動具有體積小、質量輕、結構緊湊的特點，同時能實現短距離的快速制動，液壓制動裝置的零部件較為緊湊，能夠以小體積集成安裝到新型車轉向架上。在軌道交通車輛液壓系統領域，目前國外制造廠家主要有德國漢寧卡爾、德國克諾爾、美國西屋以及其收購的原法維萊，其中漢寧卡爾技術領先，占全球 % 的市場份額。國內制造廠家主要有南京海泰、青島四方所、江西華伍( 收購上海龐豐)及株洲電力機車有限公司制動分公司等。在液壓制動裝置中，杠桿臂作為關鍵配件與轉動軸配合，通過杠桿作用實現制動力的傳遞和放大。針對某公司一款杠桿臂組裝，其組合件如圖 1 所示，主要零部件有: 杠桿臂、轉動軸。由于液壓制動裝置杠桿臂為異形件、深孔且形位公差高，在加工中存在困難，產品出現成批報廢現象。其中杠桿臂的加工工藝采用鍛坯 －調質 －粗銑周邊－銑鉆鏜－線切割外輪廓－攻絲精整－油漆，因在線切割外輪廓后出現形位公差( 圓柱度) 滿足不了圖樣要求，為了提高產品批量加工合格率，對杠桿臂開展新型加工工藝的設計并試驗研究，實現批量保證杠桿臂圓柱度。

1 歷史簡況

原加工工藝加工方法: 杠桿臂原加工工藝: 調質－粗銑周邊－銑鉆鏜－線切割外輪廓－攻絲精整。存在以下的主要問題:( 1) 鏜孔采用虎鉗裝夾，工件受力，鏜孔工序完后，杠桿臂孔圓柱度接近極限公差;( 2) 線切割外輪廓工序完成后，應力釋放，孔圓柱度超差，導致與轉動軸配合轉動出現咬合現象。

2 杠桿臂新型加工工藝設計

針對需要解決問題，在以原加工工藝基礎上優化設計了杠桿臂的新型加工工藝，將線切割外輪廓部位做調整，只保留割開口槽部位，其余輪廓調整為銑削，銑削與鏜孔工序分開，并優化鏜孔工裝，保證鏜孔過程中孔部位不受外力干擾，圖 2 為杠桿臂鏜孔加工示意圖; 采用新型加工工藝后，杠桿臂圓柱度公差穩定控制在 0 ～ 0． 015 mm 以內。

3 對比試驗

為了驗證杠桿臂新型加工工藝對提高產品加工精度的有效性，進行了對比試驗。圖 3 為杠桿臂零件的設計參數，按新舊加工工藝各生產 20 件杠桿臂零件進行對比試驗。統計新舊加工工藝生產的杠桿臂零件合格率數據如表 1 所示，此批次新老舊加工工藝各 20件對稱度要求在 0． 015 以內; 舊加工工藝 20 件零件中有18 件超差，合格率為 % ; 新加工工藝 20 件零件全部符合圖樣要求，合格率為 0% 。

3.1 試驗數據分析

根據表 1 中杠桿臂新舊加工工藝分析可以看出采用新加工工藝后，圓柱度能控制在 0． 015 mm 以內。根據表 2 數據分析可以看出新工藝調整后產品圓柱度超差的現象得到解決。根據表 1 的數據進行統計，得到新舊工藝生產的杠桿臂零件的報廢率如表 2 所示。根據表 2 數據分析可知采用新型的杠桿臂加工工藝，使得產品圓柱度超差的現象得到解決。

3.2 產品性能試驗驗證

采用新舊加工工藝生產的杠桿臂在同一液壓制動裝置單元進行性能測試。在額定油壓下，杠桿臂和轉軸配合后，在杠桿傳遞和放大制動力情況下進行分析，試驗結果表明，新加工工藝生產的杠桿臂比舊加工工藝生產的杠桿臂的制動力傳遞更平穩，新型加工工藝生產的杠桿臂未出現與轉動軸的咬合現象。

4 結論

這項新型加工工藝能提高杠桿臂零件的一次加工合格率，提高了勞動生產效率和經濟效益。按新型加工工藝生產的杠桿臂零件的圓柱度完全滿足圖樣要求，例行試驗未出現咬合等質量問題。

作者：張克昌 單位：湖南鐵道職業技術學院