摇枕加工工装模块化分析

刘向东，江 涛，高文卫，吴文兵

（中车长江铜陵车辆有限公司，安徽 铜陵 244142）

模块化工装设计是机械设计的主要发展方向。模块化设计能够最大程度上满足市场不同产品柔性制造生产的需求，在提高加工效率的同时，降低了设计及制造成本。作为机械设计人员应明确模块化技术的开发要求，合理划分模块，促进机械制造智能化、模块化、集成化发展。

摇枕作为铁路货车走行部分的重要部件，运用中承受着复杂的载荷，其可靠性直接关系到车辆运用安全。国内货车市场生产各型摇枕侧架，各型摇枕存在一定的尺寸和形状等差异。对加工来说，摇枕结构复杂，形状及各类尺寸存在较大差异，各型摇枕都要设计工装，从试制成本和周期上来看，试制成本高，试制周期长，不利于市场产品开发和企业发展。为了缩短各型摇枕试制周期，减少各型摇枕工装设计制作和管理工作，分析各型摇枕加工定位特点，通过建立数据表在合理的范围内寻找共性，实现模块化工装，适用多品种的摇枕加工。

1 模块分类

通过功能区域划分，结构组合适配，并适应制造、运维等要求，进行产品或系统的模块切分，利用各型摇枕主定位面均为弹簧承台面的共性条件，将工装分成三大模块。即主定位模块、主压紧模块和辅助调整模块。每一个模块中有一定可调范围以适应各型摇枕使用。

1.1 产品尺寸分析

根据摇枕弹簧承台到心盘底面距离和斜锲中心距、端头宽度、心盘宽度关键尺寸（如图1 所示），对各种摇枕数据收集和对比分析。通过对比分析找出共性部分，为后期模块化设计提供技术参数。

图1 摇枕尺寸示意图

9 种摇枕的图样尺寸数据，详见表1。

表1 摇枕数据表

根据图1 可以清晰地将心盘底面到弹簧承台面距离在130～170 mm、200～240 mm 范围设计两种主支撑模块Z1 和Z2；压紧模块Y1 和Y2，根据斜锲中心距尺寸可以在1 490～1 690 mm、2 000～2 200 mm 范围设计两种辅助调整模块F1 和F2，根据心盘宽度尺寸在450～550 mm、350～440 mm 范围设计两种压紧模块Y3 和Y4。根据摇枕相关尺寸按各个模块尺寸进行选择使用，摇枕尺寸分析图详见图2。

图2 摇枕尺寸分析图

1.2 模块化设计

各种摇枕加工工艺均以弹簧承台面为加工基准。摇枕加工方式主要为镗铣方式。根据上面数据分析及工艺信息将模块化工装设计为主定位模块、压紧模块和辅助调整模块。每一个模块中有一定可调范围以适应各型摇枕使用。

主定位模块（如图3 所示）由两个主定位调整螺栓和主定位板组成；辅助调整模块（如图4 所示）由辅助调整螺栓和辅助底板组成；主压紧模块由两个四个侧向调整螺栓和两个压板、两个压板螺栓、两个压紧垫板、两个M24 螺母和两个销等组成（如图5 所示）。

图3 主定位模块示意图

图4 辅助调整模块示意图

图5 主压紧模块示意图

1.3 模块化工装试用

根据摇枕9 对模块工装设计选配为Z1 主定位模块、Y3 压紧模块和F2 辅助调整模块（如图6 所示）。对摇枕9 加工验证（如图7 所示），通过模块组合进行加工试用验证，操作快捷，可快速有效完成工装组合，夹持牢固，保证加工时定位合理，满足工件装夹要求和工艺要求，模块化工装实用性强、质量稳定可靠。

图6 摇枕9 模块组合示意图

图7 现场加工验证图

2 模块化成效

根据摇枕个性关键尺寸，通过模块分类设计和组合进行快速切换，由原先需设计9 套专用工装，减少为1 套模块化工装，降低了工装设计和制作费用，并极大地缩短了新产品试制的周期，简化操作人员操作要求，提高了企业生产效率和经济效益。

3 结束语

通过摇枕加工模块化工装设计实施提高了工艺人员的数据分析能力，增强了工装设计能力，通过工装的模块化设计，减少了后期新摇枕加工的工装投入，提高经济效益，并为以后新产品加工工装的设计积累了设计经验。模块化工装设计有利于提升工装的切换速度及通用性，从而降低工装制造成本、提高生产效率，进而实现精益化生产。缩短了产品开发周期，能快速响应市场个性化产品需求。学历：大专，职称：工程师，研究方向：机加工工艺设计。