CN110303190A - 一种铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝合金加工技术领域，涉及一种铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法，包括将铝合金型材等分区域、确定每个区域的加工坐标系(y系和z系)，计算每个区域的扭拧角θ，最后将所有测量数据输入到铣刀加工程序中，铣刀按照扭拧角θ的变化从a1区自动偏移到an区，铣刀的底面始终与铝合金型材焊接坡口平面重合，完成开坡口，解决了现有技术中采用人工划线、打磨铝合金轨道车体焊接坡口，存在报废效率高、生产制造成本高的问题。
Description
技术领域
本发明属于铝合金加工技术领域，涉及一种铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法。
背景技术
在铝合金轨道车体大部件组对焊接时，焊接坡口的加工尺寸误差直接影响焊接强度，所以对坡口的加工误差要求较为严格。因受铝型材挤压误差的影响，机加工设备无法准确加工较长距离的焊接坡口，现有技术和方法只能通过人工划线、打磨的方式完成，人工打磨的误差较大，对于操作工人的要求也较高，同时废品率较高，效率特别低，导致生产制造成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有技术中采用人工划线、打磨铝合金轨道车体焊接坡口，存在报废效率高、生产制造成本高的问题，提供一种铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法。
为达到上述目的，本发明提供一种铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法，包括以下步骤：
A、根据图纸要求及产品特征，确定坡口的尺寸参数及刀具尺寸参数，确定加工坐标系(y系和z系)，并将工件固定在工装上；
B、将待加工的铝合金型材焊接坡口沿长度方向均匀等分为若干个区，分别为a1、a2、a3、a4……an区；
C、依次测量a1、a2、a3、a4……an每个区的y和z坐标以及扭拧角θ，所述y和z坐标为坡口两端点的坐标，所述扭拧角θ为型材端面与z系的夹角，分别记载为(y1，z1，θ1)、(y2，z2，θ2)、(y3，z3，θ3)……(yn，zn，θn)；
D、结合工件的误差情况，编制Renishaw测量仪的测量程序，将测量结果保存在SINUMERIK 840D系统的R参数中，并编制刀具的加工程序；
E、将所有测量数据输入到铣刀加工程序中，铣刀将从a1区自动过度到a2区一直到an区，其中铣刀按照扭拧角θ的变化进行偏移，铣刀的底面始终与铝合金型材焊接坡口平面重合，完成开坡口；
F、清理已加工表面及周边铝屑；
G、测量铝合金型材加工尺寸及角度是否合格。
进一步，步骤B中相邻两个区之间的长度小于2000mm。
进一步，步骤C中扭拧角θ的计算方法为：在对应的小区域内均先选择一个基准位置，基准位置y和z方向的坐标分别为y0和z0，a1区域的tan θ1°＝(y1-y0)/(z1-z0)，a2区域的tan θ2°＝(y2-y0)/(z2-z0)，……an区域的tanθn°＝(yn-y0)/(zn-z0)。
进一步，步骤F使用压缩空气清理已加工表面及周边铝屑。
进一步，步骤G使用万能角度尺及卡尺测量铝合金型材加工尺寸及角度是否合格。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法，将铝合金轨道车体的待加工位置分区域定点化，采用以点划线的方式完成加工路线；分区数量越多，加工路线越精确；可以加工较长及变形量较大的铝合金型材部件；利用机械化加工方式代替人工打磨，减小加工误差，提高工作效率。
2、本发明所公开的铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法，通过分区测点法，将待加工区域的空间定点化，以点连线的加工方法，加工出高精度的焊接坡口，较少废品率，提高工作效率，同时也降低铝合金轨道车体大部件的制造成本。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为理想状态下铝合金轨道车体大部件焊接坡口的结构示意图；
图2为实际状态下铝合金轨道车体大部件焊接坡口的结构示意图；
图3为实际状态下铝合金轨道车体大部件侧视图；
图4为图3中A处的局部放大图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1～4所示，以加工19米左右的铝合金轨道车体型材坡口为例，在长度方向平均分为10个区，分别是al～a10区，加工过程保证铣刀中心沿坡口中心01点运动到10点，即铣刀中心的运动路线为01点到10点所构成的线段。
该铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法，包括以下步骤：
A、根据图纸要求及产品特征，确定坡口的尺寸参数及刀具尺寸参数，确定加工坐标系y系和z系，并将工件固定在工装上；
B、将待加工的铝合金型材焊接坡口沿长度方向均匀等分为若干个区，分别为a1、a2、a3、a4……a10区，相邻两个区之间的长度小于2000mm；
C、依次测量a1、a2、a3、a4……a10每个区的y和z坐标以及扭拧角θ，所述y和z坐标为坡口两端点的坐标，所述扭拧角θ为型材端面与z系的夹角，分别记载为(y1，z1，θ1)、(y2，z2，θ2)、(y3，z3，θ3)……(yn，zn，θ10)，其中扭拧角θ的计算方法为：在对应的小区域内均先选择一个基准位置，基准位置y和z方向的坐标分别为y0和z0，a1区域的tan θ1°＝(y1-y0)/(z1-z0)，a2区域的tan θ2°＝(y2-y0)/(z2-z0)，……an区域的tan θ10°＝(y10-y0)/(z10-z0)；
D、结合工件的误差情况，编制Renishaw测量仪的测量程序，将测量结果保存在SINUMERIK 840D系统的R参数中，并编制刀具的加工程序；
E、将所有测量数据输入到铣刀加工程序中，铣刀将从a1区自动过度到a2区一直到an区，其中铣刀按照扭拧角θ的变化进行偏移，铣刀的底面始终与铝合金型材焊接坡口平面重合，完成开坡口；
F、使用压缩空气清理已加工表面及周边铝屑；
G、使用万能角度尺及卡尺测量铝合金型材加工尺寸及角度是否合格。
采用本发明所公开方法加工的铝型材焊接坡口相对于现有技术人工打磨的方式，有以下优势：
1、本方法用机械化生产代替人工打磨铝合金型材的焊接坡口，大幅度的提高了生产效率、提升了产品质量，降低了废品率及生产成本。
2、在加工1支焊接坡口长度约19米的轨道车体下边梁时，采用现有的人工打磨方式，1名工人需使用4个小时，打磨后的最大尺寸误差为0.4mm。采用本方法后，仅使用了30分钟，加工后的最大尺寸误差仅为0.1mm。时间缩短了3.5小时，效率提升了87.5％，并提升了产品质量。
3、在加工一批160支轨道车体下边梁时，现有的人工打磨方法共产生10支废品。采用本方法后，无废品产生，降低了废品率，节约了生产成本，增加了收益。
4、本方法优化了生产工艺，提升了产品质量，并体现了产品自动化生产。为我国制造高质量工业产品及提升生产自动化提供了借鉴方法。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种铝合金轨道车体大部件焊接坡口的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、根据图纸要求及产品特征，确定坡口的尺寸参数及刀具尺寸参数，确定加工坐标系(y系和z系)，并将工件固定在工装上；
B、将待加工的铝合金型材焊接坡口沿长度方向均匀等分为若干个区，分别为a1、a2、a3、a4……an区；
C、依次测量a1、a2、a3、a4……an每个区的y和z坐标以及扭拧角θ，所述y和z坐标为坡口两端点的坐标，所述扭拧角θ为型材端面与z系的夹角，分别记载为(y1，z1，θ1)、(y2，z2，θ2)、(y3，z3，θ3)……(yn，zn，θn)；
D、结合工件的误差情况，编制Renishaw测量仪的测量程序，将测量结果保存在SINUMERIK840D系统的R参数中，并编制刀具的加工程序；
E、将所有测量数据输入到铣刀加工程序中，铣刀将从a1区自动过度到a2区一直到an区，其中铣刀按照扭拧角θ的变化进行偏移，铣刀的底面始终与铝合金型材焊接坡口平面重合，完成开坡口；
F、清理已加工表面及周边铝屑；
G、测量铝合金型材加工尺寸及角度是否合格。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，步骤B中相邻两个区之间的长度小于2000mm。
3.如权利要求2所述的加工方法，其特征在于，步骤C中扭拧角θ的计算方法为：在对应的小区域内均先选择一个基准位置，基准位置y和z方向的坐标分别为y0和z0，a1区域的tanθ1°＝(y1-y0)/(z1-z0)，a2区域的tanθ2°＝(y2-y0)/(z2-z0)，……an区域的tanθn°＝(yn-y0)/(zn-z0)。
4.如权利要求3所述的加工方法，其特征在于，步骤F使用压缩空气清理已加工表面及周边铝屑。
5.如权利要求4所述的加工方法，其特征在于，步骤G使用万能角度尺及卡尺测量铝合金型材加工尺寸及角度是否合格。
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