机车车辆轴切削加工工艺的改进研究

机车车辆轴切削加工工艺的改进研究

王腾

中车大连机车车辆有限公司 辽宁大连 116021

摘要:随着我国经济的快速发展，促进了相关技术的发展，尤其是机车车辆的轴圆弧加工方面，以及轴身加工工艺应当给予一定重视，同时还也关注防尘颈加工的难点问题，运用当前先进的数控技术，通过切削加工工艺的改进，可以很低解决这些难题，从而在一定程度上降低劳动强度，并提高了经济效益。

关键词：机车；车辆；轴切削；加工工艺；改进

随着内燃机车的发展，车轴是机车转向架的重要部件之一，在机车运行中发挥了重要作用，由于车轴是重要的走行部分，所以在具体运行中承载了车头全部的重量，而且转速也比较高，可以达160～200km/h，同时精度也很高，基于这些情况该产品会直接地影响车辆行程，还有行驶的路程长短，通常情况下行驶了3～5万km时应当回厂检修，这样才能有效地保证机车行驶安全。进行轴加工的难点主要是圆弧加工，还有轴身加工和防尘颈的加工。轴经过了调质以后，进行半精加工要在原来普通车床上，而且加工的速度相对慢，这样的情况是跟不上市场发展的，所要注意生产周期的变化情况，为了提高产品质量和企业效益，应当充分地发挥数控车床优势，将轴放到数控车床上进行加工，利用当前先进的制造技术进行佳通，不仅降低了劳动强度，也提高了产品质量，同时还增加了企业经济效益，很好地满足了市场的实际需求。

1圆弧加工情况分析

1.1加工要求介绍

在进行具体加工时，应当按照一定的要求进行，选择适合的样板，然后将圆弧和直线连接，使圆滑进行过渡。

1.2存在的问题分析

当前在实际加工过程中，还存在一些问题，对于这些问题情况，也要给予重要关注。由于轴外形相对比较复杂，又属于多台阶的轴，所以在普通的车床上加工，会因为台阶的长度问题，导致控制比较困难，同时还因为精度和效率较低的问题，在具体加工时应当注意这些情况。在实际加工过程中有R40mm和R8mm两种圆弧连接方式，还有R20mm、R75mm、R18mm三种圆弧加工方式，同时还有R12mm的圆弧和斜线的连接加工，在普通的车床上进行圆弧加工时，一般情况下比较麻烦，需要用大拖板，在进行自动进给时，也可以使用手工方式来控制小拖板，使X向加工以后匀速低退出，然后逐渐地进行粗加工，进而加工出R20mm等圆弧轮廓形状，之后再用圆弧样板刀精车，但是需要多次装夹，分多道相关工序才可以完成，使用成形刀切削时，由于接触的面积相对大，很容易出现振动，这会影响尺寸和精度，同时还会造成表面的粗糙。

1.3具体的改进方法

在进行加工时要把工件放到数控车床上加工，主要使用的是八工位旋转刀塔加工，同时还选用了左偏刀和右偏车刀，以及尖头车刀，将其中的两把使用在同一工序中，再结合相应的数控程序，其中的G02/G03圆弧可以插补指令，而G01直线也具有插补指令功能，这样就可以完成了圆弧车削加工，并且确保了加工的精度，降低了表面粗糙。其中的各圆弧和直线之间要进行连接，可以使用R20mm圆弧，同时选用相关程序在数控车床上进行加工，其中效果较好的是西门子802D数控系统，这种系统在粗车切削加工时效果较好，而且运用CYCLE95来加工粗车，可以达到良好的效果，但是要注意调子程序进行精车。在具体加工时，要考虑一些问题。比如，运用CYCLE95指令的问题，如果在编程中应用了L10子程序，只要按照零件图纸上的尺寸进行编制，再用数控系统进行直接计算，去除了精加工的余量以后，会得到剩余加工余量情况，再根据程序中的分割数，确定为粗加工量的次数，从而使待加工余量更加地均匀，这样不仅可以保护刀具，还可以很大程度地节省时间和精力。在对R40mm和R8mm，以及R75mm圆弧进行加工，应当先用程序调出轮廓和形状，但是要注意留0.5mm的余量进行精车。在实际工作中还要根据毛坯轴的余量情况，来决定使用子程序次数。

1.4加工效果分析

通过相关工艺的不断改进，有效地提高了工作效率，提高后的工作效率比原来高了100%。生产方式也由原来两班制改成了一班制，产品质量和在一定程度上提升了，从原来的96%到现在的99%，这大大地降低了劳动强度，大幅度地提高了经济效益，降低了车间成本，提高了车间管理水平。

2轴身加工情况分析

在进行轴身加工时，应当符合相关要求，具体的要求是Ra=3.2mm，跳动大概是0.05，两圆弧应当是R75mm，同时还要考虑直线连接和圆滑过渡情况，以及无接刀的痕迹问题。原先的轴在普通车床上加工，用的93°主偏角，在外圆车刀方面采用的是正反两把刀，加工轴身时使用的是R75mm圆弧，这样会造成接刀时出现痕迹，且圆弧和直线的连接处也很难确保圆滑过渡，所以无法很好地满足相关要求，但是在数控车床上进行加工，这些问题就可以避免了，只是在轴身的长度方面存在一些问题。同时对刀具要求也较高，这是因为在加工时会扩散到表面，工件的表面会出现硬化，这时就会加速刀具的磨损，给车削带来很大的不便，对于这种情况使用PDNNR2525M15尖刀可以满足上述的相关要求，在加上数控机床的自动浇注和切削功能，很大程度地降低了切削温度，提高了使用寿命，不仅满足了相关工艺要求，也提高了质量，确保了锥度的具体要求，实现了自然和无接刀痕迹目标。

3防尘颈加工情况分析

使用原来的加工工艺，采用的是四爪卡盘，以及一夹两顶的方式进行加工，当期中的一端完成后，再加工另外一端，这种情况下就需要进行校调，才能轴度的要求，防尘座的尺寸和精度要求很高，同时对表面粗糙度也有一定要求，为了更好地满足这些要求，普通的车床在进行精车后，留有一定的余量大概是0.02～0.03mm，之后再进行滚压，这一环节可以增加表面质量，促进圆弧和直线更加圆滑，经过这些步骤以后才可以勉强地符合工艺相关要求，但是在精度和尺寸方面，很难有效地保证。为了更好地解决这一问题，很大程度地提高产品质量，采用数控方式进行加工，可以有效地解决一次加工和成形问题，将其中的通用夹具，改成专用的夹具，并且在两端的顶尖处进行定位，在主轴端使用六爪方式进行驱动。六爪的卡进车轴应在0.3～0.5mm之间，进而很好地固定了工件，确保一次可以完成全部的加工，并且在同轴度上也相同的。

结束语：

根据相关分析可以充分地了解数控车床的具体实践操作情况，不仅可以使车轴加工达到图样的要求，也很大程度地降低了劳动强度，提高了产品质量，同时也提高了企业经济效益和，充分地体现了数控加工的优越性。

参考文献：

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