铁道车辆的车轴加工工艺

现场 经验 铁道车辆的车轴加工工艺 口楼国昌 摘要 介绍铁道车辆车轴加 工工艺 , 适合于大批量生产 关键词 � 车轴 加工工艺 中图分类号 � � ! ∀ 文献标识码 � # 文章编号 � ∃∀%∃ 一& ∃&& ∋(朋 ( )∃(一刊 碱巧%一气 )( 为 厂满足铁道车辆提速的需要 , 各铁道车辆制造 厂都在研制开发作为车辆走行部分的新型转 向架 。 车 轴是转向架的关键零件 , 材料为 ∃( ∗+ , 见图 ∃ 、 它的轴 颈部位 与轴承配装 , 轮座部位 一与车轮配装 , 因此这两个 部位需要较高的尺 寸精度 、形状精度 和面粗糙度要 求 另外 , 为 了适应提速需要 , 降低轮轨作用力和车辆 振 动 , 车轴 与车轮 组装 后 有动 平衡 要求 。 时速 , ( + −. /0 的车辆 , 要求轮对的不平衡力矩不超过 ∃( ∗ 1 · . 2 时速 ∃印− 3 4/ 5∃ 的车辆 , 要求轮对的不平衡力矩不超过 %∗ 6’ 2 ∃∃ , 因此车轴各部位要求较高 的位 置精度 7 本 文 介绍我厂经过不断改进后 , 已经大批量投人生产的成 熟 8 艺 , 供同行参考 〔 一 、工艺分析 , 7 此车轴属典型 长轴类 。 其轴颈 、防尘座 、轮座 端面的 三螺孔位置都有较高的精度 。 ∋∗& ) 7 犷∃1 9) ∃ 轴 身 轮座 防尘座 轴颈 ( 7 轴坯是相当于 ∗ + 号优质钢 的锻件 。 为 了在加 工过程中保持较好的位置精度 , 遵循基准同 一的原则 , 以车轴两端 中心孔为加工基准 , 汗∃∃ 为 了提高加工精 度要不断修整中心孔 。 & 7 为 了满 足大批量生产 , 同时用工艺来保证产品 质量 , 分粗 、半精 、精加工三个正: 艺过程 , 并细化 〔序 。 由于轴颈 , 防尘座部位没有磨削空 刀槽 , 因此不能采用 普通外圆磨床对其磨削 , 而只能采用成形切人磨削 。 ; 7 端面的三螺孔位置精度较高 , 并且根据产品的 特点 , 其螺纹要求有较好的联接强度 , 放弃传统的机用 丝锥攻丝 , 而采用挤压丝锥挤压成形螺纹工艺 。 ∗ 7 为了防止车辆在使用过程中车轴断裂等事故 , 要求加工好的车轴各部表 面不允许有裂纹 , 其内部不 允许存在缩孔 、夹碴等缺 陷 , 因此要采用表而磁粉探 伤 、内部超声波探伤工艺 。 ∀ , 为了判断成品的主要儿何精度 中心孔 # ∃+ 是否达到图样要求 , 采用 自动检测技 术检测车轴 。 一一干一一一 < 召行运 ∃% + ∀ 土 4 ∋∃ 1 ∗ ∀ ) 画 二 、工序步骤及说明 : 一 : ( ∃ ; ∀ 十人 纽上豁洲 =—「—一> 一,∃ � ∗ 图 4 轴 一一一一一一一一一一一一一一一一 ???+ 7 + ∃ ∗ >>>/// ?∋∋∋, ·+ (+ ???耳耳醉醉醉醉醉醉醉醉醉醉醉 3333333333333 ???3 · +( + 555555555555555555555 功功功功功功功功功功功功功功功功功功功+ ( + ∃∃∃、5刀刀可可可+ 7 + ∗+ ∋司 ))))))))))))))))))))) 圈圈圈圈圈圈圈圈圈圈圈圈圈圈功+ ( +++同同 ,,笋烈烈烈烈烈烈烈烈烈烈烈烈 网网网网网网网网网功≅ ‘( +++同同车车车车车车车车车车车车车车5555555555555555555555555555555555555555555 555卜戮戮555554444444 ???刻???一???????? 几一 555钊钊 ????? ///////////////////////////////////////////// 一 ?????????????55555厂厂厂 ??????? 5555555555555555555555555555∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋∋ 了了了了了了了了??? ’ ???,,,下下下下下下下下 ∃( 、 ( +++++++???????????????????????555 ’ 55555555555555555 〕〕∗ 一 ∃仪仪 根据锻造工艺要求 , 将 车轴锻 至 要求的尺寸 ∋图略)。 ∃ 7 粗铣车轴两端面 该工序采用 端面铣床铣削 车轴两个端面 , 使 车轴 长 (∃ ∗+ ‘占< , 为下 一工序加工中心孔 作准 备 。 铣 削时采用液 压 自定 心夹 具 , 势(∗+ 机夹 刀 盘 , 丫ΑΒ 硬质合 金刀 片一 。 ( 7 粗制中心孔 该工序采用 中心 孔专用机床来完成车轴两个端面中心 孔 。 用液 压 自定心夹具 , 高速钢中心 孔复合钻 ∋妞.Χ Δ) 二 & 7 粗车各外径 采用大功率车轴 液压仿形车床去除各处大部分毛坯加 工余量 左侧采用 浮动顶尖 , 右侧采 月=活顶尖 , 为 了传递较 大的切削扭矩 理殆澎进工窟 月及兜扮了刀 / 现场 经脸 左侧用钢顶爪顶住左端面 。 用粗车仿形靠模仿形 , %∗+ 机夹外 圆车刀 , 丫∃∗ 硬 质合金 刀片 。 粗车后轴径 为 价∃& % 土 ∃ 2 轮座为 笋(++ 士 42 轴身为 协∃% 9 士 ∃ 。 ; 7 半精车轴颈 、防尘座 、轮座外径 半精车仍采用 同类的大功率液压仿形车床来完成轴颈 、防尘座 、轮座 三处加工 。 定位夹紧方式 同粗车 , 采用半精车仿形靠 模仿形 , 9+ “机夹外 圆车刀 , Ε� Φ 硬质合金刀 片 。 半 精 车后 ,轴径为 势∃& ∃ 7 ; 土 + 7 (∗ , 防尘座为 们∀∀ 7 ; 士 + 7 (∗ , 轮座为 笋∃1 ∗ 士 + 7 (∗ , 粗糙度均为 ΓΗ 4( 7 ∗脚 。 ∗ 7车两端面 , 钻铰 中心孔 采用 Ι∀ &≅一(9 ++ 车床 完成两端面 的终加工 , 用成形复合钻 , 钻 、铰 中心孔 。 左侧采用三爪夹盘夹紧 , 用中心架支承 。 ∀ 7 精车轴身 采用车轴液压仿形车床完成轴身及 Γ %∗ 圆弧的最终加工 。 左端采用死顶尖 , 四爪夹盘 , 右 端采用活顶尖 。 用仿形靠模液压仿形 , 9++ 机夹外圆车 刀 。 Ε� ∃; 硬质合金刀片 。 % 7 精车轴颈 、防尘座 、轮座三处外径 采用双刀架 液压仿形车床完成轴颈 、防尘座 、轮座三个部位 的精 车 , 给磨削留单边磨量约 + 7 巧< , 并轴颈和轮座的两 个引导锥部分完成终加工 , 要求粗糙度达到图样要求 , 并圆滑过渡 。 左端 浮动顶尖 , 并且磨擦盘传递切削扭 矩 , 右端活顶尖 。 采用仿形靠模液压仿形 , 精车用机夹 刀 , Ε� ∃∗ 硬质 合金 刀 片 。 其切削规 范为 切削深 度 � + 7 ∗< 2进给量 � 433 . Δ 4/ . ϑΔ 2转速 � Β33 Α/ . ϑΔ 2 切削速度 �( + ; , ∀ 一 & + ; 7 ; . / . ϑΔ 。 完 工 后 轴 颈 的 尺 寸 为 � 协∃&+ 7 &绘黑 , 轮座为 必∃1& 7 1 男豁。 9 7 钻端面三螺栓底孔 采用专用组合机床钻三孔 笋∃1 。 左端死顶尖 , 右端 活动顶尖定位夹紧 。 其切削 规范 为切 削深度 � 1 7 ∗ < 2 进 给量 � &+ ΑΔ Δ 4/而Δ2 转 速 � (∋Κ) Α/ . ϑΔ �切削速度 � ∃(!ΔΛ . ϑΔ 。 1 7 扩端面三螺栓孔 采用专用组合机床扩 、铰三 螺栓孔达到 势(+ 7 ∀∗ 绍7器, 为下一步挤丝作准备 。 左侧 死顶尖 , 右侧浮动顶尖定位夹紧。 采用高速钢复合铰 刀 。 铰后粗糙度 ΓΗ ∀ 7 &拼. , 三孔同轴度为 � 势+ 7 ( , 平行 度为 � 笋+ 7 ∃( 。 Α3 7 挤端 面三螺栓孔 采用多 轴组合机 床。 用 Μ (( 挤压丝锥挤压完成三孔 的螺纹加工达图样要求 。 左侧死顶尖 , 右侧 浮动顶尖定位夹紧。 挤螺纹过程用 二硫化钥油膏作润滑剂 。 螺纹深度 ;+ 十孟< 。 ∃ ∃ 7 研磨中心孔 为了提高后续磨削工艺质量 , 防 止磨削过程中产生跳动 、棱圆等不良情况 , 必须检查中 心孔状态并修磨中心孔 , 使磨床顶尖与中心孔达到 良 好的接触状态 。 ∃( 7 磨削轮座外圆 采用普通外圆磨床或专用磨 床完成轮座部位的终加工 。 为了与车轮的轮孔达到 良 好过盈组装配合 , 要求该部位达到 价∃1 & 7 印给器, 表面 粗糙度控制在 ΓΗ 3 7 9 一 ∃ 7 ∀脚 , 并且轮座必须顺锥 , 锥 度为 � + 7 +; 一 + 7 + 9 ∋靠轴身端直径大于靠防尘座外径 端) 。 两端用死顶尖 , 专用拨盘传递扭矩 , 完工后达图 ( 要求 。 555555555555555555 , < 州 ???!!!, 555「一一一一555ϑϑϑ 日日!!! ϑϑϑϑϑ 落落丁丁丁 令令令 ≅≅≅≅≅ 图 ( 磨削轮座外径工艺要求 ∃& 7 磨削轴颈 、防尘座 因轴颈与防尘座外径没有 磨削空刀槽 , 不能采用普通的外圆磨床磨削 , 因此 在工艺设计上用成形砂轮切入磨削法对其进行磨削 , 达到了良好效果 ,保证 了这两个部位的几何尺寸精度 , 完工后达到图 & 所示工艺要求 。 44444 ,444 8」」日日444444444 555555555555555 555口口口 「 ???) 555555555 5 555目目777卜< < < > < 气气气气气气气气气气气气气气 ∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃∃((( (+ 今吕吕 55555555555二二二【【呸呸呸呸呸呸呸 图 & 成形磨削后尺寸要求 ∃; 7 探伤 用超声波探伤仪和磁粉探伤机对车轴 的内部和全表面进行探伤 , 防止有裂纹 、缩孔 , 夹碴等 缺陷的车轴装车使用 。 巧 7 对轴颈 、防尘座 、轮座三部位进行 自动检测 采用进 口的 自动检测机对轴颈 、防尘座 、轮座三部位的 直径及其它形状 、位置误差进行检测 。 ∃∀ 7 对其它部位的相关尺寸进行人工检测 。 作者通讯地址 �株洲车辆厂 综合技术部 ∋湖 南株洲 ;∃ (∋Κ 玛 ) 收稿 日期 � (33 ( +’% +& 、,吝·Ν冬Ν窗Ν·十名上了,不上留丫”Ν ·Ν ·十 二十 ·十”Ν ·Ν ·Ν < Ν 十 二十 ·Ν 77 Ν 77 Ν < Ν 二十 ”Ν 77 Ν 二Ν 二Ν 一十 二Ν “《现代制造》∋月刊 )( ++ & 年征订工 作 已经开始 , 欢迎读者订阅 , 邮发代号 (一 ;& ∃ , 每期定价 % 元 。 全 国各地邮局均可订 阅 , 也可直 接汇款 到杂志社 订阅 。 电话 � ∋+ ∃+ )9& ∃∀% ∃& ∗ 告读者 二Ν 二十 一Ν 一Ν 十·十·十”Ν ”Ν Ν 十 ·十“十 Ν < Ν < Ν < 十 一十·Ν “Ν “十 <十洲 ·月宁·斗·牛·止了·了工·工了·工丫·− 理付侧淆工窟乡火扮了刀/