不落輪鏇床鏇修工程車的功能實現

摘 要：南京地鐵運營分公司一號線小行基地，使用法國SCULFORT公司的的TF2000HD型不落輪鏇床，對電客車的缺陷輪進行不落輪情況下的鏇修。遺憾的是該機床在交付使用時，并沒有配置工程車的鏇修功能。前期在工程車發生輪對剝離等缺陷時，只能按照公司相關規定送外維修，耗費了大量人力物力且周期較長，使得該工程車停用了較長時間。此后，南京地鐵啟動了不落輪升級項目，實現工程車輛鏇修功能成為其中一條關鍵內容，經過升級改造和各類安全性、可靠性驗證，最終在全部工程車輛上實現了裝夾、測量，并進行了鏇修試驗，鏇修后的廓形質量符合國家相關標準。

關鍵詞：不落輪鏇床； 工程車； 輪對廓形； 鏇修

中圖分類號：U260.331 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2012）05-172-002

2008年小行基地2號內燃機車的四條輪對發生剝離，由于不落輪沒有工程車鏇輪功能，按照公司相關規定送外維修。此項目自2008年8月13日請示，于2008年11月13日送外維修，11月24日修復，周期為三個月左右，共花費8萬余元。輪對剝離檢修期間，2號內燃機車一直處于停用狀態，加上送外維修耗費的大量人力、物力、財力，使得設備中心技術人員積極考慮在不落輪鏇床上實現工程車鏇修功能。

南京地鐵運營分公司小行基地，采用法國SCULFORT公司的的TF2000HD型不落輪鏇床，出廠時內部只有ALSTOM型（即LM32型）鏇修程序，后來根據車輛運用情況和檢修的實際需要，提出等級鏇修的概念，增加了LM30型、LM28型和LM26型鏇修程序，而工程車輛采用的是JM型等廓形，因此工程車的鏇修程序必須重新編制。在此基礎上要實現工程車鏇修還必須滿足以下條件：分析輪對和軸箱的結構，改進工程車輪對裝夾工裝；機床測量能夠滿足工程車輪對的測量；驗證鏇床外圍裝置如摩擦輪支撐壓力和水平橫向支撐等滿足各類工程車要求。

一、裝夾工裝的制作

為了實現工程車輛的裝夾作業，針對內燃機車、平板車、接觸網放線車、接觸網架線車和網軌檢測車五種車型進行了討論分析，最終確立了五種加工方案并設計制作出了相應裝夾工具、工裝：內燃機車和網軌檢測車（動力車）轉向架各輪對間有連接軸，在鏇修作業時會相互傳動使機車前行，所以在壓裝時需拆除兩輪對之間的傳動軸；接觸網放線車沒有下壓點，需要在機車上加裝下壓鋼板裝置（固定在車體上），如圖1所示（標示紅字A）；接觸網檢修車沒有下壓點，需要拆除軸箱蓋加裝下壓裝置（鏇修后拆除，恢復軸箱蓋），頂升裝置需采用加槽鋼墊塊進行裝夾；網軌檢測車（非動力車）加墊塊后可以直接進行裝夾，如圖2所示（標示紅字B）；平板車轉向架無法裝夾，但可拆卸成單軸進行裝夾，在數控機床上采用單軸模式進行鏇修。工程車在鏇修前需要在維修庫進行改裝，拆除排障器，用其他工程車牽引至不落輪鏇庫后卸鉤由公鐵兩用車牽引。經過多次的試驗最終全部達到裝夾要求。

二、加工程序的編寫

通過對機床原加工程序進行分析，得出了以下結論：加工程序主要包括系統主程序、踏面換刀程序、調用子程序及廓形加工曲線程序等部分組成，除了廓形加工曲線程序需要新編外，其他部分可以共用。

1.輪對廓形的繪制

通過研究原LM型廓形加工程序，確定了工件的坐標原點，即為輪對內側面徑向線與輪對直徑測量點(70mm)處的軸向線相交點，然后按照《TB/T449-2003機車車輛車輪輪緣踏面外形》中JM型踏面廓形參數，利用AUTOCAD軟件繪制廓型曲線圖(本文以JM3型廓形為例，如圖3所示)，并得到關鍵坐標點的坐標值。

2.輪對廓形加工程序的編寫（以JM3型廓形為例）

N30 G55 Z-145 T1 D1//第一把刀Z軸快速移動到PT 1并載入刀具參數；

N40 G00 X-19.737 G42 OFFN=-4//X軸快速移動，零點偏置。右刀補；

SETINT(7) PRIO=3 BRISECOP

N50 G01 G95 X-9.13 Z-136 F=R75//直線插補PT 2并執行切削速度；

N70 G01 X-3.041 Z-130∥直線插補PT 3；

N80 G01 X-1.829 Z-117.876∥直線插補PT4；

N90 G02 X-0.588 Z-93 CR=250∥圓弧插補PT 5；

N100 G03 X0.561 Z-60.857 CR=450∥圓弧插補PT 6；

N110 G03 X3.542 Z-42.767 CR=100∥圓弧插補PT 7；

N115 G03 X12.204 Z-33.179 CR=14∥圓弧插補PT 8；

N120 G01 X17.582 Z-31.178∥直線插補PT 9；

N125 G02 X28 Z-16 CR=16∥圓弧插補PT 10；

N130 N135 G01 Z-10 F=R75∥直線插補PT11；

CLRINT(7)N140 G00 G40 X35∥取消刀補并快速移動X軸

STOPRE∥第一把刀切削結束

N150 T2 D2 X33 Z-19 G42 OFFN=-4∥第二把刀動作

SETINT(7) PRIO=3 BRISECOP N160 G01 G42 X28

N170 G01 Z-16∥直線插補PT11；N180 G02 X24.659 Z-7.692 CR=12∥圓弧插補PT 12；

N190 G02 X6.619 Z0 CR=25 F=R75∥圓弧插補PT 13；

N200 G01 X0∥直線插補PT14；

CLRINT(7)

N220 G00 G40 Z10∥取消刀補并快速移動Z軸

將編好的JM3輪對廓形加工程序裝載到NC中，同時還需在主程序中添相應的調用程序。此調用程序可放置于機床原調用程序后面，程序語言如下：

IF R56==10

PROF_JM3

WAITM(10，R63)

ENDIF

3.裝夾功能實現

電客車裝夾模式下，由于A車重34.9T，B/C車重38.8T，軸重 16T，摩擦驅動輪頂升壓力為35bar，而工程車有的自重為50T，為確保工程車安全頂升，將頂升壓力修改為45bar。裝夾過程中，采用單軸模式手動控制外軸箱上升，并在適當高度放置工程車裝夾工裝，確保安全穩定地頂住外軸箱，然后再壓下壓爪，最終完成工程車的裝夾。

三、試驗檢驗

由于在工程車輪對沒有擦傷的情況下，不能直接對其進行鏇修，為驗證工程車鏇修功能是否成功實現，經過討論分兩步進行實施：一是將工程車輪對正常裝夾，按程序進行測量、鏇修（正常輪對的廓形輸入切削量為0），檢驗裝夾、測量、鏇修的可靠性；二是同時利用廢輪對裝夾，按工程車的所有新廓形進行鏇修，并參照《TB/T 449-2003 機車車輛車輪輪緣踏面外形》制作LMA、JM、JM2、JM3和JW五種廓形模板進行比較，通過各項試驗，結果都滿足了使用要求。

通過此次研究，使我們對工程車輛的轉向架結構及數控不落輪鏇床的加工原理進一步了解，提高了我們處理問題的能力，同時在所有工程車輛上按程序完成全部試驗完全正常，滿足了預期目的和要求。盡管如此，我們體會，在工程車輛進行鏇修時，仍需切實加強現場安全監控，謹慎操作，保證作業安全和輪對鏇修質量。

參考文獻：

［1］TB/T 449-2003 ，機車車輛車輪輪緣踏面外形

［2］TB/T 1358-2003 ，機車車輛車輪輪緣踏面樣板