車輪輪轂孔加工質(zhì)量的改進(jìn)

劉紅梅，雷建中，王 科

(太原重工軌道交通設(shè)備有限公司 技術(shù)中心，山西 太原 030032)

0 引言

鐵路車輛輪對(duì)是由一根車軸和兩個(gè)車輪采用過盈配合經(jīng)冷壓組裝成的整體鐵路部件，是鐵路車輛的關(guān)鍵部件。輪對(duì)壓裝質(zhì)量的好壞，直接影響行車安全。對(duì)輪對(duì)組裝質(zhì)量進(jìn)行探討改進(jìn)，提高輪對(duì)壓裝質(zhì)量，有著非常重要的意義。

某公司主要采用臺(tái)灣東臺(tái)精機(jī)TVL-12DCR型立式車床加工車輪輪轂孔，某一段時(shí)間內(nèi)壓裝新產(chǎn)品輪對(duì)時(shí)壓裝質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)情況，主要表現(xiàn)有：①最大壓裝力不穩(wěn)定，部分超出要求的限度；②壓裝力曲線不平穩(wěn)，波動(dòng)幅度較大。上述情況給輪對(duì)壓裝質(zhì)量帶來較大隱患，同時(shí)嚴(yán)重影響了輪對(duì)生產(chǎn)效率。

基于上述情況，本文就實(shí)際生產(chǎn)過程中改進(jìn)臺(tái)灣東臺(tái)精機(jī)立式車床(以下簡稱機(jī)床)輪轂孔加工質(zhì)量問題進(jìn)行探討。

1 機(jī)床狀態(tài)對(duì)輪轂孔質(zhì)量的影響

正常狀態(tài)下，機(jī)床主軸設(shè)計(jì)精度能夠滿足所加工產(chǎn)品的幾何精度。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于機(jī)床長期使用，機(jī)床主軸軸承等零部件存在磨損，機(jī)床實(shí)際精度逐漸偏離設(shè)計(jì)精度，從而導(dǎo)致所加工產(chǎn)品幾何精度超出要求范圍。

通過對(duì)不合格輪對(duì)車輪輪轂孔進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)車輪輪轂孔跳動(dòng)較大，然后對(duì)機(jī)床工作臺(tái)徑向跳動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)際值為0.18 mm，大大超出設(shè)計(jì)要求。在對(duì)機(jī)床檢修過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)床主軸軸承磨損較嚴(yán)重，極大地影響了機(jī)床精度，進(jìn)而對(duì)所加工車輪輪轂孔質(zhì)量產(chǎn)生影響。

通過更換機(jī)床工作臺(tái)主軸軸承，并對(duì)機(jī)床主軸及刀架間隙進(jìn)行檢測(cè)調(diào)整，使工作臺(tái)徑向跳動(dòng)符合設(shè)計(jì)要求，最終使所加工輪轂孔跳動(dòng)大大降低。機(jī)床主軸調(diào)整前后主軸跳動(dòng)及所加工輪轂孔跳動(dòng)測(cè)量情況見表1，其中輪轂孔跳動(dòng)值為機(jī)床主軸調(diào)整前后各測(cè)量10片車輪跳動(dòng)的平均值。

表1 機(jī)床主軸跳動(dòng)對(duì)輪轂孔質(zhì)量的影響

在機(jī)床使用過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照機(jī)床使用說明定期對(duì)機(jī)床進(jìn)行保養(yǎng)并檢測(cè)其精度，對(duì)于機(jī)床精度不符合要求的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修調(diào)整，確保機(jī)床在符合設(shè)計(jì)要求的狀態(tài)下工作，保證加工后車輪輪轂孔形位公差符合相關(guān)工藝文件要求，最終保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2 機(jī)加工刀具對(duì)輪轂孔質(zhì)量的影響

加工輪轂孔時(shí)，不同的刀具以及刀具幾何參數(shù)和刀片材質(zhì)所加工的輪轂孔質(zhì)量不盡相同，鋒利的車刀與鈍刃車刀對(duì)車輪輪轂孔表面的擠壓力是不相同的，因而使加工表面產(chǎn)生的塑性變形也會(huì)不同。

某公司前期一直使用同一種型號(hào)的圓刀片進(jìn)行輪轂孔精車，更換新產(chǎn)品后，新車輪材質(zhì)硬度較原產(chǎn)品材質(zhì)硬度增加約30HB，而現(xiàn)場(chǎng)未對(duì)加工刀片進(jìn)行更換調(diào)整。加工后輪轂孔表面質(zhì)量差異較大，輪對(duì)壓裝后出現(xiàn)較多不合格品。后期通過更換表面帶涂層且質(zhì)地較硬的刀片，保證了輪轂孔表面加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。

3 機(jī)加工參數(shù)對(duì)輪轂孔質(zhì)量的影響

輪轂孔加工過程中機(jī)加工參數(shù)主要有加工線速度、進(jìn)給量以及切削深度，不同的加工參數(shù)對(duì)輪轂孔表面質(zhì)量影響很大。輪轂孔粗糙度較高，在相同過盈量情況下壓裝時(shí)輪轂孔與輪座間摩擦力較大，容易產(chǎn)生拉傷情況；輪轂孔粗糙度太低，壓裝時(shí)又會(huì)出現(xiàn)壓裝力曲線抖動(dòng)或壓裝力不夠。只有在參數(shù)適當(dāng)?shù)那闆r下，才能保證加工后的輪轂孔表面質(zhì)量合適，最終使輪轂孔與輪座之間有一定的摩擦力，又不至于產(chǎn)生拉傷現(xiàn)象，出現(xiàn)廢品。

在實(shí)際加工過程中，通過對(duì)輪轂孔通孔和油槽部位預(yù)加工，以保證穩(wěn)定的終加工余量；根據(jù)不同材質(zhì)車輪的硬度，選用合適的加工線速度和進(jìn)給量，對(duì)硬度較高車輪應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低加工線速度和進(jìn)給量，可得到穩(wěn)定的輪轂孔表面質(zhì)量，最終保證輪對(duì)壓裝質(zhì)量。通過對(duì)常用材質(zhì)車輪不同終加工參數(shù)的試驗(yàn)加工對(duì)比，得到了常用材質(zhì)車輪穩(wěn)定的輪轂孔表面質(zhì)量。常用材質(zhì)車輪輪轂孔終加工參數(shù)及表面粗糙度測(cè)量情況見表2，其中輪轂孔粗糙度值為對(duì)應(yīng)機(jī)加工參數(shù)下測(cè)量10片車輪輪轂孔粗糙度的平均值。

表2 常用材質(zhì)輪轂孔終加工參數(shù)及粗糙度

4 結(jié)語

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照機(jī)床使用說明定期對(duì)機(jī)床進(jìn)行保養(yǎng)并檢測(cè)其精度，對(duì)于機(jī)床精度不符合要求的需及時(shí)進(jìn)行檢修調(diào)整，確保機(jī)床在設(shè)計(jì)要求的狀態(tài)下工作，同時(shí)選擇合適的刀具和機(jī)加工參數(shù)，確保車輪輪轂孔表面質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性，保證輪對(duì)壓裝質(zhì)量。

影響車輪輪轂孔加工質(zhì)量的因素是多方面的，要提高車輪輪轂孔加工質(zhì)量及加工效率，減少不必要的工時(shí)和材料的浪費(fèi)，不但需要加強(qiáng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)工藝執(zhí)行情況的控制，還應(yīng)不斷探討新的加工工藝和方法，更新加工設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備，確保最終輪對(duì)產(chǎn)品的合格率。