發(fā)布時(shí)間：2020-07-16所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：隨著鐵路修程修制進(jìn)行改革以來(lái)，鐵路貨車輪軸的使用率周轉(zhuǎn)率不斷提升，輪軸組裝單位的產(chǎn)品合格率也存在很大壓力。而車軸的機(jī)械加工質(zhì)量直接影響輪對(duì)組裝與軸承壓裝合格率，通過(guò)對(duì)車軸機(jī)加工質(zhì)量問(wèn)題的研究探討，有助于進(jìn)一步提升輪軸合格品的支出。 關(guān)
摘要：隨著鐵路修程修制進(jìn)行改革以來(lái)，鐵路貨車輪軸的使用率周轉(zhuǎn)率不斷提升，輪軸組裝單位的產(chǎn)品合格率也存在很大壓力。而車軸的機(jī)械加工質(zhì)量直接影響輪對(duì)組裝與軸承壓裝合格率，通過(guò)對(duì)車軸機(jī)加工質(zhì)量問(wèn)題的研究探討，有助于進(jìn)一步提升輪軸合格品的支出。
關(guān)鍵詞：車軸;機(jī)加工;提升質(zhì)量
1、概述
鐵路貨車輪軸作為鐵路貨車的“兩條腿”,在鐵路運(yùn)輸中的作用尤為關(guān)鍵,直接影響著列車的運(yùn)行品質(zhì).狠抓輪軸組裝的源頭質(zhì)量至關(guān)重要，本文通過(guò)輪對(duì)壓裝質(zhì)量的分析，對(duì)車軸的機(jī)加工因素影響提出了具體的看法，并針對(duì)性地提出了解決方案，對(duì)提高輪軸組裝合格率有很大的幫助。
2、問(wèn)題的提出
輪對(duì)組裝合格率為鐵路貨車四級(jí)修與新組裝最重要的環(huán)節(jié)之一，為了提高組裝合格率，我們對(duì)2019年六個(gè)月的輪對(duì)組裝合格率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，如表一所示。
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為進(jìn)一步分析不合格產(chǎn)品的具體原因，我們把不合格品退卸后，按照車軸輪座、車輪輪轂孔、輪對(duì)壓裝機(jī)三要素進(jìn)一步進(jìn)行分析，如表二所示。
分析表二所得出的結(jié)論為不合格因素中車軸輪座所占的比例較大。而車軸機(jī)加工的質(zhì)量直接影響車軸的加工質(zhì)量，因此本文筆者對(duì)車軸機(jī)加工的影響做了進(jìn)一步研究探討。
3、車軸機(jī)加工影響因素
車軸的機(jī)加工工藝流程，車軸機(jī)加工分為兩部分，一是車軸車削加工，分為舊軸加修與新造車軸加修，舊軸加修即為四級(jí)修車軸車削加工過(guò)程。在進(jìn)行舊軸加修作業(yè)前須對(duì)車軸進(jìn)行一次磁粉探傷檢查，經(jīng)檢驗(yàn)合格后檢查車軸軸頸、防塵板座、輪座、軸身、軸端面、車軸中心孔外觀狀態(tài)，合格后四級(jí)修車軸須使用數(shù)控車床進(jìn)行輪座以及輪座引入段車削作業(yè);新造車軸加修即為車軸半精加工，新造車軸須使用數(shù)控車床進(jìn)行軸頸、防塵板座、輪座及輪座引入段車削作業(yè);二是車軸磨削加工，即為新造車軸的成型磨削加工和四級(jí)修車軸輪座磨削加工過(guò)程(此步為車軸終加工)。
3.1車削作業(yè)影響因素
車削作業(yè)中，車刀為影響車削質(zhì)量的關(guān)鍵因素，其次操作人員的操作技能與測(cè)量水平也對(duì)車削作業(yè)產(chǎn)生影響。
3.1.1車刀的影響因素
車削過(guò)程中，車床的進(jìn)給量、切削深度、轉(zhuǎn)速均會(huì)影響車軸的粗糙度。而車刀直接與車軸進(jìn)行接觸，車刀的更換頻率是車削工作者根據(jù)日常工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定的，這就會(huì)出現(xiàn)例如加工尺寸誤差或粗糙度達(dá)不到產(chǎn)品要求等問(wèn)題，如下圖一所示，從而影響車軸車削質(zhì)量;輪座引入段的形狀、粗糙度是影響輪對(duì)預(yù)壓裝質(zhì)量的關(guān)鍵因素，而車床的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于磨床，這就使引入段粗糙度高，導(dǎo)致車輪不能順利過(guò)度到輪座上，會(huì)增加輪對(duì)壓裝時(shí)輪座的拉傷情況。其次車床的頂針與卡盤也是影響車軸圓度圓柱度的因素之一。
3.1.2操作技能與測(cè)量水平的影響因素
在進(jìn)行車削作業(yè)前，根據(jù)《鐵路貨車輪軸組裝、檢修及管理規(guī)則》(以下簡(jiǎn)稱為《輪規(guī)》)中有關(guān)規(guī)定，使用輪座外徑千分尺測(cè)量輪座三個(gè)截面，每個(gè)截面要相互垂直測(cè)量?jī)牲c(diǎn)，并計(jì)算圓度與圓柱度，但是人工測(cè)量一定會(huì)產(chǎn)生誤差，因?yàn)闇y(cè)量水平、使用的測(cè)量工具與測(cè)量地的溫度等均會(huì)影響測(cè)量尺寸，導(dǎo)致加工精度大大降低。
3.2 磨削作業(yè)影響因素
磨削作業(yè)中，外觀檢查為作業(yè)前的重要流程，而砂輪是影響磨削質(zhì)量的關(guān)鍵因素，其次切削液、操作人員的操作水平與測(cè)量水平同樣會(huì)影響。
3.2.1外觀檢查
在磨削作業(yè)前須對(duì)車軸進(jìn)行外觀檢查。依次為車削后標(biāo)記、軸端信息、中心孔質(zhì)量、輪座狀態(tài)，當(dāng)以下四項(xiàng)均合格后進(jìn)行磨削作業(yè)，其中一項(xiàng)不合格應(yīng)返回上一加工工位。如粗加工過(guò)后，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)輪座上的凸起或金屬堆積物便進(jìn)行磨削作業(yè)，使得砂輪上附著鐵屑，影響后續(xù)輪座加工尺寸，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成輪座局部凸起或燒傷。
3.2.2砂輪的影響因素
磨削過(guò)程中，砂輪的修整最為關(guān)鍵，修整不及時(shí)，如砂輪表面有鐵屑附著，會(huì)造成砂輪表面局部有缺陷，影響輪座質(zhì)量。其次砂輪的修整頻次也需要研究，砂輪的線速度與磨削力度成正比，磨削力越大，效率越高，表面粗糙度越低，反之粗糙度越高，當(dāng)粗糙度數(shù)值大于1.6μm時(shí)，輪對(duì)在組裝過(guò)程中，由于是過(guò)盈配合，粗糙度過(guò)大會(huì)造成塑性變形，從而降低壓裝力或增加輪座拉傷的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面成型磨床在進(jìn)行軸頸的磨削時(shí)粗糙度過(guò)低，會(huì)造成軸承壓裝時(shí)欠壓，導(dǎo)致軸承壓裝不合格。因此砂輪的修整頻次直接影響車軸粗糙度。
3.2.3切削液的影響因素
在磨削作業(yè)過(guò)程中，切削液起到潤(rùn)滑、降溫、以及防銹的作業(yè)。如果不及時(shí)更換，由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致切削液變質(zhì)，切削液會(huì)失去三方面的作用，降低磨削質(zhì)量。
3.2.4操作技能與測(cè)量水平影響因素
磨床的加工精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于車床，這就對(duì)操作磨床的技術(shù)人員要求更加嚴(yán)格，測(cè)量水平要求更高，而只要是人工測(cè)量必定會(huì)產(chǎn)生誤差。這對(duì)加工尺寸有直接的影響。
3.3中心孔加修質(zhì)量
以四級(jí)修車軸為例，輪對(duì)在檢修過(guò)程中中心孔會(huì)造成損傷。即使在后續(xù)加工中先對(duì)中心孔進(jìn)行外觀檢查與加修，但肉眼無(wú)法準(zhǔn)確判定中心孔達(dá)到理想的加工程度，這就造成車軸在進(jìn)行車削作業(yè)時(shí)圓度圓柱度不高，導(dǎo)致車軸輪座不是均勻的圓錐體，而是橢圓體，在后續(xù)的磨削作業(yè)過(guò)程中磨床無(wú)法在加工余量范圍內(nèi)(0.3-0.5mm)消除輪座所存在的缺陷。如果強(qiáng)制消除缺陷會(huì)造成輪座引入段消失或不均勻，造成無(wú)法進(jìn)行輪對(duì)預(yù)壓裝，大大降低成品一次合格率。
3.4加工溫度因素
我們使用點(diǎn)溫計(jì)對(duì)加工后的車軸輪座進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)溫度會(huì)影響車軸尺寸。尺寸誤差會(huì)隨著溫度變化，變化范圍為0.002mm.如表三所示，測(cè)量日期為2019年11月14日
4、產(chǎn)生結(jié)果
根據(jù)以上影響因素的分析，我們可以得出車軸的車削、磨削等步驟均會(huì)影響車軸輪座加工尺寸、表面粗糙度、表面幾何形狀，而人工尺寸的測(cè)量數(shù)據(jù)也是產(chǎn)生誤差的一大關(guān)鍵因素。根據(jù)《輪規(guī)》中規(guī)定，車輪與車軸采取過(guò)盈配合，配合過(guò)盈量為輪座直徑的0.8‰—1.5‰,輪座在加工測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的誤差勢(shì)必會(huì)造成過(guò)盈量選取不合適，而輪轂孔的尺寸根據(jù)“基軸制”原則進(jìn)行加工，如果這個(gè)基準(zhǔn)出現(xiàn)問(wèn)題，那時(shí)的結(jié)果，影響無(wú)異是最大的。
4.1輪座加工尺寸測(cè)量
由于車削與磨削作業(yè)過(guò)程輪座的加工尺寸均為人工測(cè)量，必然會(huì)產(chǎn)生尺寸誤差，進(jìn)而影響過(guò)盈量與輪轂孔加工尺寸的選取。若輪座的測(cè)量尺寸大于實(shí)際加工尺寸，這時(shí)輪轂孔按照測(cè)量尺寸進(jìn)行加工，加工的尺寸也必然大，過(guò)盈量選取較大時(shí)則會(huì)出現(xiàn)“噸大”的不合格因素，反之出現(xiàn)“噸小”。
4.2表面粗糙度
車軸機(jī)加工過(guò)程中，如果輪座接觸面局部有損傷，導(dǎo)致局部粗糙度過(guò)低，壓裝過(guò)程中該部位摩擦力過(guò)大，造成塑性變形，壓裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡死或跳噸現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)拉傷車軸輪座。而輪座引入段粗糙度過(guò)低時(shí)或有毛刺時(shí)，輪對(duì)壓裝時(shí)造成起點(diǎn)陡升超過(guò)98KN，嚴(yán)重時(shí)直接拉傷輪座。
4.3表面幾何形狀
4.3.1當(dāng)輪座磨削完成后，真實(shí)的圓度值較大(橢圓形)，但測(cè)量數(shù)值可能是橢圓的長(zhǎng)軸也可能是短軸，而壓裝過(guò)程中卻為接觸面，直接導(dǎo)致過(guò)盈量的值選取不合適，壓裝噸位不合格。
4.3.2當(dāng)輪座圓柱度較大，在壓裝過(guò)程中(不是一個(gè)平滑的錐形)，則會(huì)出現(xiàn)圓柱度相同，體現(xiàn)在壓力曲線中為平直，當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)該曲線投影長(zhǎng)度的10%時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)“平直線超”等不合格因素。
5、 提升方法
5.1加強(qiáng)設(shè)備的管理
每日開工前進(jìn)行設(shè)備檢查，對(duì)于有頂針的設(shè)備進(jìn)行檢查時(shí)，避免上面有鐵屑?xì)埩魧?dǎo)致?lián)p傷中心孔，避免頂針損傷還在繼續(xù)使用。加強(qiáng)對(duì)車軸自動(dòng)測(cè)量機(jī)的日常性能校驗(yàn)，保證測(cè)量精度。
5.1.1車刀的更換
觀察車刀的使用情況，對(duì)更換車刀后進(jìn)行加工的第一條車軸的進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速、火花情況進(jìn)行記錄，車削完畢后仔細(xì)檢查輪座加修情況。在加修尺寸范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的測(cè)量及對(duì)比試車得出車刀的進(jìn)給量控制在0.1-0.2mm/r，轉(zhuǎn)速控制在235r/min-460r/min，切削量在0.3mm-0.5mm，得出每加工3-5條車軸更換車刀最佳。
5.1.2砂輪的加修
磨床的加工精度大大提升，根據(jù)馬波斯P7監(jiān)控系統(tǒng)顯示，波形趨于穩(wěn)定時(shí)車軸磨削效果最佳。以四級(jí)修車軸為例，輪座尺寸與表面形狀均不同會(huì)對(duì)砂輪形狀造成影響，隨著磨削量的增加砂輪表面也會(huì)進(jìn)行塑性變形，因此砂輪的加修質(zhì)量直接影響輪座的幾何形狀，操作人員應(yīng)根據(jù)磨削時(shí)火花、冷卻液的聲音與磨削過(guò)后輪座表面質(zhì)量對(duì)砂輪進(jìn)行加修，最終控制在不少于7條車軸對(duì)砂輪進(jìn)行加修。加強(qiáng)車刀與砂輪的修整頻率，保證車軸加工過(guò)程中圓度與圓柱度。并在車軸機(jī)加工后使用手持式粗糙度儀進(jìn)行檢查，保證粗糙度不大于Ra1.6μm。
5.2加強(qiáng)人員的管理
5.2.1提升測(cè)量精度
根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)條件，在每班開工前對(duì)各崗位的外徑千分尺與內(nèi)徑千分尺進(jìn)行統(tǒng)一的校驗(yàn)，并定期送檢，保證尺子統(tǒng)一精度。但對(duì)于人工測(cè)量而言，必定會(huì)產(chǎn)生誤差。如果利用仿形測(cè)量設(shè)備進(jìn)行車軸輪座的尺寸測(cè)量，一是可以看出輪座加工形狀是否為均勻的圓錐體，如不均勻可重新加工;二是利用計(jì)算機(jī)可計(jì)算出輪座最佳尺寸，并保證車輪輪轂孔的加工精度。更有利于產(chǎn)品的合格率。
5.2.2提升作業(yè)人員素質(zhì)
提升機(jī)加工操作人員、車軸尺寸復(fù)合人員的操作水平。做到崗位互控，加強(qiáng)對(duì)《輪規(guī)》、作業(yè)指導(dǎo)書的學(xué)習(xí)，嚴(yán)格落實(shí)加工工藝。
5.3加強(qiáng)中心孔加修質(zhì)量
嚴(yán)格控制中心孔的加修質(zhì)量，根據(jù)《輪規(guī)》中規(guī)定，車軸中心孔須逐個(gè)檢查，中心孔損傷時(shí)，可消除局部高于原表面的堆積金屬，但修復(fù)后缺陷面積不大于原中心孔圓錐面積的1/8。大于時(shí)判定報(bào)廢。在車削過(guò)程中加強(qiáng)鐵屑的清理，避免鐵屑纏繞頂針損傷中心孔。
5.4 把控溫度
使用點(diǎn)溫計(jì)對(duì)車軸進(jìn)行測(cè)量，我們發(fā)現(xiàn)溫度的起伏會(huì)直接影響車軸的測(cè)量尺寸，因此我們?cè)诒ＷC庫(kù)內(nèi)冬夏溫度的前提下，對(duì)車削作業(yè)后的車軸進(jìn)行同溫處理，避免熱脹冷縮造成車軸在不穩(wěn)定的尺寸下進(jìn)行磨削作業(yè)，在輪對(duì)壓裝作業(yè)前與車輪也需要進(jìn)行同溫處理8小時(shí)以上，從而保證壓裝質(zhì)量。
6、結(jié)論
車軸機(jī)加工質(zhì)量直接影響著輪對(duì)產(chǎn)品合格率，本文通過(guò)細(xì)致的分析，找出存在的原因，并制定了“三加強(qiáng)、一把控”，有效的提升了車軸機(jī)加工質(zhì)量，為輪對(duì)壓裝質(zhì)量提供了保障。——論文作者：黃鈺
