在鐵路貨車車軸加工中CNC機床的應用分析

王超

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

在鐵路貨車車軸加工中CNC機床的應用分析

王超

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

Computerized Numerical Control Machine，英文簡稱CNC，又稱數控機床、數控車床，全稱計算機數字控制機床。CNC機床在鐵路貨車車軸加工中的廣泛應用，文章分析了在鐵路貨車車軸加工中CNC機床的機械加工工藝過程。

CNC機床；車軸；加工工藝

1 車軸鋼材料

我國鐵路貨車車輛車軸的材質一直是采用碳素結構鋼。從20世紀50年代的普通碳素結構鋼發(fā)展到20世紀80年代的車軸專用優(yōu)質碳素結構鋼。優(yōu)質碳素結構鋼是碳素鋼中磷、硫及其他有害雜質含量較低、純潔度和化學成分均勻性較高，除含有鐵、碳、硅、錳和限量以內的磷、硫等雜質元素及殘余元素外，不含其他作為合金元素有意加入的元素；在生產過程中既要保證化學成分，又要保證力學性能。碳素鋼的性能主要取決于含碳量，含碳量增加，鋼的強度、硬度升高，塑性、韌性和可焊性降低。鐵路車輛用車軸鋼的品種從LZ40車軸鋼發(fā)展到現(xiàn)在使用的LZ50車軸鋼。

2 CNC機床

Computerized Numerical Control Machine，英文簡稱CNC，又稱數控機床、數控車床，全稱計算機數字控制機床。計算機數字控制機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。車軸是鐵路貨車上的重要部件，其加工質量尤其是圓弧成型質量，直接影響了車輛的運行安全，嚴重者導致切軸事故發(fā)生。

3 加工過程分析

CNC機床加工是用系統(tǒng)允許的數字化指令信號，來控制設備運行和刀具運動軌跡，從而完成圖1工件的外頸、兩處圓弧的加工。為了獲得高精度的工件，加工前，要做好準備工作。

（1）分析零件圖樣，確定加工工藝。①根據工件特點，合理安排工藝路線。圖1在加工前的直徑尺寸和兩處圓弧的預留量均為4～5mm。考慮到機床的利用率，達到縮短生產周期的目的，在實際中分為半精車、精車兩道工序，半精車預留1～1.5mm，精車預留0.3～0.4mm，最終磨削成型。②工件裝夾方式確定。半精車為單端加工，采用兩頂一夾的裝夾方式，主軸端為三爪卡盤夾緊。精車為雙端加工，采用兩頂一摩擦裝夾方式，主軸端為樹脂合成摩擦片。③最佳切削參數選擇。結合50鋼車軸的性能和CNC機床要求，確定最佳切削參數如表1所示。④切削液選擇。為降低切削溫度，提高加工精度和刀具的耐用度，并考慮環(huán)境保護，采用高壓風進行冷卻。⑤坐標系原點確定。以車軸的設計基準為試切對刀點，軸線為X軸，端面為Z軸，點Qp即工件坐標系原點（編程原點）。通過工件試切，測得△X=X-D、△Z=Z，分別輸入到offest界面的幾何形狀X、Z值里，即完成了工件零點偏置。⑥刀尖的切入切出。落刀時，選擇G00快速接近車軸加工表面，G01直線進給切入工件，避免扎刀或折斷刀具。抬刀時，使刀具沿工件的直線延長線切出，防止零件表面產生切痕，影響加工質量。⑦循環(huán)指令的使用。半精車分兩刀切削完成。為提高加工效率，減少程序編輯和存儲量，采用G73固定成型車削循環(huán)指令。⑧刀具補償的設定。根據走刀路線，選擇G41半徑補償，并將補償值在CRT/MDI面板上用offset功能鍵置入刀具補償寄存器內，然后在程序中用T0101指令進行調用。

Analysis of the Application of CNC M achine Tools in the Railway Truck Axle Processing

WANG Chao
（Qiqihar CRRC Corporation Limited，Qiqihar，Heilongjiang 161000，China）

Computerized Numerical ControlMachine，（English abbreviation CNC），also called NCMachine tools，CNC lathe. CNCmachine tools arewidely used in railway truck axle processing.This paper analyzes the in railway truck axle processing of CNCmachine toolsmachining process.

CNCmachine tools；axle；processing technology

圖1 RD2型車軸成品圖

TG659

A

2095-980X（2016）11-0020-01

2016-10-28

王超（1989-），吉林白城人，主要研究方向：鐵路起重機及特種貨車的的機械加工。