鐵路貨車車軸加工中CNC機(jī)床的應(yīng)用分析

侯宏春

摘 要：因現(xiàn)階段下，鐵路貨車作為與國民日常生產(chǎn)生活息息相關(guān)的運(yùn)輸手段，受到了國民的關(guān)注。而車軸作為鐵路貨車質(zhì)量保障的重要部分，其在加工期間還可能存在尺寸不符、質(zhì)量無法滿足鐵路貨車長期運(yùn)輸?shù)葐栴}，因此本文主要針對(duì)鐵路貨車車軸加工中的CNC機(jī)床的應(yīng)用進(jìn)行了探討與分析，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員的后續(xù)研究提供良好的借鑒，也為提高鐵路貨車車軸的質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鐵路貨車；車軸加工；CNC機(jī)床；應(yīng)用分析

前言

現(xiàn)階段下，鐵路貨車為國民生活生產(chǎn)提供了大量的便利條件，將各地所需要的物品與生活用品進(jìn)行了全國范圍內(nèi)的運(yùn)輸，減小了環(huán)境、季節(jié)等客觀原因?qū)袢粘Ｉ钌a(chǎn)的影響。但因其需要長期進(jìn)行運(yùn)輸活動(dòng)，因此鐵路貨車的質(zhì)量顯得尤為重要，也同樣受到了大量人民群眾與專業(yè)人士的關(guān)注與重視。而車軸作為鐵路貨車中重要的組成部分，加強(qiáng)對(duì)車軸加工，可有效提高貨車的運(yùn)行速度與運(yùn)行質(zhì)量。因此隨著相關(guān)技術(shù)的提高，我國開始利用CNC機(jī)床來對(duì)鐵路貨車車軸進(jìn)行加工，以保證其應(yīng)用的準(zhǔn)確性與效率性，為鐵路貨車的運(yùn)行安全提供保障。

1.車軸鋼材料

我國在鐵路貨車車輛車軸所的材料多為碳素結(jié)構(gòu)鋼。但從1950年至1980年左右，開始將優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼作為車軸專用材料，因該材料內(nèi)部含有磷、硫量較少，且對(duì)于人體有害的雜質(zhì)含量也非常的低，因此使優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼內(nèi)部的純度與化學(xué)成分均勻度都非常的好[1]。鐵路貨車車軸所應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼的性能是否優(yōu)異，則取決于其內(nèi)部的其內(nèi)部的碳含量。如果碳的含量增加，貨車車軸內(nèi)的鋼強(qiáng)度、硬度也會(huì)隨之增大，這一系列操作所帶來的便是塑性、韌性與可焊接性降低的效果。

2.CNC機(jī)床加工

計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床，即CNC機(jī)床，其別名又稱為數(shù)控機(jī)床或數(shù)控車床，其是在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日益迅速的今日所衍生出來的一種新型的機(jī)床操作技術(shù)。通過計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制的，一種借助已有程度來控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)因提前在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行了編制與運(yùn)行，因此其擁有一定的邏輯性。能夠?qū)刂凭幋a或者其他符號(hào)指令進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)規(guī)定的順序進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)譯碼工作。之后，對(duì)機(jī)床作出指令，使其可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行并加工零部件。鐵路貨車車軸作為其重要的部件之一，其質(zhì)量對(duì)于貨車整體運(yùn)行安全性而言，具有非常直接的影響。因此在制作鐵路貨車車軸時(shí)，要保證其質(zhì)量符合操作要求，尤其是要做好圓弧成型車軸的質(zhì)量保障。要將可能影響鐵路貨車運(yùn)行穩(wěn)定性安全性的事件降至最低，同樣也可減少切軸事故發(fā)生的可能性。

3.鐵路貨車車軸在CNC機(jī)床中的加工

CNC機(jī)床加工是借助計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息技術(shù)，對(duì)機(jī)床發(fā)出數(shù)字化的指令，進(jìn)而使其來完成一系列的自動(dòng)化操作。但為了所加工的車軸能夠符合鐵路貨車的實(shí)際需求，需要在加工前做好準(zhǔn)備工作，進(jìn)一步確保車軸的質(zhì)量與應(yīng)用有效性。

3.1對(duì)車軸部件圖進(jìn)行分析，選擇合適的加工工藝

1）需要根據(jù)車軸部件的加工特點(diǎn)來選擇適當(dāng)?shù)募庸すに?，以保證車軸最終的質(zhì)量。在加工前，部件間的需要進(jìn)行預(yù)留，即在直徑尺寸與兩處圓弧處保持4～5mm的預(yù)留空間。與此同時(shí)，為節(jié)省生產(chǎn)周期，需要提高機(jī)床的利用率，因此可將車軸加工分為半精車與精車兩道工序，最終實(shí)現(xiàn)磨削成型目的。

2）工件裝夾方式的確定。即半精車對(duì)車軸進(jìn)行單一端口的加工，而精車則為雙端口的加工。

3）最佳切削參數(shù)選擇。結(jié)構(gòu)車軸的性能與CNC機(jī)床的加工需求，來確定鐵路貨車車軸的最佳切削參數(shù)。

4）切削液的選擇。切削液的功能要滿足降低切削溫度、提高加工精準(zhǔn)度與刀具設(shè)備耐用性等需求。

5）坐標(biāo)系原點(diǎn)確定。以車軸為原點(diǎn)進(jìn)行試切對(duì)切點(diǎn)，然后利用計(jì)算蘇式得到 工件零點(diǎn)的偏置。

3.2運(yùn)動(dòng)軌跡點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算方法

因車軸圓弧間是具有相切性的，因此為了保證鐵路貨車車軸在加工期間能夠?qū)崿F(xiàn)理想中的精確度，那么便需要借助CAD繪圖的方式來得到各個(gè)基點(diǎn)間的坐標(biāo)值，即鐵路貨車車軸間最為準(zhǔn)確的點(diǎn)。

3.3編制車軸加工程序

在完成了上述一系列的操作后，便需要針對(duì)鐵路貨車車軸的程度進(jìn)行編制。在編制階段，需要借助步驟二中所計(jì)算出來的精神性較高的坐標(biāo)值，然后根據(jù)CNC機(jī)床所發(fā)出的運(yùn)行指令來進(jìn)行操作。完成程度的編輯與制作后，便能夠利用CRT/LCD面板上的功能鍵或者是RS-232C通信口將鐵路貨車車軸加工的程序錄入其中，進(jìn)行操作。

3.4仿真繪圖與首件試切

將鐵路貨車車軸加工程度錄入到設(shè)備中，在TUTO方式下，按下CRPHA功能鍵，開始進(jìn)行仿真繪圖，之后需要再次驗(yàn)證程度是否正確。為了確保所設(shè)置的程度以及仿真圖內(nèi)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性，還需要進(jìn)行首件試切操作，來以樣件的形式證實(shí)鐵路貨車車軸設(shè)計(jì)是否滿足實(shí)際需求，保證萬無一失。

結(jié)束語

車軸作為鐵路貨車中重要的組成部件，對(duì)于其整體質(zhì)量及運(yùn)行的安全可靠性具有直接性地影響。因此要保證車軸應(yīng)用的有效性，則要從加工時(shí)便做好質(zhì)量。在本文中主要借助CNC機(jī)床技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了一系列的生產(chǎn)操作，在計(jì)算機(jī)數(shù)字信息技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)化操作與零件的生產(chǎn)，且在此期間還通過運(yùn)動(dòng)軌跡點(diǎn)計(jì)算來確保坐標(biāo)的準(zhǔn)確性，然后編制車軸加工程序，做好仿真繪圖來證實(shí)車軸部件各個(gè)坐標(biāo)的尺寸問題，且通過首件試切來進(jìn)一步確定車軸能夠符合鐵路貨車實(shí)際應(yīng)用需求，從根本上便將因車軸質(zhì)量問題所導(dǎo)致的安全隱患控制在最小范圍內(nèi)，為鐵路貨車運(yùn)行安全奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王超.在鐵路貨車車軸加工中CNC機(jī)床的應(yīng)用分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2016，43（11）：20+22.