發布時間：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行改革以來，鐵路貨車輪軸的使用率周轉率不斷提升，輪軸組裝單位的產品合格率也存在很大壓力。而車軸的機械加工質量直接影響輪對組裝與軸承壓裝合格率，通過對車軸機加工質量問題的研究探討，有助于進一步提升輪軸合格品的支出。 關
摘要：隨著鐵路修程修制進行改革以來，鐵路貨車輪軸的使用率周轉率不斷提升，輪軸組裝單位的產品合格率也存在很大壓力。而車軸的機械加工質量直接影響輪對組裝與軸承壓裝合格率，通過對車軸機加工質量問題的研究探討，有助于進一步提升輪軸合格品的支出。
關鍵詞：車軸;機加工;提升質量
1、概述
鐵路貨車輪軸作為鐵路貨車的“兩條腿”,在鐵路運輸中的作用尤為關鍵,直接影響著列車的運行品質.狠抓輪軸組裝的源頭質量至關重要，本文通過輪對壓裝質量的分析，對車軸的機加工因素影響提出了具體的看法，并針對性地提出了解決方案，對提高輪軸組裝合格率有很大的幫助。
2、問題的提出
輪對組裝合格率為鐵路貨車四級修與新組裝最重要的環節之一，為了提高組裝合格率，我們對2019年六個月的輪對組裝合格率進行了統計分析，如表一所示。
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為進一步分析不合格產品的具體原因，我們把不合格品退卸后，按照車軸輪座、車輪輪轂孔、輪對壓裝機三要素進一步進行分析，如表二所示。
分析表二所得出的結論為不合格因素中車軸輪座所占的比例較大。而車軸機加工的質量直接影響車軸的加工質量，因此本文筆者對車軸機加工的影響做了進一步研究探討。
3、車軸機加工影響因素
車軸的機加工工藝流程，車軸機加工分為兩部分，一是車軸車削加工，分為舊軸加修與新造車軸加修，舊軸加修即為四級修車軸車削加工過程。在進行舊軸加修作業前須對車軸進行一次磁粉探傷檢查，經檢驗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，合格后四級修車軸須使用數控車床進行輪座以及輪座引入段車削作業;新造車軸加修即為車軸半精加工，新造車軸須使用數控車床進行軸頸、防塵板座、輪座及輪座引入段車削作業;二是車軸磨削加工，即為新造車軸的成型磨削加工和四級修車軸輪座磨削加工過程(此步為車軸終加工)。
3.1車削作業影響因素
車削作業中，車刀為影響車削質量的關鍵因素，其次操作人員的操作技能與測量水平也對車削作業產生影響。
3.1.1車刀的影響因素
車削過程中，車床的進給量、切削深度、轉速均會影響車軸的粗糙度。而車刀直接與車軸進行接觸，車刀的更換頻率是車削工作者根據日常工作經驗進行確定的，這就會出現例如加工尺寸誤差或粗糙度達不到產品要求等問題，如下圖一所示，從而影響車軸車削質量;輪座引入段的形狀、粗糙度是影響輪對預壓裝質量的關鍵因素，而車床的精度遠遠小于磨床，這就使引入段粗糙度高，導致車輪不能順利過度到輪座上，會增加輪對壓裝時輪座的拉傷情況。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操作技能與測量水平的影響因素
在進行車削作業前，根據《鐵路貨車輪軸組裝、檢修及管理規則》(以下簡稱為《輪規》)中有關規定，使用輪座外徑千分尺測量輪座三個截面，每個截面要相互垂直測量兩點，并計算圓度與圓柱度，但是人工測量一定會產生誤差，因為測量水平、使用的測量工具與測量地的溫度等均會影響測量尺寸，導致加工精度大大降低。
3.2 磨削作業影響因素
磨削作業中，外觀檢查為作業前的重要流程，而砂輪是影響磨削質量的關鍵因素，其次切削液、操作人員的操作水平與測量水平同樣會影響。
3.2.1外觀檢查
在磨削作業前須對車軸進行外觀檢查。依次為車削后標記、軸端信息、中心孔質量、輪座狀態，當以下四項均合格后進行磨削作業，其中一項不合格應返回上一加工工位。如粗加工過后，未及時發現輪座上的凸起或金屬堆積物便進行磨削作業，使得砂輪上附著鐵屑，影響后續輪座加工尺寸，嚴重時會造成輪座局部凸起或燒傷。
3.2.2砂輪的影響因素
磨削過程中，砂輪的修整最為關鍵，修整不及時，如砂輪表面有鐵屑附著，會造成砂輪表面局部有缺陷，影響輪座質量。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，當粗糙度數值大于1.6μm時，輪對在組裝過程中，由于是過盈配合，粗糙度過大會造成塑性變形，從而降低壓裝力或增加輪座拉傷的風險。另一方面成型磨床在進行軸頸的磨削時粗糙度過低，會造成軸承壓裝時欠壓，導致軸承壓裝不合格。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
在磨削作業過程中，切削液起到潤滑、降溫、以及防銹的作業。如果不及時更換，由于高速運轉會導致切削液變質，切削液會失去三方面的作用，降低磨削質量。
3.2.4操作技能與測量水平影響因素
磨床的加工精度遠遠大于車床，這就對操作磨床的技術人員要求更加嚴格，測量水平要求更高，而只要是人工測量必定會產生誤差。這對加工尺寸有直接的影響。
3.3中心孔加修質量
以四級修車軸為例，輪對在檢修過程中中心孔會造成損傷。即使在后續加工中先對中心孔進行外觀檢查與加修，但肉眼無法準確判定中心孔達到理想的加工程度，這就造成車軸在進行車削作業時圓度圓柱度不高，導致車軸輪座不是均勻的圓錐體，而是橢圓體，在后續的磨削作業過程中磨床無法在加工余量范圍內(0.3-0.5mm)消除輪座所存在的缺陷。如果強制消除缺陷會造成輪座引入段消失或不均勻，造成無法進行輪對預壓裝，大大降低成品一次合格率。
3.4加工溫度因素
我們使用點溫計對加工后的車軸輪座進行測量，發現溫度會影響車軸尺寸。尺寸誤差會隨著溫度變化，變化范圍為0.002mm.如表三所示，測量日期為2019年11月14日
4、產生結果
根據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，而人工尺寸的測量數據也是產生誤差的一大關鍵因素。根據《輪規》中規定，車輪與車軸采取過盈配合，配合過盈量為輪座直徑的0.8‰—1.5‰,輪座在加工測量過程中出現的誤差勢必會造成過盈量選取不合適，而輪轂孔的尺寸根據“基軸制”原則進行加工，如果這個基準出現問題，那時的結果，影響無異是最大的。
4.1輪座加工尺寸測量
由于車削與磨削作業過程輪座的加工尺寸均為人工測量，必然會產生尺寸誤差，進而影響過盈量與輪轂孔加工尺寸的選取。若輪座的測量尺寸大于實際加工尺寸，這時輪轂孔按照測量尺寸進行加工，加工的尺寸也必然大，過盈量選取較大時則會出現“噸大”的不合格因素，反之出現“噸小”。
4.2表面粗糙度
車軸機加工過程中，如果輪座接觸面局部有損傷，導致局部粗糙度過低，壓裝過程中該部位摩擦力過大，造成塑性變形，壓裝時會出現卡死或跳噸現象，嚴重時會拉傷車軸輪座。而輪座引入段粗糙度過低時或有毛刺時，輪對壓裝時造成起點陡升超過98KN，嚴重時直接拉傷輪座。
4.3表面幾何形狀
4.3.1當輪座磨削完成后，真實的圓度值較大(橢圓形)，但測量數值可能是橢圓的長軸也可能是短軸，而壓裝過程中卻為接觸面，直接導致過盈量的值選取不合適，壓裝噸位不合格。
4.3.2當輪座圓柱度較大，在壓裝過程中(不是一個平滑的錐形)，則會出現圓柱度相同，體現在壓力曲線中為平直，當長度超過該曲線投影長度的10%時，則會出現“平直線超”等不合格因素。
5、 提升方法
5.1加強設備的管理
每日開工前進行設備檢查，對于有頂針的設備進行檢查時，避免上面有鐵屑殘留導致損傷中心孔，避免頂針損傷還在繼續使用。加強對車軸自動測量機的日常性能校驗，保證測量精度。
5.1.1車刀的更換
觀察車刀的使用情況，對更換車刀后進行加工的第一條車軸的進給量、轉速、火花情況進行記錄，車削完畢后仔細檢查輪座加修情況。在加修尺寸范圍內，經過仔細的測量及對比試車得出車刀的進給量控制在0.1-0.2mm/r，轉速控制在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，根據馬波斯P7監控系統顯示，波形趨于穩定時車軸磨削效果最佳。以四級修車軸為例，輪座尺寸與表面形狀均不同會對砂輪形狀造成影響，隨著磨削量的增加砂輪表面也會進行塑性變形，因此砂輪的加修質量直接影響輪座的幾何形狀，操作人員應根據磨削時火花、冷卻液的聲音與磨削過后輪座表面質量對砂輪進行加修，最終控制在不少于7條車軸對砂輪進行加修。加強車刀與砂輪的修整頻率，保證車軸加工過程中圓度與圓柱度。并在車軸機加工后使用手持式粗糙度儀進行檢查，保證粗糙度不大于Ra1.6μm。
5.2加強人員的管理
5.2.1提升測量精度
根據現有生產條件，在每班開工前對各崗位的外徑千分尺與內徑千分尺進行統一的校驗，并定期送檢，保證尺子統一精度。但對于人工測量而言，必定會產生誤差。如果利用仿形測量設備進行車軸輪座的尺寸測量，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;二是利用計算機可計算出輪座最佳尺寸，并保證車輪輪轂孔的加工精度。更有利于產品的合格率。
5.2.2提升作業人員素質
提升機加工操作人員、車軸尺寸復合人員的操作水平。做到崗位互控，加強對《輪規》、作業指導書的學習，嚴格落實加工工藝。
5.3加強中心孔加修質量
嚴格控制中心孔的加修質量，根據《輪規》中規定，車軸中心孔須逐個檢查，中心孔損傷時，可消除局部高于原表面的堆積金屬，但修復后缺陷面積不大于原中心孔圓錐面積的1/8。大于時判定報廢。在車削過程中加強鐵屑的清理，避免鐵屑纏繞頂針損傷中心孔。
5.4 把控溫度
使用點溫計對車軸進行測量，我們發現溫度的起伏會直接影響車軸的測量尺寸，因此我們在保證庫內冬夏溫度的前提下，對車削作業后的車軸進行同溫處理，避免熱脹冷縮造成車軸在不穩定的尺寸下進行磨削作業，在輪對壓裝作業前與車輪也需要進行同溫處理8小時以上，從而保證壓裝質量。
6、結論
車軸機加工質量直接影響著輪對產品合格率，本文通過細致的分析，找出存在的原因，并制定了“三加強、一把控”，有效的提升了車軸機加工質量，為輪對壓裝質量提供了保障。——論文作者：黃鈺
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