关键词：车轮钢；车削机理；工艺研究
引言
本次试验从刀具和工艺两方面入手。一方面，试验采用同型号的刀片对比，对试验结果从涂层和槽型的角度进行了分析;另一方面从车削速度和进给量上进行调整并对比试验，在保证精度要求的情况下，选择了较为合适的加工参数，为后续加工生产提供了依据。
1数控加工工艺的特点
数控机床加工零件与普通机床加工零件的过程有相同之处，也有不同之处。数控机床是严格按照加工程序进行加工的，所加工的工件通常要比普通机床加工的工件工艺规程复杂。在数控机床加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和刀具路径等都编入程序，所以在编程之前必须正确地确定加工方案。
根据实践经验，总结数控加工工艺有如下特点。
１）有确切的定位基准。在进行批量加工时，为提高加工效率，一般在编制好程序并进行首件试切结束后，不再对程序零点进行改动，所以要求以后每个零件装夹在机床上的位置都必须由机床默认与首件位置相同。因此，每个零件在机床上必须有相同的、确切的定位基准。例如：对于车削短棒料零件来讲，这个基准一般在卡盘的端面或三爪的台阶上；对于车削细长料零件（加工时需将一部分装夹在主轴孔内）来讲，这个基准一般靠一个台阶套来保证；对于特殊的零件，需要根据零件形状，具体想办法装夹。总之，装夹时必须保证零件在机床上Ｚ轴的坐标一定。２）对毛坯有一定的要求。根据数控加工特点及定位特点，数控加工对毛坯形状和尺寸也有一定的要求。毛坯各部分的余量应尽可能一致，最好将偏差保持在２ｍｍ以内。这样在数控加工时，不仅可以减少不必要的空走刀次数，提高加工效率，而且可以避免打刀、撞车等事故。３）按刀具划分工序。数控加工工艺除遵循一般的工艺原则外，还应考虑充分发挥所用数控机床的功能，尽量使工序集中，在一次装夹中，应尽可能完成全部工序。由于数控刀具在数控加工中起着举足轻重的作用，是数控机床发挥高效率的关键，所以常常按所用刀具划分工序。
2选择刀具材料
年来，现代化科技广泛应用于数控车床以及机械加工方面。通常，数控车价格适宜，具有一定的实用性。由于社会对品质提出较高的要求，所以对数控车所有零件精度也有很多要求。比如：数控车削工件加工精度容易受到一些因素影响，只要加工精度产生影响，就难以确保产品加工质量符合相关标准要求。因此，在操作中必须要在最大限度上确保数控车削工件加工精度合格。在科技日益进步的背景下，已经采用多样化硬度较高的工程材料，一些超硬刀具材料具备化学可靠性以及耐磨性较强等特征，所以其能够为车削加工硬度高材料奠定坚实的基础，在生产过程中也可以获得较多的经济效益。特别是采用陶瓷材料，今后越来越广泛。因此，怎样对超硬材料做出合理的选择，而且科学设计刀具机构和几何参数，在很大程度上直接影响零件的加工效率。涂层硬质合金，简单来说，就是耐磨性能较强的TIN适当的涂抹在一些硬质合金刀具上。通常涂层厚度不能超过17um，热传导系数也不能高于工件材料以及刀具基体系数。通过这样做能够对切削中的摩擦性能进行法伤，减少切削热的形成。最近几年，许多生产厂家都利用改善土层材料质量而加强刀具使用性能，以此提升车削加工水平。
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3选择切削用量
选择刀具材料直接影响切削用量选择，两者之间存在密切联系。比如：钛合金导热性能不强，这就要求应当选择切削速度慢而降低热量积累。在明确每个加工起点切削参数过程中，最好选择最佳的进给率以及切削深度，这样在很大程度上可以防止刀具出现磨损的现象，而且减少热量。通过归纳总结原来的经验得知，必须要全面分析常见现有的各项加工条件，比如：刀具以及设备等等，这样才可以确保切削用量选择具备科学性。
4车削试验
车轮有内、外两个表面，分别为内辋和外辋，与轨道的接触面称为踏面，中间的轮孔部分与车轴连接。加工工艺基本可分为备料、粗车、钻孔、调质处理、(半)精车、镗孔。车削过程中，内外辋需要经过1－2次走刀完成加工。(1)加工设备:齐齐哈尔立式车床2台，型号为C5116E，完成粗车。台湾产立式车削中心2台，型号为YOUJIYVI1600ATC，完成半精车。(2)加工条件:干式切削。(3)所选刀片型号、用途见表2。
(4)试验加工参数:对不同型号的车轮采用不同标准制定的加工参数，目的是在满足要求的情况下，尽量节约成本、减少刀具磨损。如表3所示，车削参数是参照北车集团某型号车轮外辋加工的工艺给定的。
5切削速度与进给量的改进
切削速度与进给量都与切削力有关，对加工产品的表面精度和刀具寿命都有影响。一般而言，进给量越大切削力越大，但两者并不呈线性变化。切削速度对切削力的影响是由积屑瘤与摩擦的影响造成的，切削力呈马鞍形变化。因此，合理选择车削速度、进给量可以减小刀具磨损，提高工件的表面质量。
6应用效果
（1）质量效果，通过上述动车系列电机转轴“一刀车”工艺技术的运用，对所加工的电机转轴轴承位、轴承定位面进行打表检测，跳动量为0．002mm，全部符合产品图纸设计要求，解决了动车系列电机转轴轴承定位面跳动值和转轴轴承位圆柱度超差的质量问题。(2)经济效果,转轴在数控车床上仅需1次装夹，就可完成转轴精车一(正向)、精车二(反向)两道工序的车削加工，可减少1台数控车床及1名操作工。同时取消转轴修理中心孔工序，可减少1台普通车床及1名操作工。另外转轴磨削留量由原来的0．5mm减小到0．25mm，取消转轴粗磨工序，又可减少1台外圆磨床及1名操作工，创造经济价值70余万元。(3)生产效率,原精车工序需3次装夹50min完成加工，现精车工序1次装夹22min完成加工，生产效率提高了2．2倍，缩短了转轴加工的工艺流程，大大降低了制造成本，为防止关键设备故障、避免动车精益生产线瘫痪，提供了有力保障。
结束语
随着我国汽车工艺的大力发展,对汽车车轮的需求量加大,同时对车轮的各项性能也提出了更高的要求。整体车轮材料属于难加工材料,在机加工过程中切削加工性与性能要求的矛盾尤为突出,作为专业生产火车车轮的企业,为保证产量、质量,充分利用现有的设备提高效益降低生产成本,亟需对车轮机加工工艺进行优化改进。
参考文献
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论文作者: 杨强
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/29
标签：加工论文; 刀具论文; 车轮论文; 转轴论文; 零件论文; 数控论文; 工艺论文; 《科学与技术》2019年19期论文;