提高铁路货车零部件加工工效的有效策略

■齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司 （黑龙江 161002）

李志华 杨海峰

机械数控加工技术主要是通过设备对零部件进行加工处理，并运用到相关的工业产品上，即使是高难度或者复杂的零部件产品，机械数控加工技术也能够很好的解决，因此这项技术被广泛的应用于机械加工行业。而轨道交通装备行业中的部件加工虽然很多已经开始采用数控技术，但无论加工精度、商品化程度乃至生产工效上均不能满足要求，因此，在数控加工技术及专业化生产上有很大的开发空间。

机械数控加工技术概要

机械数控加工技术是指由控制系统发出指令使刀具进行符合要求的各种加工运动，以数字和字母形式代表工件的形状、尺寸等技术要求或者是对产品加工工艺要求进行的加工，也就是说现在所指的机械数控加工技术泛指在数控机床上进行零件加工的整个工艺过程。与传统的加工技术相比，数控加工技术采用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法，机械化程度高，能够解决零部件紧密性、复杂性、批量小等问题，大大提高了我国机械加工制造业的生产效率，也对我国技术人才的需求结构也做了相应的调整改变。占35%，初级工占60%。而发达国家技术工人中，高级技工占35%，中级工占50%，初级工占15%。这表明，我们的高级技工在未来5~10年内仍会有大量的缺口。

轨道交通装备制造业中数控加工技术运行现状

在我国现行的轨道交通装备机械加工生产行业，数控加工技术运用广泛、相关人才储备充足，但在实际的操作过程中仍然存在一些问题，导致整个技术水平提高比较慢。据统计，目前，国外轨道交通装备行业中机械设备的数控化率为85%以上，而我国的轨道交通装备行业中机械设备化率不足20%；技术工人中，高级技工占3.5%，中级工

轨道交通装备制造行业中数控加工工效不高

在铁路货车零部件的生产时，一些较复杂结构部件及商品化程度较高部件大多采用数控加工完成，但生产效率不够，不能满足货车零部件的单一产品。

（1）对换刀等辅助工序重视程度不高。为了提高机械加工的效率，在机械数控加工方面，换刀时间以及换刀的准确性等都是数控加工技术中的重要环节。现行的换刀方式主要有回转刀架换刀、更换主轴头换刀、带刀库的自动换刀系统（见图1）等，企业要想在机械加工生产过程中缩短设备辅助时间，减少因为安装工序而引起的误差等，就必须配备相关的换刀系统。而企业在实际的设备引进过程中，往往很少把这些工序考虑在设备更新中去，进而导致在实际操作过程中，很容易因为安装工序问题造成零部件精密度不达标或者是生产时间的迟缓。例如在换刀方式的选择上，很多的企业对其不重视，设备的配备往往是违规操作，进而导致生产问题的出现。

（2）专业化生产尚显不足。轨道交通装备行业中如货车制造业的锻造钩舌（见图2）、锻造钩尾框（见图3）等大零部件，此类零部件大多是结构形式变化不大，但均需大批量生产的产品。类似这种内外部质量要求均比较高且结构形式较复杂的产品，用普通的立式铣床、卧式铣床等多机台的流水设备也能完成所需求的产品，但在人力、物力等方面造成很大的浪费。鉴于这种情况，专业化的加工方式就显得具有很大的优势。

（3）程序编写工作不达标。虽然我国机械数控加工技术已经成熟地运用于机械生产加工中，并且机械类人才储备充足，但是在实际的对设备程序编写或者是输入方面的工作来说，很多技术人才是不达标的，真正能够熟练地编写出与实际需求完全一致，并能够通过精密程序来提高实际运行效率的技术工人还比较欠缺。而在实际的技术运行过程中，由于程序编译等工作的难度，很少有技术人员愿意主动的去进行探索，进而在这一方面的技术进步很难得到加快。

2. 提高工效的有效策略

为了能够对机械数控加工技术进行合理的探究，提高机械数控加工技术水平，本文根据机械数控技术的运行原理以及我国机械数控加工的实际状况，对数控技术水平的提升提出相关有效策略。

（1）强化实际辅助工序的配备工作。辅助工序例如设备安装、换刀工序等，虽然不会直接影响数控加工的运行，但是对于数控加工的效率以及其生产产品的质量有着非常大的影响。如果不能合理配备相关工序，将导致设备运行的效率降低，甚至会出现操作错误、精密度下降等情况，从而为高质量的生产造成阻碍。企业在设备投资过程中，要充分地表达对于设备的要求以及生产的目的，同时组织企业内部相关一线操作人员进行实地的考察，选择最佳的设备以及最佳的工序来为加工生产提供有效的保障。

图1 自动换刀系统

图3 锻造钩尾框

（2）数控技术与专用机床完美结合。我国加工业正向高起点、大批量、专业化的方向发展，尤其是轨道交通装备行业。可以说，没有专业化就没有大批量；反之，没有大批量也很难形成专业化。这就使专用加工机床大显身手。如铁路货车行业的一种QF-1型锻造钩尾框的承载面为在平面基础上两侧有反八字型平面、中间部位为3mm深的通长圆弧形结构（见图4），受到钩尾框内腔的空间限制普通方法加工较难实现加工。如果加工平面、小八字形结构、圆弧形曲面需要有原有1台卧式铣床配备传动铣头、2台升降台卧式铣床、1台数控铣4台设备共同完成上述加工内容。而通过设计一台配备数控系统的专用机床（见图5），通过复合铣刀系统（见图6）对承载面进行加工，就解决了锻造钩尾框承载面加工难题，在一台设备上通过一次装夹能够实现平面型承载面、圆弧形承载面、大八字形承载面和小八字形承载面的加工，通过锻造钩尾框尾部承载面的加工工艺研究及装备的研制与应用，实现承载面专机用复合铣刀柔性化、复合化，减少了加工设备数量、装夹次数和重复定位误差，提高了产品交工质量、生产效率，同时降低了操作者的劳动强度，更提高了设备的负荷率、利用率。

图2 锻造钩舌

图4 QF-1型钩尾框的承载面

（3）强化专业人才队伍建设。机械数控加工技术弱化了传统工艺下对手工工艺的要求，因此很多的操作人员只需要经过简单的培训就可以上岗操作设备。但是机械加工设备对于仪器操作、程序编译等方面对人才提出了新的要求，很多的技术工人虽然能够利用设备进行生产加工，但是其实际的运行效率以及相关技术的拓展无法达标。企业在组织人才队伍时要特别注意对于现代机械数控加工技术人才的考核，并在人才上岗后定期根据实际技术的变化对人员进行培训学习，以使得企业能够一直掌握最新的数控加工技术或者获得最快速度的进步更新。

图5 承载面加工专机

图 6

结语

在铁路货车零部件制造行业中，通过配备数控加工技术的专用机床能有效提高柔性化、复合化，减少了加工设备数量，从而提高工效。但是在实际的运行中，企业还存在设备管理不到位、操作配备工作不重视和程序编译工作不达标等情况，使得我国的轨道交通装备制造业的加工技术进步困难。现阶段企业要根据实际的生产情况，科学地改善专用设备、符合实际的运行和操作设备，并加强设备操作人才的培养，让我国轨道交通装备制造业中的数控加工技术水平在实际的工业生产中得到不断提高。