在铁路货车车轴加工中CNC机床的应用分析

2016-12-15王超

时代农机 2016年11期

关键词：结构钢碳素精车

王超

（中车齐齐哈尔车辆有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161000）

在铁路货车车轴加工中CNC机床的应用分析

王超

（中车齐齐哈尔车辆有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161000）

Computerized Numerical Control Machine，英文简称CNC，又称数控机床、数控车床，全称计算机数字控制机床。CNC机床在铁路货车车轴加工中的广泛应用，文章分析了在铁路货车车轴加工中CNC机床的机械加工工艺过程。

CNC机床；车轴；加工工艺

1 车轴钢材料

我国铁路货车车辆车轴的材质一直是采用碳素结构钢。从20世纪50年代的普通碳素结构钢发展到20世纪80年代的车轴专用优质碳素结构钢。优质碳素结构钢是碳素钢中磷、硫及其他有害杂质含量较低、纯洁度和化学成分均匀性较高，除含有铁、碳、硅、锰和限量以内的磷、硫等杂质元素及残余元素外，不含其他作为合金元素有意加入的元素；在生产过程中既要保证化学成分，又要保证力学性能。碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。铁路车辆用车轴钢的品种从LZ40车轴钢发展到现在使用的LZ50车轴钢。

2 CNC机床

Computerized Numerical Control Machine，英文简称CNC，又称数控机床、数控车床，全称计算机数字控制机床。计算机数字控制机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。车轴是铁路货车上的重要部件，其加工质量尤其是圆弧成型质量，直接影响了车辆的运行安全，严重者导致切轴事故发生。

3 加工过程分析

CNC机床加工是用系统允许的数字化指令信号，来控制设备运行和刀具运动轨迹，从而完成图1工件的外颈、两处圆弧的加工。为了获得高精度的工件，加工前，要做好准备工作。

（1）分析零件图样，确定加工工艺。①根据工件特点，合理安排工艺路线。图1在加工前的直径尺寸和两处圆弧的预留量均为4～5mm。考虑到机床的利用率，达到缩短生产周期的目的，在实际中分为半精车、精车两道工序，半精车预留1～1.5mm，精车预留0.3～0.4mm，最终磨削成型。②工件装夹方式确定。半精车为单端加工，采用两顶一夹的装夹方式，主轴端为三爪卡盘夹紧。精车为双端加工，采用两顶一摩擦装夹方式，主轴端为树脂合成摩擦片。③最佳切削参数选择。结合50钢车轴的性能和CNC机床要求，确定最佳切削参数如表1所示。④切削液选择。为降低切削温度，提高加工精度和刀具的耐用度，并考虑环境保护，采用高压风进行冷却。⑤坐标系原点确定。以车轴的设计基准为试切对刀点，轴线为X轴，端面为Z轴，点Qp即工件坐标系原点（编程原点）。通过工件试切，测得△X=X-D、△Z=Z，分别输入到offest界面的几何形状X、Z值里，即完成了工件零点偏置。⑥刀尖的切入切出。落刀时，选择G00快速接近车轴加工表面，G01直线进给切入工件，避免扎刀或折断刀具。抬刀时，使刀具沿工件的直线延长线切出，防止零件表面产生切痕，影响加工质量。⑦循环指令的使用。半精车分两刀切削完成。为提高加工效率，减少程序编辑和存储量，采用G73固定成型车削循环指令。⑧刀具补偿的设定。根据走刀路线，选择G41半径补偿，并将补偿值在CRT/MDI面板上用offset功能键置入刀具补偿寄存器内，然后在程序中用T0101指令进行调用。

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