轮对组装加工工艺分析及论证

黄志超 ,秦雷 ,李丽

 中车资阳机车有限公司机车事业部  四川 资阳   641301

摘要：基于对某机车轮对的加工工艺，从轮心、轮箍、整体轮对加工技术要求、工艺过程设计、装夹及定位基准的选择、加工过程的跟踪与确认、工艺参数的确定对轮对组装的加工工艺进行分析与验证。

关键字：轮心加工  工艺过程设计  定位基准  工艺参数

1绪论

轮对是火车车辆行走的重要行走部件，它的安全性、可靠性非常重要，加工质量直接影响机车行车安全。因此，对轮对的质量要求越来越高，既要保证其内在质量，又要保证形状尺寸及外观精度，本文将主要研究轮对的加工工艺，分析及论证轮对加工。

2 工艺方案确定

根据轮对结构，制定工艺流程为：长短轮心加工、从动齿轮热套、轮辋加工、轮箍组装、踏面加工。

2.1 主要设备、工装工具

2.1.1设备

1小面及高差精车：数控加工中心

2钻孔、攻丝：Z35钻床

3半精车内孔：C5116H10/8F-1加工中心

4精车内孔：数控立式车床

5半精车外圆：数字控制车床

2.1.2 工具工装

1轮心加工：100～250/0.01内径百分表、225～250/0.01外径千分尺、TR200粗糙度仪

2轮对组装：轮辋外径测量仪、225～250/0.01外径千分尺、160～250/0.01内径百分表、300～400/0.01外径千分尺

3　踏面加工：机车车辆轮辋内距尺、机车轮箍外径测量仪

3长短轮心的加工

3.1加工技术要求

幅板厚度公差小于4，幅板与轮辋连接处厚度公差为4，幅板与轮毂连接处厚度公差为4，幅板对内孔圆跳动小于2，轮心的圆弧表面和圆弧相切直面对基准比的斜向圆跳动公差为2.

3.2工艺过程设计

对工艺流程确定，对轮心来料检查-钻孔攻丝-精车内孔。加工前对轮心各主要尺寸和幅板厚度，圆跳动进行检查。

3.3装夹及定位基准的选择

将轮心油孔钻胎调至长轮心工位，用天车将轮心吊至轮心油孔钻胎上，再以轮辋外圆面及轮辋内侧端面相对轮心钻胎定位支撑面定位。精车采用三爪吊具将轮心吊至立式车床四爪卡盘上，注意，吊装平稳，防止磕碰及轮心平面需全部放平至四爪上，以轮心外侧面辋端面及外圆为基准找圆并采用百分表测量圆跳动找正工件完成装夹。

3.4加工过程的确定

 按轮心位置及尺寸用单脚卡划出钻孔位置，首先采用钻头手动锪孔后钻螺纹底孔,深度为40mm，钻油孔使得与内孔连接。在对底孔进行倒角，并直接攻丝，攻丝M24X2-6H，深度30mm.加工完成后采用高压风将孔内部铁屑以及冷却液吹出清理干净。采用塞规检测螺纹加工情况，通规全入，止规进入2-3扣即止住为合格。

长轮心加工找正对刀后半精车内孔留余量精车，再用成型刀具车出油槽。采用左偏刀刀具刃口相对对样板斜边对齐加工轮心小端孔口斜坡，后精车内孔，保证其圆柱度小于0.025，直线度小于0.02.此时需保证与车轴轮座间配合过盈量。 短轮心加工找正夹紧后半精车内孔，留0.5mm余量精车，同时加工处倒角C3，再用成型刀具在轮心深处90mm处车出油槽。

3.5加工参数的确定

1　钻孔：首先采用D35钻头，以主轴转速50r/min，进给量（0.45-0.6）Bmm/r，切削深度1mm，其次采用 D21.9钻头，以转速150r/min，进给量0.45，切削40mm。

2　半精车：采用45°左偏刀，以转速80r/min，进给量3.2，切削402.5mm。

3　精车：采用45°左偏刀，以转速120r/min，进给量0.5，切削402.5mm。

4 轮箍加工

4.1加工技术要求

轮箍内孔按轮心配作加工，内孔锥度方向应和轮辋锥度方向一致，并满足装配图过盈量要求。

4.2工艺过程设计

  轮箍毛坯自检--轮箍小面加工--轮箍大面及内孔加工--轮箍加工尺寸检查

4.3装夹及定位基准的选择

利用三爪吊具将轮箍吊上机床，吊装平稳，以大端端面为轴向基准，踏面外圆锥面为径向基准找圆，用四爪卡盘夹紧，注意夹紧力应均匀避免产生不均匀变形。

4.4加工过程的确定

半精车加工加工轮箍端面使得轮箍的宽度为144mm ，采用杯刀精车加工轮箍端面使得轮箍的宽度为142mm，此处应靠轮缘处测量，在用左偏刀加工内孔轮箍孔至894，孔深124mm，加工止挡内孔至尺寸，止挡端面使得轮箍内孔深为127mm，后半精车内孔，留单边约0.2mm精车余量。

5轮对组装及加工

5.1加工技术要求

两轮心轮辋外侧端面的实际尺寸a1a2对称度划线≤1，轮对左右轮箍滚动圆直径之差小于等于0.5，轴轮径差小于等于2。

5.2工艺过程设计

具体组装工艺流程为加工齿轮座及防尘座---轮辋/外侧距加工--检查轮辋加工质量--踏面积内侧距离加工--轮对检查

5.3装夹及定位基准的选择

用软吊带将轮对吊上车床前，车轴短端中心孔以车床主轴顶尖定位，长端毅尾座活动顶尖定位夹紧，再用四爪卡盘江车轴夹紧以传递扭矩，夹紧车轴前需加铜皮保护。

5.4加工过程的确定

首先加工轮心光辋面直径，因外面比较大容易产生振动从而影响尺寸精度和表面光洁度以及锥度大小，所以在加工过程需采取较低转速进行加工，此面加工需注意尺寸精度，由于千分尺比较大且重极不易测量同时需轮箍过盈量避免公差超出范围，然后加工齿轮座，

要求转速以及走刀速度较慢。

齿轮座和从动齿轮内孔按过盈配合量加工，表面需滚压已保证表面粗糙度，其次是加工防尘座尺寸合格，此时注意的是齿轮座和防尘座交界台阶处有一个圆弧，在加工防尘座时需留量然后用成型刀缓慢进刀，此时半边轮心已加工完成。

其次装齿轮以及另外一侧待加工轮心，装好后预检各部尺寸，据图纸测量要求用专用量具对a1a2对称度划线（a1a2≤1），画好后吊装上车床两顶尖装夹，计算轮心两侧余量并以划线点对刀加工两轮的外侧，然后以外侧为基准点测量轮子的宽度后加工。

轮对整体加工完后最后一个步骤就是热套轮毂，通过高温淬火两轮毂套上轮心，套上后加上扣环固定完成踏面准备。首先用机车轮位盘位测量仪a尺寸并将其测量值用粉笔记录在轮箍踏面上，并确定加工余量保证左右轮箍跳动直径之差小于等于0.5， 再将轮对吊至车轮床升降工作台上，是轮对齿端在床身一侧，两端轮箍及内侧面相对于工作台定位台阶定位，使用顶尖顶紧车轴两端中心孔，并使卡爪撑住轮箍止挡处，根据两端a尺寸确定轮箍内侧面的加工量，使内侧距离为1440±1，两端a尺寸之差小于等于1，轮箍厚度为140，d1050同时左右轮箍滚动圆直径之差小于等于0.5。同一转向架小于等于1，同一机车个轴轮径差小于等于2。用踏面检查踏面形状，踏面与样板闪缝小于等于0.5.检查时应贴紧轮缘内侧面。

5.6加工参数的确定

1　粗车：首先采用 90°车刀，以转速125r/min，进给量（0.45-0.6）Bmm/r，切削3mm。其次采用 45°左右偏刀，以转速80r/min，进给量0.45，切削2mm。

2　精车：首先采用90°车刀，以转速230r/min，进给量0.3，切削0.5mm。其次45°左右偏刀，以转速125r/min，进给量0.3，切削0.5mm。

6结论

   通过对某车型长短轮心、轮箍、整体轮对的加工工艺方案跟踪，以及相应的设备刀具确认，在加工过程中对相应难点、重点的控制，有效顺利的加工，保证其精度尺寸要求。为后续批量生产奠定了基础。

7参考文献

[1] EN13260:2009 路应用轮对和转向架轮对生产要求。