摘 要：本文闡述的40Cr圓銷是鐵道部運輸局運裝貨車〔2010〕575號規(guī)定的鐵路貨車用制動圓銷，現(xiàn)已在鐵路新制貨車和既有貨車轉(zhuǎn)向架固定杠桿與固定杠桿支點，固定杠桿支點與固定杠桿支點座，固定杠桿、游動杠桿與制動梁支柱，固定杠桿、游動杠桿與中（下）拉桿間、柔性支點內(nèi)的鏈蹄環(huán)間采用。我公司根據(jù)《鐵路貨車制動扁孔圓銷和圓銷技術(shù)條件》要求，從2010年9月份起，著手扁孔圓銷試制工藝研究。經(jīng)過近一年時間的逐漸完善，2012年已確定了扁孔圓銷批量生產(chǎn)制作工藝。本文從下料、沖孔、車削、壓型、調(diào)質(zhì)、表面淬火+回火、探傷及發(fā)黑等方面對扁孔圓銷的批量制作工藝進行了較為詳細的敘述。

關(guān)鍵詞：40Cr 扁孔圓銷 批量生產(chǎn) 制作工藝 下料 沖孔 壓型 調(diào)質(zhì) 探傷 發(fā)黑

中圖分類號：TU714 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0134-01

2010年8月27日至2012年4月12日期間，鐵道部運輸局先后下發(fā)運裝貨車〔2010〕575號、運裝貨車745號及運輛貨車函[2012]187號文件，制定了鐵路新制貨車和既有貨車制動圓銷改造方案，規(guī)定轉(zhuǎn)向架固定杠桿與固定杠桿支點，固定杠桿支點與固定杠桿支點座，固定杠桿、游動杠桿與制動梁支柱，固定杠桿、游動杠桿與中（下）拉桿間、柔性支點內(nèi)的鏈蹄環(huán)間采用扁孔圓銷，扁孔圓銷需求量大增。

從2010年9月，著手扁孔圓銷試制工藝研究。通過部級認證后開始小批量生產(chǎn)、經(jīng)過不斷的工藝改進，2012年已確定了成熟的扁孔圓銷批量生產(chǎn)制作工藝，現(xiàn)生產(chǎn)能力達到每月十余萬件，確保公司貨車造修用扁孔圓銷的供應(yīng)。

1 生產(chǎn)依據(jù)

1.1 生產(chǎn)依據(jù)

Q/QC56-125-2010鐵路貨車制動扁孔圓銷和圓銷。

1.2 相關(guān)要求

扁孔圓銷型式符合圖1規(guī)定。

2 工藝流程

下料→沖扁孔→車削外圓及端面→頭部加熱及壓型→調(diào)質(zhì)→表面淬火+回火→探傷→發(fā)黑。

3 工藝內(nèi)容

3.1 下料

采用現(xiàn)有的棒料剪切機，使用定位板和刀板進行定位剪切下料，保證尺寸。

由于熱沖孔過程存在制件的表面變形，選擇比制件直徑規(guī)格大4 mm的棒料。該規(guī)格棒料經(jīng)不用偏心裝夾車削外圓后，沖孔變形能被有效消除，提高工作效率。

通過計算和生產(chǎn)實際情況，確定各規(guī)格下料的最佳長度為：（1）Φ20扁孔圓銷下料長度L=L1+47；（2）Φ28扁孔圓銷下料長度L=L1+65；（3）Φ32扁孔圓銷下料長度L=L1+68；（4）Φ36扁孔圓銷下料長度L=L1+72。

式中L1為成品扁孔銷頭部下平面與扁孔最近距離（即圖1中的L1）

3.2 沖扁孔

采用160 kW可控硅中頻電源裝置進行加熱，壁式冷凝器循環(huán)系統(tǒng)進行冷卻，風(fēng)冷和水冷同時進行。采用80 t或100 t沖床進行扁孔沖壓。沖床安裝好沖孔模后，將圓銷桿部一端置于電爐感應(yīng)裝置上加熱，加熱長度控制在30～40 mm之間，加熱溫度為1000 ℃～1150 ℃之間時取出放入沖床下模中進行沖扁孔。

沖孔模具的結(jié)構(gòu)決定產(chǎn)品的沖孔質(zhì)量。試制初期，沖孔后桿徑變形過大，給加工帶來極大的不便。公司自行設(shè)計制造了沖頭及沖孔模具，在沖床上下行程過程中自動快速完成夾緊、沖孔、松開動作。同時輔助采用循環(huán)泵，實現(xiàn)沖孔過程中自動澆水冷卻，解決模具升溫過快問題，提高模具生產(chǎn)壽命。

3.3 車削外圓及端面

試制初期，采用普通車床進行扁孔圓銷外圓加工，由于扁孔處斷續(xù)車削，存在打刀現(xiàn)象，1臺普通車床加工外圓及兩端面需用時約5～10 min，工作效率極低，成為制約扁孔圓銷批量生產(chǎn)的瓶頸問題。采用YT系列的硬質(zhì)合金可換刀頭，可以減少打刀現(xiàn)象，也可以快速更換刀頭，減少磨刀時間，有效提高加工效率。為了達到批量生產(chǎn)能力，新增2臺專用自動機床對圓銷桿部進行車削，實現(xiàn)兩端面車削及桿部外圓車削兩部進行，機床自動上料，極大地提高了車削加工效率，每個工件只需2 min左右。

車削外圓時必須嚴格保證桿部直徑尺寸，可以用壓型下胎模型進行自檢，減少檢測時間。壓型前對車削產(chǎn)生的毛刺必須徹底清除，以保證壓型后表面質(zhì)量。

3.4 頭部加熱及壓型

采用中頻爐進行加熱。首先啟動冷卻水系統(tǒng)，然后啟動中頻爐，將圓料的一端約35～40 mm放入電爐感應(yīng)圈內(nèi)加熱，加熱時間60～90 s，達到700 ℃后取出壓型。但加熱溫度不得高于750 ℃。加熱圓料時不允許有過熱、過燒等鍛造缺陷，過熱、過燒的圓料不允許壓型使用，加熱后圓料不允許蘸水。

壓型在摩擦壓力機上進行，自制頭部壓型模具。批量壓型前首先要進行試壓型，以檢查其下料尺寸、模具等是否符合要求，試壓合格后方可批量壓型。壓型時要沖滿，標記清晰，圓銷表面不得有裂紋、發(fā)現(xiàn)裂紋的要及時挑出。

3.5 調(diào)質(zhì)

采用現(xiàn)有的保護氣氛網(wǎng)帶爐生產(chǎn)線進行淬火加熱，淬火裝爐溫度為840 ℃，保溫溫度為840±10 ℃，保溫時間為30～40 min，淬火劑溫度不大于30 ℃，工件淬火后的硬度應(yīng)大于45 HRC。采用具備風(fēng)扇的75kw回火爐進行回火加熱。自制了淬火筐及回火筒，用于裝盛扁孔圓銷?；鼗饻囟葹?00℃～350℃，保溫時間為120～150 min，保溫結(jié)束后立即出爐空冷。回火硬度規(guī)定為30～35 HRC。

3.6 探傷

采用磁粉探傷機進行逐件連續(xù)濕法探傷，探傷部位為兩端面以外的全部外表面。

3.7 發(fā)黑

采用帶加熱裝置的堿性除油槽、內(nèi)襯防腐裝置的酸洗槽、帶有電加熱裝置的發(fā)黑槽、浸油槽及清洗槽進行發(fā)黑處理。按照溶液的合適配比、溶液溫度和浸液時間進行操作，扁孔圓銷表面氧化膜均勻呈黑色，不允許呈現(xiàn)紅棕色或紅色氧化斑點。

4 結(jié)語

40Cr扁孔圓銷是鐵路貨車用新型制動圓銷，造修需求量大。我公司按此工藝已批量生產(chǎn)一年，不但能夠滿足新造4000輛/年及檢修10000輛/年同時生產(chǎn)使用，而且具有外銷能力。

參考文獻

[1]姜江，彭其鳳.表面淬火技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006，1.

[2]鐵道部運輸局裝備部.鐵路貨車制動扁孔圓銷和圓銷技術(shù)條件[R].2010，8.