王超

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

在鐵路貨車車軸加工中CNC機(jī)床的應(yīng)用分析

王超

（中車齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

Computerized Numerical Control Machine，英文簡稱CNC，又稱數(shù)控機(jī)床、數(shù)控車床，全稱計算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床。CNC機(jī)床在鐵路貨車車軸加工中的廣泛應(yīng)用，文章分析了在鐵路貨車車軸加工中CNC機(jī)床的機(jī)械加工工藝過程。

CNC機(jī)床；車軸；加工工藝

1 車軸鋼材料

我國鐵路貨車車輛車軸的材質(zhì)一直是采用碳素結(jié)構(gòu)鋼。從20世紀(jì)50年代的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展到20世紀(jì)80年代的車軸專用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是碳素鋼中磷、硫及其他有害雜質(zhì)含量較低、純潔度和化學(xué)成分均勻性較高，除含有鐵、碳、硅、錳和限量以內(nèi)的磷、硫等雜質(zhì)元素及殘余元素外，不含其他作為合金元素有意加入的元素；在生產(chǎn)過程中既要保證化學(xué)成分，又要保證力學(xué)性能。碳素鋼的性能主要取決于含碳量，含碳量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性和可焊性降低。鐵路車輛用車軸鋼的品種從LZ40車軸鋼發(fā)展到現(xiàn)在使用的LZ50車軸鋼。

2 CNC機(jī)床

Computerized Numerical Control Machine，英文簡稱CNC，又稱數(shù)控機(jī)床、數(shù)控車床，全稱計算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床。計算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動作并加工零件。車軸是鐵路貨車上的重要部件，其加工質(zhì)量尤其是圓弧成型質(zhì)量，直接影響了車輛的運(yùn)行安全，嚴(yán)重者導(dǎo)致切軸事故發(fā)生。

3 加工過程分析

CNC機(jī)床加工是用系統(tǒng)允許的數(shù)字化指令信號，來控制設(shè)備運(yùn)行和刀具運(yùn)動軌跡，從而完成圖1工件的外頸、兩處圓弧的加工。為了獲得高精度的工件，加工前，要做好準(zhǔn)備工作。

（1）分析零件圖樣，確定加工工藝。①根據(jù)工件特點(diǎn)，合理安排工藝路線。圖1在加工前的直徑尺寸和兩處圓弧的預(yù)留量均為4～5mm?？紤]到機(jī)床的利用率，達(dá)到縮短生產(chǎn)周期的目的，在實(shí)際中分為半精車、精車兩道工序，半精車預(yù)留1～1.5mm，精車預(yù)留0.3～0.4mm，最終磨削成型。②工件裝夾方式確定。半精車為單端加工，采用兩頂一夾的裝夾方式，主軸端為三爪卡盤夾緊。精車為雙端加工，采用兩頂一摩擦裝夾方式，主軸端為樹脂合成摩擦片。③最佳切削參數(shù)選擇。結(jié)合50鋼車軸的性能和CNC機(jī)床要求，確定最佳切削參數(shù)如表1所示。④切削液選擇。為降低切削溫度，提高加工精度和刀具的耐用度，并考慮環(huán)境保護(hù)，采用高壓風(fēng)進(jìn)行冷卻。⑤坐標(biāo)系原點(diǎn)確定。以車軸的設(shè)計基準(zhǔn)為試切對刀點(diǎn)，軸線為X軸，端面為Z軸，點(diǎn)Qp即工件坐標(biāo)系原點(diǎn)（編程原點(diǎn)）。通過工件試切，測得△X=X-D、△Z=Z，分別輸入到offest界面的幾何形狀X、Z值里，即完成了工件零點(diǎn)偏置。⑥刀尖的切入切出。落刀時，選擇G00快速接近車軸加工表面，G01直線進(jìn)給切入工件，避免扎刀或折斷刀具。抬刀時，使刀具沿工件的直線延長線切出，防止零件表面產(chǎn)生切痕，影響加工質(zhì)量。⑦循環(huán)指令的使用。半精車分兩刀切削完成。為提高加工效率，減少程序編輯和存儲量，采用G73固定成型車削循環(huán)指令。⑧刀具補(bǔ)償?shù)脑O(shè)定。根據(jù)走刀路線，選擇G41半徑補(bǔ)償，并將補(bǔ)償值在CRT/MDI面板上用offset功能鍵置入刀具補(bǔ)償寄存器內(nèi)，然后在程序中用T0101指令進(jìn)行調(diào)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

圖1 RD2型車軸成品圖

TG659

A

2095-980X（2016）11-0020-01

2016-10-28

王超（1989-），吉林白城人，主要研究方向：鐵路起重機(jī)及特種貨車的的機(jī)械加工。