五一专列发车 | 听有才车削，讲火车轮车削安全工艺

株洲轨道交通技术交流会

4月26日，第四届轨道交通先进金属加工技术交流会在“火车拉来的城市”——株洲盛大开幕。

本次会议由中车株机公司主办，山高刀具车削产品经理吴有才先生受邀出席本次会议，分享了山高刀具在轨道交通行业《火车轮车削安全工艺》的分享。

#有才的车削五一专列发车啦

穿越群山峻岭，横跨山河湖海的高铁

联结城市动脉血管，绿色低碳出行的地铁轨交，叮叮当当，走南闯北的货运火车，它们的轮子虽然都像一个大饼，材质、加工要求和修复工艺却大不相同。

五一出行前一起听听有才的车削，带您分解火车轮车削安全工艺。

一、零件和材料概述

火车轮在形状、尺寸和种类上变化多样，针对不同的用途、路况，对零件也有不同的要求。

依据位置、载荷和刹车系统，零部件会以不同的合金制造； 同一个车轮，对轮辋、轮辐和轮毂的硬度和强度要求是不同的。

下面就一起看一下有才的车削为您分解~

火车轮组件

1. 单体铁路新车轮

  —— 轧制、锻造和铸件

2. 弹性车轮和部件

  —— 中心轮、外轮、环

3. 火车轴、车轴箱

4. 轴承、制动垫、制动销、制动盘

R6T, R7T, R8T, R9T, Class A, Class B, Class C

火车轮的种类和要求

260种以上的车轮和100多种类型的环和弹性车轮轮毂

外径：400-1450 mm

质量：65-1050 kg

高速列车和现代动车组

高硬度高强度的大直径火车轮

高质量的表面精加工/纹理

客运列车和城际交通服务

中等和较小的火车轮

中等硬度和强度 

货运列车和山区安全

特殊热处理的高强度火车轮

高度弯曲复杂连接的轮辐 (S型连接的轮辐)图片

火车轮的材料

➱依据位置、载荷和刹车系统，零部件会以不同的合金制造；

➱R7和R8是最常见的软质车轮材料；

➱B-class和C-class最常见的硬质车轮材料； 

➱同一个车轮，对轮辋、轮辐和轮毂的硬度和强度要求是不同的。

火车轮加工面临的挑战

➱通常是恶劣的生产条件，如旧机器和速度限制，但要实现一定的生产力。 

➱优化加工车轮和车轮材料，通常包括种类繁多的车轮和工艺路径。

➱同一车轮的不同部位具有不同硬度水平，进行加工时要保持可靠的性能。

➱保持良好的切屑控制，以避免铁屑堵塞、刀片本身的破损或失速。 

➱在制动板接触的区域实现所需的表面粗糙度。 

➱在旧机床和长悬伸的不稳定性工况下稳定生产。

二、火车轮加工工艺

火车轮加工的工艺流程可根据不同类型的机床、车轮和表面光洁度要求而不同。然而，刀具基本上是相同的。以前的机床有2个刀塔，因此2个刀具将同时运行。最好平衡切削力，一把刀在轮毂端，另把刀在轮辋端。正反两侧的仿形加工刀具是相同的。一些车轮需要额外制动鼓座仿形精加工。

OP10工序SECO

采用内孔装夹方式

OP11 粗车轮辋

OP12 精车轮辋

OP13 轮辋端面粗车

OP14 轮辐仿形粗车

OP15 轮毂端面粗车

OP16 轮辐仿形粗车

OP17 轮辐仿形精车（针对有些车轮）

OP20工序SECO

采用外圆和端面装夹

大部分是和OP10工序仿形车削相同的刀具和切削参数。轮辋端面(OP23)区域一般会比较硬，这会导致刀具更容易损坏，一般推荐使用更耐磨的材质等级。

OP23 轮辋端面车削

OP24 轮辐仿形车削（至轮毂端面）

OP25 轮辐仿形车削（至轮辋端面）

OP26 轮毂端面车削

OP27 轮毂内孔车削

三、山高的解决方案

火车轮加工面临的挑战

偏心锻造或薄壁铸造

老旧设备/低设备刚性

包含耐磨颗粒/车轮不同部位的变化硬度

切深大 (1,0-12,0 mm) 和高进给（0,5-1,4 mm/转）

深且弯曲的轮辐需要刀具的长悬伸和更多刃口接触

刀片崩裂➱高强刃口

低线速度 (70-160 m/min)，特别在加工至车轮中心时，能够导致刀片形成梳状微崩，当使用冷却液时，最终导致刀片过早崩裂。

梳状微崩➱高韧材料

切屑控制困难，特别当低切深时。

高质量表面的需求，特别是肩部和刹车鼓接触面

难断屑和表面精加工➱高效屑槽

轮辋外圆和轮毂内圆粗车

SNMM250724-R7 

SNMM250924-R7

-R7断屑槽是火车轮粗加工的首选

适合包括软材料在内的各种材料的断续加工，它是强壮且易切削的断屑槽

加工参数范围：

f=0,4-1, 6mm /rev, ap=3-18mm

SNMM250724-RR6

-RR6是一种易切削的槽型

推荐用于粗加工较软的车轮

加工参数范围：

f=0,3-1,0mm/rev, ap=2-12mm

R3 – 高效精加工槽型

针对大型零件开发以提供通用的精加工和仿形加工能力。 

R3填充了槽型选型窗口的间隙，也可以用作大型难加工材料零件的中加工槽型，比如耐热合金（焊接连接部份也待探索）

RR93 – 改良粗加工槽型

RR93      

粗加工槽型被开发以填充槽型选型窗口间隙，并在重载加工上与竞品相比有优势。

RR93槽型满足了粗加工领域对可靠性和一致性的需求。

火车轮加工推荐槽型

完整的断屑槽工作范围

R3—精加工

加工范围：

f = 0,5-1,4 mm/rev

ap = 1-6 mm

RR93—中粗加工

加工范围：

f = 0,6-1,5 mm/rev

ap = 3-10 mm

RR97—重载车削

加工范围：

f = 0,7-1,6 mm/rev

ap = 3-12 mm

新的断屑槽强化了粗加工下的切屑控制和精加工下的断屑。