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五一专列发车 | 听有才车削,讲火车轮车削安全工艺

发布时间:2023-04-29
来源:山高刀具
阅读量:3191

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。


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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。


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#有才的车削五一专列发车啦


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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


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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


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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 


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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


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火车轮的材料


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➱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


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➱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。


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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


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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)


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OP20工序SECO


采用外圆和端面装夹


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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。


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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


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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。


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火车轮加工推荐槽型



完整的断屑槽工作范围


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R3—精加工


加工范围:

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

ap = 1-6 mm


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RR93—中粗加工


加工范围:

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

ap = 3-10 mm


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RR97—重载车削


加工范围:

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

ap = 3-12 mm


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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。

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