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    大連昭和巨坤精工有限公司

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    加工故事

    機車關鍵零部件應用刀具的特點

       對機車關鍵零部件的加工工藝進行分析后發現,加工難度高的零件主要有機車柴油機關鍵零部件如機體、機座、曲軸、連桿等,機車走行部分的關鍵零部件如滾動抱軸箱、空心軸裝配、承載式齒輪箱等,這些零件不僅結構復雜,制造精度高,表面粗糙度要求高,要求零件不僅有良好的互換性,又要有強度和剛性,這些因素促使關鍵零部件加工中大量使用高性能的標準刀具和專用刀具進行加工。目前,機車柴油機關鍵零部件加工中外購高性能標準刀具和非標刀具比例約為1:1;機車走行部分的關鍵零部件等加工中外購高性能標準刀具和非標刀具比例約為6:4。

       應用刀具的選擇
       在實際加工中刀具的選擇主要考慮以下幾個因素:工件材料、工件形狀、加工精度,加工機床、系統剛性、表面粗糙度等。
    以柴油機機座的主油道ø79.324+0.074孔的加工為例,機座毛坯采用球墨鑄鐵QT500。
    由于該孔是主油道密封的部位,孔的表面粗糙度為Ra0.8,每臺機座共有10個主油道ø79.324+0.074孔,孔的長度為100mm,它們之間的間距最大為300mm,而且由于該孔位于封閉腔的末端,采用龍門加工中心的現有附件頭難以達到加工部位,無法實現加工。機座總長度為3000mm,用普通鏜桿加工由于調整刀具和鏜模時封閉腔看不到調整位置,加工質量難以保證。

       龍門加工中心應用德國瑪帕(Mapal)公司生產的精密專用鏜鉸刀的加工方案,切削工藝圖,其中連接鏜桿和切削鏜桿各一件,支撐鏜桿三件(都鑲有合金支撐導條),切削鏜桿前置一把精鏜刀,后置一把單刃精鉸刀,安裝機夾可調的硬質合金鏜刀片和鉸刀片,采用先鏜后鉸的加工方式,鏜刀加工以定位孔為導向加工第一段主油道孔,鏜刀加工尺寸小于鉸刀加工尺寸,鉸刀精加工后可獲得表面粗糙度Ra0.8的高精度孔,第二段及其他主油道孔從切削開始就以導條支撐為定位導向,抵消了刀具和主軸因切削力而產生的震動,應用效果:10段ø79.324+0.074孔加工后經檢測尺寸全部合格,表面粗糙度全部達到Ra0.8,操作簡單效率高,有效地滿足了主油道的密封要求。

       大連機車車輛有限公司始建于1899年,隸屬于中國北車股份有限公司。是國內內燃機車、電力機車設計、研發和制造的龍頭企業,產品在中國鐵路市場占有重要地位,是鐵道部重點扶持的6家技術引進制造商之一,也是我國惟一能同時研制內燃機車、電力機車、柴油機、城市軌道車輛的國家重點大型企業。

       隨著大連機輛公司的持續發展,和國際大公司不斷進行技術合作,研發的新型機車的關鍵零部件的制造精度都有大幅提升,大量采用新型材料使加工難度增大,關鍵零部件的高效加工問題一直是企業研究的主題。高性能刀具在企業中廣泛使用,使機械加工技術迅猛發展,但買好刀具容易,用好刀具很難,如何使用刀具有效達到降本增效的目的更是成為公司當前研究的重點。

       對機車關鍵零部件的加工精度較高的工序(如機體的主軸承孔、滾動抱軸箱大小端孔等)選用的刀具(如精鏜刀等)的整體性能和質量要求非常高,選用的刀具主要依賴進口,基本為國際知名品牌刀具,國產刀具的整體性能和進口刀具相比有一定差距,主要用于加工精度略低的工序。國產銑削刀具在機車關鍵零部件的加工應用較多,性價比較好,如空心軸齒型銑刀等復雜刀具采用國內刀具能有效降低成本,保證質量。

       刀具材料中硬質合金刀具在數控刀具材料中占主導地位,硬質合金刀具主要用于機車關鍵零部件的半精加工及精加工,其他如高速鋼等刀具主要用于零件的粗加工,加工中應用的硬質合金刀具包括各種機夾可轉位刀具,整體式立銑刀、鉸刀、絲錐和鉆頭等,應用范圍相當廣泛。涂層硬質合金刀具有比基體有更高的硬度、耐磨性、耐熱性的特點,約占硬質合金刀具總數60%。對整體硬質合金銑刀、鉆頭、鉸刀、擴孔鉆和復雜刀具,公司進行了可重磨的工藝開發,這些刀具經重磨后還可繼續使用,節省了大量的刀具費用。

       陶瓷刀具的應用還處于起步階段,由于工件的材料(主要為鑄鐵和合金結構鋼)加工中斷續切削較多,陶瓷刀具耐沖擊差的特點限制了其應用。
       節能環保的綠色切削刀具已應用于公司新購設備的配刀中,高速切削方式已初步取得成效,并將隨著公司刀具降本增效研究的進一步深入得到推廣。公司下一步將借鑒發達國家使用先進刀具所具有的高速度、大進給、小切深的理念,與國際先進切削理念接軌,研發先進的切削工藝技術。

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