鐵路貨車車軸加工中CNC機床的應用分析

侯宏春

摘 要：因現階段下，鐵路貨車作為與國民日常生產生活息息相關的運輸手段，受到了國民的關注。而車軸作為鐵路貨車質量保障的重要部分，其在加工期間還可能存在尺寸不符、質量無法滿足鐵路貨車長期運輸等問題，因此本文主要針對鐵路貨車車軸加工中的CNC機床的應用進行了探討與分析，以期能夠為相關工作人員的后續研究提供良好的借鑒，也為提高鐵路貨車車軸的質量奠定堅實的基礎。

關鍵詞：鐵路貨車；車軸加工；CNC機床；應用分析

前言

現階段下，鐵路貨車為國民生活生產提供了大量的便利條件，將各地所需要的物品與生活用品進行了全國范圍內的運輸，減小了環境、季節等客觀原因對國民日常生活生產的影響。但因其需要長期進行運輸活動，因此鐵路貨車的質量顯得尤為重要，也同樣受到了大量人民群眾與專業人士的關注與重視。而車軸作為鐵路貨車中重要的組成部分，加強對車軸加工，可有效提高貨車的運行速度與運行質量。因此隨著相關技術的提高，我國開始利用CNC機床來對鐵路貨車車軸進行加工，以保證其應用的準確性與效率性，為鐵路貨車的運行安全提供保障。

1.車軸鋼材料

我國在鐵路貨車車輛車軸所的材料多為碳素結構鋼。但從1950年至1980年左右，開始將優質碳素結構鋼作為車軸專用材料，因該材料內部含有磷、硫量較少，且對于人體有害的雜質含量也非常的低，因此使優質碳素結構鋼內部的純度與化學成分均勻度都非常的好[1]。鐵路貨車車軸所應用的優質碳素鋼的性能是否優異，則取決于其內部的其內部的碳含量。如果碳的含量增加，貨車車軸內的鋼強度、硬度也會隨之增大，這一系列操作所帶來的便是塑性、韌性與可焊接性降低的效果。

2.CNC機床加工

計算機數字控制機床，即CNC機床，其別名又稱為數控機床或數控車床，其是在計算機技術發展日益迅速的今日所衍生出來的一種新型的機床操作技術。通過計算機數字技術對其進行控制的，一種借助已有程度來控制系統的自動化機床。該控制系統因提前在計算機中進行了編制與運行，因此其擁有一定的邏輯性。能夠對控制編碼或者其他符號指令進行識別，并根據規定的順序進行操作，實現譯碼工作。之后，對機床作出指令，使其可以實現自動化運行并加工零部件。鐵路貨車車軸作為其重要的部件之一，其質量對于貨車整體運行安全性而言，具有非常直接的影響。因此在制作鐵路貨車車軸時，要保證其質量符合操作要求，尤其是要做好圓弧成型車軸的質量保障。要將可能影響鐵路貨車運行穩定性安全性的事件降至最低，同樣也可減少切軸事故發生的可能性。

3.鐵路貨車車軸在CNC機床中的加工

CNC機床加工是借助計算機數據信息技術，對機床發出數字化的指令，進而使其來完成一系列的自動化操作。但為了所加工的車軸能夠符合鐵路貨車的實際需求，需要在加工前做好準備工作，進一步確保車軸的質量與應用有效性。

3.1對車軸部件圖進行分析，選擇合適的加工工藝

1）需要根據車軸部件的加工特點來選擇適當的加工工藝，以保證車軸最終的質量。在加工前，部件間的需要進行預留，即在直徑尺寸與兩處圓弧處保持4～5mm的預留空間。與此同時，為節省生產周期，需要提高機床的利用率，因此可將車軸加工分為半精車與精車兩道工序，最終實現磨削成型目的。

2）工件裝夾方式的確定。即半精車對車軸進行單一端口的加工，而精車則為雙端口的加工。

3）最佳切削參數選擇。結構車軸的性能與CNC機床的加工需求，來確定鐵路貨車車軸的最佳切削參數。

4）切削液的選擇。切削液的功能要滿足降低切削溫度、提高加工精準度與刀具設備耐用性等需求。

5）坐標系原點確定。以車軸為原點進行試切對切點，然后利用計算蘇式得到 工件零點的偏置。

3.2運動軌跡點的坐標計算方法

因車軸圓弧間是具有相切性的，因此為了保證鐵路貨車車軸在加工期間能夠實現理想中的精確度，那么便需要借助CAD繪圖的方式來得到各個基點間的坐標值，即鐵路貨車車軸間最為準確的點。

3.3編制車軸加工程序

在完成了上述一系列的操作后，便需要針對鐵路貨車車軸的程度進行編制。在編制階段，需要借助步驟二中所計算出來的精神性較高的坐標值，然后根據CNC機床所發出的運行指令來進行操作。完成程度的編輯與制作后，便能夠利用CRT/LCD面板上的功能鍵或者是RS-232C通信口將鐵路貨車車軸加工的程序錄入其中，進行操作。

3.4仿真繪圖與首件試切

將鐵路貨車車軸加工程度錄入到設備中，在TUTO方式下，按下CRPHA功能鍵，開始進行仿真繪圖，之后需要再次驗證程度是否正確。為了確保所設置的程度以及仿真圖內數據的真實有效性，還需要進行首件試切操作，來以樣件的形式證實鐵路貨車車軸設計是否滿足實際需求，保證萬無一失。

結束語

車軸作為鐵路貨車中重要的組成部件，對于其整體質量及運行的安全可靠性具有直接性地影響。因此要保證車軸應用的有效性，則要從加工時便做好質量。在本文中主要借助CNC機床技術對其進行了一系列的生產操作，在計算機數字信息技術的支持下，實現機床自動化操作與零件的生產，且在此期間還通過運動軌跡點計算來確保坐標的準確性，然后編制車軸加工程序，做好仿真繪圖來證實車軸部件各個坐標的尺寸問題，且通過首件試切來進一步確定車軸能夠符合鐵路貨車實際應用需求，從根本上便將因車軸質量問題所導致的安全隱患控制在最小范圍內，為鐵路貨車運行安全奠定堅實的基礎。

參考文獻

[1] 王超.在鐵路貨車車軸加工中CNC機床的應用分析[J].時代農機，2016，43（11）：20+22.