螺紋銑削技術在高速動車組構架加工中的應用

郭德超 陳紅萊

（中車青島四方機車車輛股份有限公司，山東 青島266111）

站在軌道客運車輛運行角度來說，最為常見的走行部件當屬轉向架，其中，構架作為該類結構的主體所在，能夠借助于加工部分的零部件裝備，最終聯合成一個整體。相比之下，構架自身組成結構比較復雜，涉及到的加工形式有很多，如鉆、鉸、攻等等，實際加工形式的選擇，直接決定著構架的加工質量情況，同時也會對轉向架使用性能產生影響。由于傳統加工形式已經無法滿足現階段的應用需求，使得螺紋孔加工質量的改善成為必然。

1 構架螺紋孔設計現狀

現階段，很多公司在構架螺紋孔加工和設計操作之中，主要應用的是傳統攻螺紋加工措施，提前做好螺紋孔底孔，之后借助于螺紋絲錐實現連續切削加工，主要方式為機動或者是手動。總的來說，攻螺紋在孔的內部執行加工操作，所產生的切屑極容易導致堵塞問題出現，增加了相關零部件折損現象的發生幾率。實際螺紋孔加工質量情況，容易對構架零部件裝配產生直接影響，進而降低轉向架的使用性能。另外，針對于螺紋孔出現的尺寸超差或者是部分螺紋損壞等問題，工作人員可以選擇鑲嵌鋼絲螺套和擴孔焊補等加工方式，避免后續處理操作出現問題。站在主體工作角度來說，無論工作人員最終選擇哪種處理形式，均會消耗大量的人力和物力資源，降低螺紋孔的耐久性。傳統攻螺紋加工需要消耗的成本雖然較低，但生產效率有限，為此，各企業還要以靈活、高效的螺紋加工方式應用為主，避免企業經濟效益受到影響。

2 牽引拉桿座M36 螺紋孔加工難點

高鐵動車的行駛速度一般在300km/h 左右，對于其構架牽引拉桿座，可以借助于M36 螺紋孔與車體有效連接在一起。牽引拉桿座屬于是轉向架之中主要的受力部件，容易對列車的主體運行產生影響。所以說，如果該處螺紋孔出現質量問題，也無法對其進行更換，工作人員只能采用擴孔焊補再加工形式進行處理操作，但該項施工的成本消耗較大，技術工藝也比較復雜。應用傳統機攻或者是手攻形式實施拉桿座M36 螺紋孔牽引操作，能夠呈現出以下幾方面問題：

首先，由于螺紋孔自身直徑較大，加工操作中涉及到的切削力同樣也會有所提升，此時，工作人員無論采用哪種攻螺紋，均需要承受切削力的巨大變化，增加了絲錐折斷風險。其次，在螺紋孔應用過程中，主要以盲孔為主，絲錐很難在盲孔底部之中成功加工出全螺紋，而且積壓在孔底的切屑很難排出，再加上本身加工空間有限，只能應用規格較小的窄銑頭執行加工操作，該類銑頭不帶內冷，容易對后續冷卻潤滑效果產生影響，增加絲錐的磨損程度。最后，實際螺紋孔手動攻螺紋在加工過程中，對工作人員的自身操作要求極高，這主要是由于螺紋孔徑較大，手攻操作起來比較費力，導致螺紋孔質量很難得到保障。

實際構架小直徑內螺紋加工操作執行時，工作人員可以選擇使用絲錐攻螺紋方式，可以進一步提升主體加工操作的效率和成功率。但受到牽引拉桿座M36 螺紋孔直徑較大且盲孔性高的影響，無論是機攻還是手攻形式，均難以對螺紋加工質量提供保障。

3 螺紋銑削工藝介紹

從實際高速動車組構架加工操作中能夠看出，螺紋銑削技術主要是借助于數控機床中的三軸聯動功能，執行相應的螺旋插補銑削操作，此時，能夠開展機床控制刀具，執行相應的螺旋運動。實際螺紋銑削操作的執行，實際圓周運動會產生相應的螺紋直徑，在垂直方向上也會出現移動情況，最終產生螺距。除此之外，相關工作人員還要根據實際螺紋銑刀的實際旋轉方向，以及沿軸運動方向，出現左旋內螺紋、右旋內螺紋以及右旋外螺紋等不同形式。總的來說，螺紋銑刀在工作過程中，并不會受到螺紋規格和螺距的影響，可以在加工中應用高速切削形式，實現加工效率的大幅提升。

在螺紋銑削操作執行過程中，可以不受螺紋結構以及螺紋旋向等限制，執行科學有效的加工操作。例如，某牽引拉桿座M36 螺紋孔在制作時，要求螺紋深度需要打到45mm 左右，如果該種情況遇到了盲孔加工，此時用絲錐加工孔底部很難對完整的螺紋進行獲取，最終導致螺紋深度與相關要求不符。當絲錐達到螺紋孔底之后，主軸便會處于反轉狀態，在此過程中，絲錐仍然需要向前移動一段距離，增加了絲錐折斷的風險。為了將上述問題解決，工作人員需要對螺紋銑削進行應用。該螺紋銑刀尖端具備完整的螺紋形狀，當加工到底部之后，仍然可以見到完整的螺紋，此時，該種方式下的螺紋銑刀能夠對刀具的停止點進行有效控制，保障螺紋孔深度處于合理范圍內。更為重要的是，通過絲錐執行螺紋孔加工操作，實際切削速度較低，加工效率不高。反觀螺紋銑削，刀具能夠逐步進入到攻件材料之中，而且實際切削力較小，不容易被折斷，刀具本身具備足夠的排屑空間，即使切削液不是很充足，細碎的切屑依然可以輕松的沖出，并保護加工表面不會出現任何傷害。反觀刀具壽命，螺紋銑刀的壽命較長，還能更好的保證牽引拉桿座M36 螺紋孔質量不受任何影響。

4 螺紋銑削刀具及加工方式確定

4.1 螺紋銑削刀具

4.1.1 圓柱螺紋銑刀

實際圓柱螺紋銑刀在應用過程中，最為常見的形式有兩種，即粗牙螺紋和細牙螺紋，刀身自身不會出現螺旋升程情況，人們可以借助于機床的自身運動做好螺紋加工操作，不但可以進行左旋螺紋加工，還能執行右旋螺紋加工。站在刀具材質角度來說，主要以硬質合金或者是涂層為主，在使用過程中，實際切削操作顯得比較平穩，壽命較長，可以在小直徑螺紋銑削之中得到廣泛應用，在大螺距螺紋加工效果十分有限。

4.1.2 機夾式螺紋銑刀

該種銑刀與普通的機夾式銑刀結構相似，主要是由刀桿和刀片組合而成，實際刀片在使用過程中也容易被替換，刀桿也能在后續重復應用。需要注意的是，實際機夾式螺紋銑刀自身抗沖擊能力有限，但刀具制造成本較低，適合站在M20 以上的大直徑螺紋加工中進行應用，加工成本投入量較低。在選擇機夾式螺紋銑刀操作時，工作人員需要對加工螺紋直徑以及螺紋深度等進行充分考慮，為后續工作的執行創造有利條件。

4.1.3 螺紋切頭

一般來說，常見的螺紋器切頭主要包括圓梳刀外螺紋切頭以及徑向平梳刀內螺紋切頭。實際切削操作的執行，相關工作分別需要借助于手動或者是自動形式，讓梳刀處于徑向開合狀態。相比之下，實際螺紋切頭內部構造比較復雜，但加工精度較高，使用壽命長，能夠在大直徑螺紋加工中展示出實際價值。

4.2 螺紋銑削的加工方式

最為常見的銑削方式主要有順銑和逆銑兩種形式，一般來說，螺紋銑刀旋轉方向和工件方向保持一致，此時被人們稱之為順銑，如果二者方向相反，便是逆銑。實際順銑操作的執行，整個切削力會壓向工件，當切削處于平穩狀態時，能夠獲取到更好的表面加工質量，避免出現刀具磨損嚴重等問題。而且在同等切削條件之下，順銑加工刀具的使用時長要比逆銑超出3倍以上。從之前工作過程中能夠看出，逆銑切削力容易出現上抬工件問題，為了避免該種情況，工作人員需要賦予其較大的夾緊力，但整個切削過程之中會釋放大量熱量，讓刀具壽命明顯縮短，所以說，在實際螺紋銑削操作執行上，工作人員應盡量選擇順銑加工操作。除此之外，在實際深孔螺紋加工操作執行上，應該以大直徑螺紋銑刀應用為主，提升加工效率，同時將螺旋插補走刀路徑縮短，獲取更好的加工表面粗糙度，這樣一來，刀具使用壽命能夠得到大幅延長。

綜上所述，螺紋銑削技術在應用過程中，能夠呈現出加工質量高、效率高等優勢，在降低切削力的同時，還能實現對大直徑的螺紋加工操作。目前，隨著軌道交通行業的不斷發展，螺紋銑削技術可以呈現出高效和低成本特點，維護高速動車組構架加工工作的合理進行，應用單位越來越廣泛。