鐵路工業機械加工新技術和新工藝探討

王進

（哈爾濱威克軌道交通技術開發有限公司，黑龍江 哈爾濱150000）

國內外市場對鐵路工業中使用的零部件材料等競爭十分激烈，為了在市場競爭中獲得勝利，就應不斷提高產品質量和提升生產效率，還必須做到減少成本投入、降低能源消耗等。最近幾年，我國鐵路工業機械加工技術和工藝有了飛躍發展，在設備上選擇利用國際先進設備。但是，我國很多鐵路工業企業依然使用陳舊的技術設備，這導致我國工業設備的制作零件無法滿足市場需求，在經濟市場中無競爭優勢。所以,根據我國運輸發展的實際情況，在現有技術的條件下應用新工藝和新技術來拓寬我國企業生產，引進先進的設備和先進的工藝技術，幫助我國機車車輛和零部件生產提高質量和水平，確保我國鐵路運輸發展達到世界領先水平。

1 鐵路機械加工新技術研究或者開發的重要性

鐵路機械和車輛中的許多零部件的設計和生產工作受到各個國家相關行業的激烈競爭，為了在鐵路工業機械加工市場中占據一定的市場地位，獲得競爭優勢，需要相關企業不斷提高自身生產效率和技術，實現企業機械部件以及制造質量的提高，也要重視降低能耗，節約原材料和成本，以推動企業發展。經過多年的努力，我國鐵路工業在機械加工的技術上不斷創新突破，優化技術設備和工藝手段，進而讓我國機械加工的工藝水平有了極大的提高與進步。

2 切削工藝分析

2.1 高速切削

進行切削角加工工作可將切削速度大大的提高，可以幫助縮短加工的時間，節約了時間成本。為了實現高速切削的目的，應該不斷引進新型的高速切削機床與切削工具。最近幾年，新型工具的材料和功能特性逐漸優化，所以其切削速度也有了顯著的改善。根據相關資料顯示，工具的切削速度一般來講是10 年為一階段可提高一倍左右，改變工具表面涂層，硬質合金類刀具的切削速度又可改善40%左右，而陶瓷類刀具的切削速度大概在每分鐘300 到900 轉，利用立方氮化硼材料制作的切削工具具有極強的熱穩定性，因此其切削速度又可大幅提高。在進行高速切削時，由主轉軸高速運動來帶動工件所受的離心力，因此其裝置可能會出現失靈的情況。當工件利用人力進行高速切削時，一定要控制其轉速和調整切削參數，以確保人身安全。在國際上，當高速旋轉情況下夾緊力迅速下降時，可利用兩種方法來減緩下降趨勢，第一種是減小離心力，第二種是加大卡盤夾緊力。第一種方式可利用質量較輕的卡爪來增大各部件的離心力，第二種方式一般可利用于剛性工件中。

2.2 超聲波振動切削

利用超聲波激振刀具并設定規定的振幅與頻率讓其震動，從而提高切削性能的切削方式叫做超聲波震動切削。該切削方式的特性包括消耗功率低、生產效率優良、工具磨損程度低、切削力降低、切削速度流暢順利、切削產生溫度低等，因此，該切削方式能夠有效改善加工零件的精度和質量，從而達到對加工零件表面的精細加工。

2.3 硬質材料的切削加工

在鐵路工業機械加工當中，少不了對許多硬質材料的切削加工。在傳統的加工工藝當中，針對硬質材料加工時采用的方式一般為粗磨削或精磨削。當前，國際上針對硬質材料切削加工時，一般將磨代替削進行加工，從而大幅度減少了加工時間，也讓成本投入和設備需求大大降低。比如，在對球面輥軸承或淬硬鋼輥加工時，只需要一臺機床和陶瓷刀具就可完成工作，若是利用硬質合金刀具對齒輪進行銑、滾、刮等工作，會大大增加其加工成本，而且使用的切削力也會大幅增加，溫度也會隨之增高。所以在選擇時應注重利用精度強、剛性高、工作效率大的機床系統以及選擇硬度合適、形狀合理、韌性強的切削工具。機場系統的合理選擇不亞于對切削工具選擇的重要程度，切削的好壞與對機床的合理選擇至關重要。

2.4 切削液的選擇

進行切削加工工作時，其使用的切削工具與工件之間的溫度會迅速提高。所以，切削液的選擇可以幫助降低切削過程中溫度的升高速度，也能幫助延長弓箭與切削工具的使用壽命。一般來講，使用的切削液可分為兩個類別。第一類是水基合成切削液，第二類是油的化學乳劑切削液。兩者比較發現水基合成切削液具有較強的冷卻功能，而有的化學乳劑切削液具備優良的潤滑性能。根據國外資料顯示，有一種叫做TM的合成切削液，同時具備兩者的優良性能，在進行切削加工時使用這類新型切削液既可幫助切削熱量減少，又能夠延長工件的使用壽命。

3 切削刀具材料的選擇

3.1 高速鋼

在我國現代加工工業中使用的刀具材料一般都是高速鋼，在二十世紀七十年代我國自主研制Mo系高速鋼也是目前使用最普遍的。高速鋼材料包括碳化物細膩、均勻分布等物理特性，由高速鋼制成的工藝器械可幫助生產過程中減小熱量，增加提高工件耐磨性能，從而增加工件的使用壽命。

3.2 硬質合金

使用硬質合金制成的刀具能夠切削硬度較強的金屬材料。而且其使用壽命相較于普通的高速鋼刀而言可高出幾十倍。將碳、氮等金屬化合物涂抹在硬質合金到表面，還能增加其使用壽命和切削速度，因此利用硬質合金刀具可順利切割硬度較強的加工材料。經研究發現，在硬質合金刀表面涂上10 次以上的鈦、氮等化合物，能讓硬質合金刀具的切削功效發揮到最佳。

3.3 陶瓷

在切削高硬度材料、需要精密加工材料和高速切削時利用陶瓷刀具是最佳選擇，陶瓷刀具的使用壽命比硬質合金刀具高出十幾倍。所以，很多發達國家會利用陶瓷刀具進行切削工作。含氧化鋁和鈦化氮的陶瓷刀具具有極高的韌性，其對很多鋼材材料都能精細切削；而純氧化鋁的陶瓷刀具更加脆性，只可對需要進行精密切削的材料進行加工；冷壓陶瓷刀具跟熱壓陶瓷刀具相較而言，熱壓陶瓷刀具的成本偏高，但強度優良；氮化硅材料使用在陶瓷材料中可增加陶瓷材料的抗彎性能和導熱性能，也能將陶瓷刀具的韌性發揮到極致。

4 粗糙度和精度測量

在我國鐵路工業機械加工過程中，很多方面都是使用自動測量系統進行測量，包括數控機床、生產線、加工系統等。但是，很多機床加工的零件測量工作人就需要人工測量，利用卡尺等工具進行測量工作，導致測量工作中出現極大誤差。我國自主研發的2002 型多參數表面粗糙度測量儀可對細微數據進行處理并打印，該測量儀被廣泛使用于我國各個科研機構和計量工作中。另外，我國自主研發的壓電式輪廓儀得到廣泛使用，壓電式輪廓儀具有方便攜帶、精度較好、成本偏低等優良因素。在精度儀器選擇上只要其具備一定的精度，都可被施工現場廣泛使用。當前，我國大約有一百多臺坐標測量機，坐標測量機由于造價高，因此只有少數鐵路部門擁有并使用。

結束語

綜上所述，我國鐵路機械加工過程中，要不斷引進新的技術核心的工藝來幫助我國鐵路機械企業的發展和進步，研究制造數控技術的新技術與新工藝是當前相關研究工作者和學者必須努力攻克的難題和重點，也是我國提高國民經濟發展的重要關鍵所在。結合我國實際情況和相關技術人才知識儲備，根據我國鐵路工業機械加工的需要，加大對我國鐵路工業機械加工新工藝核心技術方面的支持力度，讓我國鐵路工業機械加工在國際市場中占據優勢。另外，國家在提高國民經濟的同時要滿足鐵路發展需求，并積極使用現代科學技術和信息化技術來幫助機械加工行業發展和進步。