机车车轮加工工艺分析与优化

摘要

随着我国铁路事业的大力发展,对铁路车轮的需求量加大,同时对车轮的各项性能也提出了更高的要求。整体车轮材料属于难加工材料,在机加工过程中切削加工性与性能要求的矛盾尤为突出,作为专业生产火车车轮的企业,为保证产量、质量,充分利用现有的设备提高效益降低生产成本,亟需对车轮机加工工艺进行优化改进。
　　 本文分析了车轮结构、车轮材料及切削加工特点,详细说明整轧车轮从锻压轧制、粗精加工、热处理等整个加工工艺过程,目前车轮加工存在工艺过程安排、性能要求与加工性间的矛盾、刀具磨损快效率低等问题。针对整体车轮的加工要求,采用多因素回归正交实验法进行切削试验,建立切削力和粗糙度的计算模型,分析切削用量对切削力三个分力及粗糙度的影响。用单因素法研究切削用量与刀具使用寿命的关系,建立车轮加工的刀具使用寿命经验公式。最后对整体车轮机加工工艺过程进行设计、改进,利用热处理方法改善车轮的切削加工性能,将轧后等温改为缓冷工艺,降低了成本改善车轮的金相组织,优化车轮踏面淬火工艺解决车轮车削加工与硬度要求的矛盾,建立以材料去除率最高为目标函数的工艺参数优化模型,利用MATLAB优化切削用量。整体车轮机加工机理还不完全成熟,加工方法在不断探索与发展,为高质高效加工车轮提供理论参考。