铁路工业机械加工新技术和新工艺探讨

王进

（哈尔滨威克轨道交通技术开发有限公司，黑龙江 哈尔滨150000）

国内外市场对铁路工业中使用的零部件材料等竞争十分激烈，为了在市场竞争中获得胜利，就应不断提高产品质量和提升生产效率，还必须做到减少成本投入、降低能源消耗等。最近几年，我国铁路工业机械加工技术和工艺有了飞跃发展，在设备上选择利用国际先进设备。但是，我国很多铁路工业企业依然使用陈旧的技术设备，这导致我国工业设备的制作零件无法满足市场需求，在经济市场中无竞争优势。所以,根据我国运输发展的实际情况，在现有技术的条件下应用新工艺和新技术来拓宽我国企业生产，引进先进的设备和先进的工艺技术，帮助我国机车车辆和零部件生产提高质量和水平，确保我国铁路运输发展达到世界领先水平。

1 铁路机械加工新技术研究或者开发的重要性

铁路机械和车辆中的许多零部件的设计和生产工作受到各个国家相关行业的激烈竞争，为了在铁路工业机械加工市场中占据一定的市场地位，获得竞争优势，需要相关企业不断提高自身生产效率和技术，实现企业机械部件以及制造质量的提高，也要重视降低能耗，节约原材料和成本，以推动企业发展。经过多年的努力，我国铁路工业在机械加工的技术上不断创新突破，优化技术设备和工艺手段，进而让我国机械加工的工艺水平有了极大的提高与进步。

2 切削工艺分析

2.1 高速切削

进行切削角加工工作可将切削速度大大的提高，可以帮助缩短加工的时间，节约了时间成本。为了实现高速切削的目的，应该不断引进新型的高速切削机床与切削工具。最近几年，新型工具的材料和功能特性逐渐优化，所以其切削速度也有了显著的改善。根据相关资料显示，工具的切削速度一般来讲是10 年为一阶段可提高一倍左右，改变工具表面涂层，硬质合金类刀具的切削速度又可改善40%左右，而陶瓷类刀具的切削速度大概在每分钟300 到900 转，利用立方氮化硼材料制作的切削工具具有极强的热稳定性，因此其切削速度又可大幅提高。在进行高速切削时，由主转轴高速运动来带动工件所受的离心力，因此其装置可能会出现失灵的情况。当工件利用人力进行高速切削时，一定要控制其转速和调整切削参数，以确保人身安全。在国际上，当高速旋转情况下夹紧力迅速下降时，可利用两种方法来减缓下降趋势，第一种是减小离心力，第二种是加大卡盘夹紧力。第一种方式可利用质量较轻的卡爪来增大各部件的离心力，第二种方式一般可利用于刚性工件中。

2.2 超声波振动切削

利用超声波激振刀具并设定规定的振幅与频率让其震动，从而提高切削性能的切削方式叫做超声波震动切削。该切削方式的特性包括消耗功率低、生产效率优良、工具磨损程度低、切削力降低、切削速度流畅顺利、切削产生温度低等，因此，该切削方式能够有效改善加工零件的精度和质量，从而达到对加工零件表面的精细加工。

2.3 硬质材料的切削加工

在铁路工业机械加工当中，少不了对许多硬质材料的切削加工。在传统的加工工艺当中，针对硬质材料加工时采用的方式一般为粗磨削或精磨削。当前，国际上针对硬质材料切削加工时，一般将磨代替削进行加工，从而大幅度减少了加工时间，也让成本投入和设备需求大大降低。比如，在对球面辊轴承或淬硬钢辊加工时，只需要一台机床和陶瓷刀具就可完成工作，若是利用硬质合金刀具对齿轮进行铣、滚、刮等工作，会大大增加其加工成本，而且使用的切削力也会大幅增加，温度也会随之增高。所以在选择时应注重利用精度强、刚性高、工作效率大的机床系统以及选择硬度合适、形状合理、韧性强的切削工具。机场系统的合理选择不亚于对切削工具选择的重要程度，切削的好坏与对机床的合理选择至关重要。

2.4 切削液的选择

进行切削加工工作时，其使用的切削工具与工件之间的温度会迅速提高。所以，切削液的选择可以帮助降低切削过程中温度的升高速度，也能帮助延长弓箭与切削工具的使用寿命。一般来讲，使用的切削液可分为两个类别。第一类是水基合成切削液，第二类是油的化学乳剂切削液。两者比较发现水基合成切削液具有较强的冷却功能，而有的化学乳剂切削液具备优良的润滑性能。根据国外资料显示，有一种叫做TM的合成切削液，同时具备两者的优良性能，在进行切削加工时使用这类新型切削液既可帮助切削热量减少，又能够延长工件的使用寿命。

3 切削刀具材料的选择

3.1 高速钢

在我国现代加工工业中使用的刀具材料一般都是高速钢，在二十世纪七十年代我国自主研制Mo系高速钢也是目前使用最普遍的。高速钢材料包括碳化物细腻、均匀分布等物理特性，由高速钢制成的工艺器械可帮助生产过程中减小热量，增加提高工件耐磨性能，从而增加工件的使用寿命。

3.2 硬质合金

使用硬质合金制成的刀具能够切削硬度较强的金属材料。而且其使用寿命相较于普通的高速钢刀而言可高出几十倍。将碳、氮等金属化合物涂抹在硬质合金到表面，还能增加其使用寿命和切削速度，因此利用硬质合金刀具可顺利切割硬度较强的加工材料。经研究发现，在硬质合金刀表面涂上10 次以上的钛、氮等化合物，能让硬质合金刀具的切削功效发挥到最佳。

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时利用陶瓷刀具是最佳选择，陶瓷刀具的使用寿命比硬质合金刀具高出十几倍。所以，很多发达国家会利用陶瓷刀具进行切削工作。含氧化铝和钛化氮的陶瓷刀具具有极高的韧性，其对很多钢材材料都能精细切削；而纯氧化铝的陶瓷刀具更加脆性，只可对需要进行精密切削的材料进行加工；冷压陶瓷刀具跟热压陶瓷刀具相较而言，热压陶瓷刀具的成本偏高，但强度优良；氮化硅材料使用在陶瓷材料中可增加陶瓷材料的抗弯性能和导热性能，也能将陶瓷刀具的韧性发挥到极致。

4 粗糙度和精度测量

在我国铁路工业机械加工过程中，很多方面都是使用自动测量系统进行测量，包括数控机床、生产线、加工系统等。但是，很多机床加工的零件测量工作人就需要人工测量，利用卡尺等工具进行测量工作，导致测量工作中出现极大误差。我国自主研发的2002 型多参数表面粗糙度测量仪可对细微数据进行处理并打印，该测量仪被广泛使用于我国各个科研机构和计量工作中。另外，我国自主研发的压电式轮廓仪得到广泛使用，压电式轮廓仪具有方便携带、精度较好、成本偏低等优良因素。在精度仪器选择上只要其具备一定的精度，都可被施工现场广泛使用。当前，我国大约有一百多台坐标测量机，坐标测量机由于造价高，因此只有少数铁路部门拥有并使用。

结束语

综上所述，我国铁路机械加工过程中，要不断引进新的技术核心的工艺来帮助我国铁路机械企业的发展和进步，研究制造数控技术的新技术与新工艺是当前相关研究工作者和学者必须努力攻克的难题和重点，也是我国提高国民经济发展的重要关键所在。结合我国实际情况和相关技术人才知识储备，根据我国铁路工业机械加工的需要，加大对我国铁路工业机械加工新工艺核心技术方面的支持力度，让我国铁路工业机械加工在国际市场中占据优势。另外，国家在提高国民经济的同时要满足铁路发展需求，并积极使用现代科学技术和信息化技术来帮助机械加工行业发展和进步。