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      機(jī)車(chē)齒輪加工質(zhì)量與效果無(wú)法替代的刀具

      2014-12-02 01:35:16
      金屬加工(冷加工) 2014年17期
      關(guān)鍵詞:瓦爾特電力機(jī)車(chē)銑刀

      本刊特約記者 徐 華

      南機(jī)公司于1906年由詹天佑先生創(chuàng)建

      作為北京南口軌道交通機(jī)械有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱(chēng):南機(jī)公司)旗下最重要分廠(chǎng)之一的齒輪廠(chǎng),承擔(dān)著公司超1/3的業(yè)務(wù)份額。從普通齒輪產(chǎn)品的制造到成為和諧2號(hào)齒輪配套產(chǎn)品的主力供應(yīng)商,從內(nèi)部供給到出口海外,南機(jī)公司齒輪廠(chǎng)的跨越式發(fā)展與高端裝備的大力支持密不可分。作為刀具供應(yīng)商的代表,瓦爾特是這一發(fā)展歷程的參與者,南機(jī)公司齒輪廠(chǎng)與瓦爾特的故事就從這里展開(kāi)。

      高端需求下的高端匹配

      譚建忠先生坦言:瓦爾特銑刀具有整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

      齒輪廠(chǎng)的核心產(chǎn)品——HXD2型大功率電力機(jī)車(chē)牽引齒輪,主要為和諧2號(hào)配套生產(chǎn)。HXD2型和諧號(hào)電力機(jī)車(chē)是中國(guó)鐵路主力電力機(jī)車(chē)車(chē)型,由法國(guó)阿爾斯通交通運(yùn)輸股份有限公司和中國(guó)北車(chē)集團(tuán)大同電力機(jī)車(chē)有限責(zé)任公司聯(lián)合研制,是在阿爾斯通“Prima”機(jī)車(chē)技術(shù)平臺(tái)上,以法國(guó)國(guó)鐵BB 27000型電力機(jī)車(chē)為原型車(chē),開(kāi)發(fā)研制的干線(xiàn)貨運(yùn)用、8軸大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē),最大功率為10000 kW,最高運(yùn)行速度為120 km/h。

      按照合作的要求,北車(chē)旗下各配套公司于2007年開(kāi)始投入正式生產(chǎn),針對(duì)HXD2型大功率電力機(jī)車(chē)牽引齒輪制造難點(diǎn)的描述,齒輪廠(chǎng)副廠(chǎng)長(zhǎng)譚建忠介紹說(shuō):“該齒輪產(chǎn)品的要求是高標(biāo)準(zhǔn)的,它具有生產(chǎn)精度高、加工難度大、檢測(cè)項(xiàng)目點(diǎn)多和生產(chǎn)工藝復(fù)雜的特點(diǎn)。當(dāng)時(shí)我們的加工環(huán)境并不盡如人意,不僅是加工精度出現(xiàn)問(wèn)題,甚至遇到了難以攻克的加工瓶頸?!?/p>

      和諧2號(hào)屬于低速重載機(jī)車(chē),齒輪設(shè)計(jì)外形復(fù)雜,很多曲線(xiàn)采用普通設(shè)備無(wú)法完成,“因此我們引進(jìn)了一批進(jìn)口的數(shù)控立式車(chē)床。但是問(wèn)題也隨之出現(xiàn)了,這些立車(chē)配備的刀具不全,而刀具恰恰是決定產(chǎn)品加工成敗的關(guān)鍵因素。瓦爾特不僅針對(duì)加工難點(diǎn)為我們推薦了最合適的刀具,還幫助調(diào)整了很多加工參數(shù),完成任務(wù)的同時(shí)讓加工更順暢,可以說(shuō)是給我們解決了燃眉之急?!弊T廠(chǎng)長(zhǎng)回憶道。在他所接觸的國(guó)際刀具廠(chǎng)商中,瓦爾特給他留下的印象最為深刻,尤其是發(fā)揮了最大作用的盤(pán)銑刀、鉆頭和絲錐產(chǎn)品。

      HXD2型大功率電力機(jī)車(chē)牽引齒輪

      應(yīng)用瓦爾特鉆頭加工深孔

      迄今為止,南機(jī)公司齒輪廠(chǎng)已經(jīng)成為了和諧2號(hào)齒輪配套產(chǎn)品的主力供應(yīng)商,年產(chǎn)主從動(dòng)齒輪2500~3000對(duì),而且產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷(xiāo)法國(guó),成為了法國(guó)國(guó)鐵阿爾斯通的齒輪產(chǎn)品B級(jí)供應(yīng)商,每月向其供應(yīng)數(shù)十件齒輪。同時(shí),7年過(guò)去了,齒輪廠(chǎng)仍在使用瓦爾特的這些產(chǎn)品,“不是在于刀具的產(chǎn)品功能其他廠(chǎng)商無(wú)法替代,而在于加工質(zhì)量以及加工效果是其他刀具無(wú)法替代的。”譚廠(chǎng)長(zhǎng)說(shuō)。

      刀具解決加工瓶頸

      雖然刀具成本占總成本的比例僅有5%,但卻制約著其余95%的加工成本,這句話(huà)事出有因。作為與被加工件直接接觸的產(chǎn)品,刀具的加工水平直接影響著被加工件的質(zhì)量和加工效率,譚廠(chǎng)長(zhǎng)對(duì)這一點(diǎn)深有體會(huì)。據(jù)他回憶說(shuō),當(dāng)時(shí)在HXD2型齒輪上有一個(gè)需要加工的深孔,是一個(gè)直徑5 mm、深度186 mm的細(xì)長(zhǎng)孔,“因?yàn)樯疃扰c直徑比太大,我們選用了很多廠(chǎng)家的鉆頭產(chǎn)品,但都無(wú)法解決問(wèn)題。”此外,位置的獨(dú)特性和材料的特殊性都是新難題。對(duì)于低速重載的HXD2型齒輪材料為18CrNiMo6,硬度可達(dá)370~450HB。

      瓦爾特針對(duì)這一加工瓶頸提出的解決方案,很快就幫助他們解決了問(wèn)題,且該產(chǎn)品至今仍在延用。瓦爾特的這一高效鉆頭型號(hào)為B4015.F20.21,0.Z02.105R,刀片型號(hào)P6001-D21.83R WXP45,刀片采用橫刃設(shè)計(jì),鉆尖及外側(cè)都經(jīng)過(guò)磨削處理;刀片為鋒利的正型刀片,與整體硬質(zhì)合金刃帶類(lèi)似,通過(guò)新增的刃帶,使孔公差更小,表面質(zhì)量更好,即使在功率較弱的機(jī)床上,也能通過(guò)輕快的柔性切削實(shí)現(xiàn)高金屬去除率。

      齒輪廠(chǎng)車(chē)間中擺放的各種齒輪產(chǎn)品

      據(jù)譚廠(chǎng)長(zhǎng)介紹,齒輪的加工工序細(xì)算起來(lái)一共有20多道,主要工序有毛坯件的粗車(chē)、時(shí)效、精車(chē)、制齒、滲碳、淬火及磨削等。在與瓦爾特的合作初期,使用其鉆頭加工往往是在淬火以后這道工序,因?yàn)榇慊饡?huì)導(dǎo)致工件微量變形,對(duì)于有嚴(yán)格形位公差要求的孔,是必須在淬火以后進(jìn)行鉆削的。這對(duì)瓦爾特的鉆頭來(lái)說(shuō)是一個(gè)極大的考驗(yàn)。當(dāng)然,隨著淬火工藝的改進(jìn),南機(jī)公司齒輪廠(chǎng)逐步掌握了淬火的變形量,而且對(duì)這個(gè)深孔的作用進(jìn)行了進(jìn)一步了解,“我們發(fā)現(xiàn)有些對(duì)于位置度要求不高的地方是允許擴(kuò)大公差的?!弊T廠(chǎng)長(zhǎng)補(bǔ)充說(shuō),“因此,現(xiàn)在瓦爾特的鉆頭都被用于滲碳工序后,淬火工序前,這樣可以更加高效地使用瓦爾特鉆頭,實(shí)現(xiàn)效益最大化。”

      金屬加工,刀具先行。南機(jī)公司齒輪廠(chǎng)的加工實(shí)例,充分體現(xiàn)了刀具在高難度加工中的重要性。尤其是對(duì)于加工尺寸嚴(yán)苛以及難加工材料方面,高效刀具所發(fā)揮的作用是不可取代的,而在這些方面,瓦爾特刀具公司的技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)力表露無(wú)疑。

      信任的延伸

      南機(jī)公司齒輪廠(chǎng)在刀具的選擇方面有嚴(yán)格的考核標(biāo)準(zhǔn),用譚廠(chǎng)長(zhǎng)的話(huà)說(shuō)就是貨比三家:“其實(shí)在選購(gòu)刀具的時(shí)候,價(jià)格并不是我們主要考慮的因素,我們主要看刀具的使用壽命和切削效果。對(duì)于刀具產(chǎn)品,我們也有試用期,在試用期內(nèi)要對(duì)所使用的刀具進(jìn)行統(tǒng)計(jì),比如同類(lèi)產(chǎn)品單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量等。”選擇瓦爾特也是經(jīng)過(guò)這樣嚴(yán)格考量的。

      在瓦爾特幫助齒輪廠(chǎng)解決了加工的瓶頸問(wèn)題之后,齒輪廠(chǎng)又采購(gòu)了瓦爾特的部分車(chē)刀和銑刀產(chǎn)品,“這是出于我們對(duì)瓦爾特公司的信任,不僅是因?yàn)槠涑錾漠a(chǎn)品,還因?yàn)樗麄儗?duì)我們加工的理解,能夠針對(duì)具體應(yīng)用給出最佳解決方案,找到適合我們的產(chǎn)品?!弊T廠(chǎng)長(zhǎng)對(duì)于瓦爾特的技術(shù)服務(wù)能力也給予了肯定。正是出于這樣的信任,齒輪廠(chǎng)又先后購(gòu)買(mǎi)了瓦爾特的銑刀和盤(pán)銑刀,單個(gè)銑刀主要用于齒輪齒頂?shù)募庸?,盤(pán)銑刀主要用于大型箱體類(lèi)工件的加工中?!氨P(pán)銑刀主要安置于數(shù)控龍門(mén)加工中心,用于大型閥體的平面銑削,該產(chǎn)品也是我們認(rèn)為瓦爾特相比較其他同類(lèi)刀具產(chǎn)品具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的地方。耐用,而且加工精度和光潔度都很好,雖然初期購(gòu)買(mǎi)價(jià)格相比起來(lái)昂貴一些,但是就整體成本、長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮仍是物超所值?!弊T廠(chǎng)長(zhǎng)很明確地指出,現(xiàn)在只要車(chē)間對(duì)鉆頭和盤(pán)銑刀有需求,首先想到的就是瓦爾特。

      “多年來(lái),瓦爾特與南機(jī)公司齒輪廠(chǎng)始終保持著密切的聯(lián)系,不僅是在產(chǎn)品使用上,還有加工工藝的不斷優(yōu)化。目前,瓦爾特最新的刀片產(chǎn)品TNMG160408-MP3 WPP20S和WNMG100616-RP5 WPP30S就在齒輪廠(chǎng)的車(chē)間中‘服役’著。我們合作所產(chǎn)生的積極效果,已遠(yuǎn)高于加工之上。”瓦爾特產(chǎn)品經(jīng)理張士廣先生表示。

      目前,南機(jī)公司齒輪廠(chǎng)由于產(chǎn)品工藝手段先進(jìn),已經(jīng)成為我國(guó)最大功率電力機(jī)車(chē)系列配套牽引齒輪產(chǎn)品中,迄今為止唯一沒(méi)有出現(xiàn)批量質(zhì)量問(wèn)題的最穩(wěn)定成熟的供應(yīng)商?!氨避?chē)的機(jī)車(chē)配套齒輪有50%都要在我們這里加工生產(chǎn),也就是說(shuō)幾乎每臺(tái)機(jī)車(chē)上都有我們的齒輪產(chǎn)品?!弊T廠(chǎng)長(zhǎng)自豪地表示,“這種成績(jī)絕對(duì)離不開(kāi)高端裝備的支持,尤其是像瓦爾特這樣的優(yōu)秀刀具供應(yīng)商的支持?!?/p>

      現(xiàn)在,齒輪廠(chǎng)還在著手為即將要發(fā)布的城際1型高速動(dòng)車(chē)(運(yùn)行速度250 km/h)做齒輪配套產(chǎn)品,“這個(gè)項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)純國(guó)產(chǎn)化,鑒于我們之前的杰出表現(xiàn),這條線(xiàn)上的齒輪箱都將由南機(jī)公司負(fù)責(zé)提供?!弊T廠(chǎng)長(zhǎng)介紹說(shuō),不久后齒輪廠(chǎng)還將承擔(dān)城際5型高速動(dòng)車(chē)(運(yùn)行時(shí)速300 km/h)中齒輪的加工任務(wù)。因?yàn)榕c和諧號(hào)的驅(qū)動(dòng)方式不同,所以城際高速列車(chē)將使用到更多的齒輪產(chǎn)品,而且對(duì)齒輪的精度、級(jí)別要求都要更高,譚廠(chǎng)長(zhǎng)表示:“隨著加工任務(wù)要求的提升,未來(lái)我們還將有部分高難度加工需要依托高端的刀具廠(chǎng)商的使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決。如果有難加工材料或者加工位置特殊的深孔,我們首先想到的還是瓦爾特?!?/p>

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