冷热工艺
文章缩号：１００７－６０３４（２００８）０３－０００８－０２
机车车辆工艺第３期２００８年６月
浅谈高速动车组空心车轴加工工艺及设备
周
嵘
（中铁工程设计院有限公司，北京１０００７０）
摘
要：通过分析空心轴的加工工艺，提出空心轴加工与普通车轴加工工艺及所用设备的区别，主
要介绍了空心车轴关键加工设备。关键词：空心车轴；加工工艺；加工设备中图分类号：Ｕ２６０．３３１＋．１
文献标识码：Ｂ
Ｏ
前言
ＣＲＨ动车组转向架采用独立式、无摇枕、空气
弹簧悬挂结构及高强度合金钢空心车轴，簧下重量轻。车轮采用材料纯净度高、机械加工和热处理等先进工艺技术，轮对内侧距（１３５３±１）ｍｍ，踏面符合我国线路要求。转向架具有良好的稳定性、平稳性和曲线通过能力，可靠性高。
空心车轴加工属转向架生产中的核心制造技术，现国产动车组中的空心轴均为进口的成品或半成品，这就迫切需要引进、消化、吸收高速动车组空心轴加工的关键技术，并加以国产化，真正掌握空心
轴加工的核心技术。
１
空心车轴加工工艺
１．１
空心车轴主要加工尺寸筒图（图１）
图１拖车转向架空心轴
１．２空心车轴加工工艺流程（表１）
表１
空心车轴加工工艺流程及设备
工序内容
选用设备粗铣端面、粗打中心孔
铣端面打中心孔机床
粗车外圆
普通车床精铣端面，精打中心孔
铣端面打中心孔机床
收稿日期：２００８一０２—２６
作者简介：周嵘（１９７７一），女，工程师，本科。
８
万
方数据１．３
空心车轴加工工艺分析
根据高速动车组空心轴生产工艺流程，车轴除
了“空心”之外，其余同普通车轴结构差异不大。空心轴与普通车轴相比主要增加了车轴深孔加工和车轴深孔珩磨２道工序。高速动车组空心轴高频淬火热处理为核心技术（除轴颈、轮座靠近中心部位不淬火外，其余均表面淬火）。深孔的加工、深孔探伤和表面要求高频淬火等工艺，对于工厂现有普通车轴加工工艺而言属于新工艺，工厂需要新购置一些关键设备，以满足空心轴的加工工艺要求。
２空心车轴关键加工设备
现使用的高速车空心车轴其加工工艺分为车轴车孔和车轴珩磨２道工序。加工设备采用车轴中心孔车削机床和车轴中心孔珩磨机床，２台机床都采用卧式结构。其中中心孔的加工采用车轴旋转，车刀进给的内孔车削方式加工，属于专用机床。
内孑Ｌ磨削采用卧式珩磨机床，即车轴不动，刀杆带有砂轮，做往复旋转运动。采用这２台机床，分别
浅谈高速动车组空心车轴加工工艺及设备
一次装夹即可完成车轴内孔的钻削和磨削加工，加工后内孔的尺寸为书（６０４－０．５）ｍｍ，车轴内孔的壁
厚在３５．１０—３５．２３ｍｍ之间，机床的加工能力约为
４
心。
２．２车轴内孔珩磨机
车轴内孔磨削是内孔钻削后的一道工序，其目的主要是保证内孔表面粗糙度和内孔尺寸精度。该设备既可以采用立式珩磨的方式，也可以采用卧式珩磨的方式，都能达到规定的精度要求。从成本方面考虑决定采用卧式的车轴内孑Ｌ珩磨机。现美国某公司生产该类机床，加工能力为１．４ｈ／根。２．３空心车轴内孔探伤机
根据《新制机车车辆车轴超声波探伤》标准规定，车轴内部检测须轴向、径向探伤。根据工艺要求，车轴径向超声波自动探伤机用于钻内孔前对车轴筛选，控制原材料内部缺陷及热处理后组织状态，以避免钻内孑Ｌ后因内部缺陷造成的成品车轴报废；空心车轴内孔探伤机，用于满足高速车空心车轴内孔目视检查需要，保证内孔表面质量。
根据空心车轴加工工艺，须采用超声波探伤检测，保证内孔表面质量。车轴检修中，也需要使用该设备进行检修探伤。
该设备由基座、导向单元、机械导向装置、转动单元、带有导向装置的连杆、探头座、空心轴适配器、轮对定位装置、ＰＬＣ控制系统等部分组成。
该设备可检测下列条件下的空心轴：（１）卸下的轮对；（２）轮对安装在转向架上；（３）有制动盘的轮对；（４）没有制动盘的轮对。
检测技术：超声波对轴和表面的探伤。
可检测的缺陷类型：内部缺陷；横向缺陷（沿轴周方向）；纵向缺陷（轴向）。
（编辑：朱佩）
●
ｈ／根。
下面简要介绍一些可以用于空心车轴深孑ＬＪＪＵ工
的通用设备。２．１深孔加工机床
采用内孔钻削的深孔加工机床。该设备技术参数为：最大钻孔直径书７５ｍｍ；最大镗孔直径书１６０ｍｍ；进给滑台行程２
１．５
４００
ｍｍ；机床加工能力约为
ｈ／根。机床采用模块结构设计，性能稳定可靠。另外，根据市场调研，奥地利某公司生产的车铣
复合加工中心也可用于空心车轴的加工。该机床是２—４轴车削与５轴加工中心的结合，总体采用传统卧式车床布局形式，床身采用高刚性的６０。斜式床身结构，导轨为特殊设计的大尺寸直线导轨，具有高刚性和优良的抗振性。床身左端为车削主轴箱，具备ｃ轴功能。右端为尾座装置。斜式床身上部是车、铣、镗主轴装置，可沿纵向（ｚ轴）、横向（Ｘ轴）、径向（Ｙ轴）进行直线运动和Ｂ轴的摆动回转运动。此外，Ｂ轴还可以２．５。为单位分度，具有进行旋风车铣粗加工的能力。斜式床身的下部是一个在纵向和横向均可机动控制的中心支架，用于端面和镗内孔ＪＪＤ－ｒ不能使用尾座装置时支撑工件。
每个模型都有不同的长度选择，可配备单独的模块，例如固定支架、尾架、底部刀塔、刀具测量、自动装载／卸载以及大量软件选择等。
该产品系列包括车削直径从４２０ｍｍ（Ｍ３５车铣加工中心）到１车削长度从１
５０００００
ｍｍ（Ｍ１５０车铣加工中心），以及ｍｍ到最大６
５００
ｍｍ的加工中
封一：抚顺矿业集团车辆工厂
封二、插ｌ：无锡锡南铸造机械有限公司插２、３：西安永安检测设备有限公司插４：《轨道交通》杂志社插５：上海铁路局阜阳车辆段插６：大同机车设备制修有限公司
插７：基伊埃（芜湖）川崎机械制冷设备有限公司插８：株洲市九洲四维实业有限公司插９：中国北车集团长春客车厂
插１０、ｌｌ：南京东电检测装备有限责任公司插１２：张家口市新世纪橡胶制品有限公司插１３：重庆大江信达车辆股份有限公司
插１４：中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆（集
团）有限责任公司
插１５：株洲新通铁路装备有限公司
插１６：上海庞越铁路车辆配件制造有限公司插１７：株洲时代新材料科技股份有限公司插１８：北京瑞斯福科技有限公司插１９：深圳市中全水性漆有限公司插２０：晋西铁路车辆有限责任公司
封三：南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限
公司
封四：南车南京浦镇车辆有限公司
万方数据
冷热工艺
文章缩号：１００７－６０３４（２００８）０３－０００８－０２
机车车辆工艺第３期２００８年６月
浅谈高速动车组空心车轴加工工艺及设备
周
嵘
（中铁工程设计院有限公司，北京１０００７０）
摘
要：通过分析空心轴的加工工艺，提出空心轴加工与普通车轴加工工艺及所用设备的区别，主
要介绍了空心车轴关键加工设备。关键词：空心车轴；加工工艺；加工设备中图分类号：Ｕ２６０．３３１＋．１
文献标识码：Ｂ
Ｏ
前言
ＣＲＨ动车组转向架采用独立式、无摇枕、空气
弹簧悬挂结构及高强度合金钢空心车轴，簧下重量轻。车轮采用材料纯净度高、机械加工和热处理等先进工艺技术，轮对内侧距（１３５３±１）ｍｍ，踏面符合我国线路要求。转向架具有良好的稳定性、平稳性和曲线通过能力，可靠性高。
空心车轴加工属转向架生产中的核心制造技术，现国产动车组中的空心轴均为进口的成品或半成品，这就迫切需要引进、消化、吸收高速动车组空心轴加工的关键技术，并加以国产化，真正掌握空心
轴加工的核心技术。
１
空心车轴加工工艺
１．１
空心车轴主要加工尺寸筒图（图１）
图１拖车转向架空心轴
１．２空心车轴加工工艺流程（表１）
表１
空心车轴加工工艺流程及设备
工序内容
选用设备粗铣端面、粗打中心孔
铣端面打中心孔机床
粗车外圆
普通车床精铣端面，精打中心孔
铣端面打中心孔机床
收稿日期：２００８一０２—２６
作者简介：周嵘（１９７７一），女，工程师，本科。
８
万
方数据１．３
空心车轴加工工艺分析
根据高速动车组空心轴生产工艺流程，车轴除
了“空心”之外，其余同普通车轴结构差异不大。空心轴与普通车轴相比主要增加了车轴深孔加工和车轴深孔珩磨２道工序。高速动车组空心轴高频淬火热处理为核心技术（除轴颈、轮座靠近中心部位不淬火外，其余均表面淬火）。深孔的加工、深孔探伤和表面要求高频淬火等工艺，对于工厂现有普通车轴加工工艺而言属于新工艺，工厂需要新购置一些关键设备，以满足空心轴的加工工艺要求。
２空心车轴关键加工设备
现使用的高速车空心车轴其加工工艺分为车轴车孔和车轴珩磨２道工序。加工设备采用车轴中心孔车削机床和车轴中心孔珩磨机床，２台机床都采用卧式结构。其中中心孔的加工采用车轴旋转，车刀进给的内孔车削方式加工，属于专用机床。
内孑Ｌ磨削采用卧式珩磨机床，即车轴不动，刀杆带有砂轮，做往复旋转运动。采用这２台机床，分别
浅谈高速动车组空心车轴加工工艺及设备
一次装夹即可完成车轴内孔的钻削和磨削加工，加工后内孔的尺寸为书（６０４－０．５）ｍｍ，车轴内孔的壁
厚在３５．１０—３５．２３ｍｍ之间，机床的加工能力约为
４
心。
２．２车轴内孔珩磨机
车轴内孔磨削是内孔钻削后的一道工序，其目的主要是保证内孔表面粗糙度和内孔尺寸精度。该设备既可以采用立式珩磨的方式，也可以采用卧式珩磨的方式，都能达到规定的精度要求。从成本方面考虑决定采用卧式的车轴内孑Ｌ珩磨机。现美国某公司生产该类机床，加工能力为１．４ｈ／根。２．３空心车轴内孔探伤机
根据《新制机车车辆车轴超声波探伤》标准规定，车轴内部检测须轴向、径向探伤。根据工艺要求，车轴径向超声波自动探伤机用于钻内孔前对车轴筛选，控制原材料内部缺陷及热处理后组织状态，以避免钻内孑Ｌ后因内部缺陷造成的成品车轴报废；空心车轴内孔探伤机，用于满足高速车空心车轴内孔目视检查需要，保证内孔表面质量。
根据空心车轴加工工艺，须采用超声波探伤检测，保证内孔表面质量。车轴检修中，也需要使用该设备进行检修探伤。
该设备由基座、导向单元、机械导向装置、转动单元、带有导向装置的连杆、探头座、空心轴适配器、轮对定位装置、ＰＬＣ控制系统等部分组成。
该设备可检测下列条件下的空心轴：（１）卸下的轮对；（２）轮对安装在转向架上；（３）有制动盘的轮对；（４）没有制动盘的轮对。
检测技术：超声波对轴和表面的探伤。
可检测的缺陷类型：内部缺陷；横向缺陷（沿轴周方向）；纵向缺陷（轴向）。
（编辑：朱佩）
●
ｈ／根。
下面简要介绍一些可以用于空心车轴深孑ＬＪＪＵ工
的通用设备。２．１深孔加工机床
采用内孔钻削的深孔加工机床。该设备技术参数为：最大钻孔直径书７５ｍｍ；最大镗孔直径书１６０ｍｍ；进给滑台行程２
１．５
４００
ｍｍ；机床加工能力约为
ｈ／根。机床采用模块结构设计，性能稳定可靠。另外，根据市场调研，奥地利某公司生产的车铣
复合加工中心也可用于空心车轴的加工。该机床是２—４轴车削与５轴加工中心的结合，总体采用传统卧式车床布局形式，床身采用高刚性的６０。斜式床身结构，导轨为特殊设计的大尺寸直线导轨，具有高刚性和优良的抗振性。床身左端为车削主轴箱，具备ｃ轴功能。右端为尾座装置。斜式床身上部是车、铣、镗主轴装置，可沿纵向（ｚ轴）、横向（Ｘ轴）、径向（Ｙ轴）进行直线运动和Ｂ轴的摆动回转运动。此外，Ｂ轴还可以２．５。为单位分度，具有进行旋风车铣粗加工的能力。斜式床身的下部是一个在纵向和横向均可机动控制的中心支架，用于端面和镗内孔ＪＪＤ－ｒ不能使用尾座装置时支撑工件。
每个模型都有不同的长度选择，可配备单独的模块，例如固定支架、尾架、底部刀塔、刀具测量、自动装载／卸载以及大量软件选择等。
该产品系列包括车削直径从４２０ｍｍ（Ｍ３５车铣加工中心）到１车削长度从１
５０００００
ｍｍ（Ｍ１５０车铣加工中心），以及ｍｍ到最大６
５００
ｍｍ的加工中
封一：抚顺矿业集团车辆工厂
封二、插ｌ：无锡锡南铸造机械有限公司插２、３：西安永安检测设备有限公司插４：《轨道交通》杂志社插５：上海铁路局阜阳车辆段插６：大同机车设备制修有限公司
插７：基伊埃（芜湖）川崎机械制冷设备有限公司插８：株洲市九洲四维实业有限公司插９：中国北车集团长春客车厂
插１０、ｌｌ：南京东电检测装备有限责任公司插１２：张家口市新世纪橡胶制品有限公司插１３：重庆大江信达车辆股份有限公司
插１４：中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆（集
团）有限责任公司
插１５：株洲新通铁路装备有限公司
插１６：上海庞越铁路车辆配件制造有限公司插１７：株洲时代新材料科技股份有限公司插１８：北京瑞斯福科技有限公司插１９：深圳市中全水性漆有限公司插２０：晋西铁路车辆有限责任公司
封三：南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限
公司
封四：南车南京浦镇车辆有限公司
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