摘要: 通过对Y25 型转向架用轴箱的结构及制造工艺分析，设计合理的铸造、冷加工工艺流程方案，有效解决了轴箱局部铸造时易缩孔、内孔机加尺寸及形位公差要求较高的工艺难题。

     Y25 型转向架是采用整体式焊接构架和一系悬挂的铁路货车转向架，具有重量轻、柔性好等特点，被国际铁路联盟( UIC) 认定为欧洲铁路的标准货车转向架。轴箱作为该型转向架的一系悬挂是其重要零部件之一，由于欧洲需求量巨大而引进开发。轴箱属于簿壁零件，孔壁厚最薄处仅为14 mm，材质为B + 级钢，轴箱具体工艺见图1。

       1 轴箱结构分析

      轴箱主体呈左右对称，前后有别结构; 顶部为与导框配合的矩形凸台; 中间部位是与轴承配合的筒体结构，其外径268 mm，内径机械加工后为240mm; 下部是呈工字钢形的主要承载结构; 两侧外端是呈圆形的弹簧承台面。货车转向架的轴箱为铸造毛坯件，在车辆运行中起传递载荷的作用。

        2 制造工艺分析与设计

       2． 1 铸造工艺分析与设计

      采用中间纵向分型，与前盖结合部位布置在下箱，并在壁厚较大部位布置外冷铁，钻孔位置插内冷铁; 与后盖配合部位布置在上箱，在四处壁厚较厚位置设置保温冒口，适当布置排气措施; 采用中间开放式浇注系统，布置在下箱; 铸造缩尺取2%; 在机械加工部位放置4 mm 的加工余量，两侧弹簧承台面取反变形量。中间240 mm 部位为1#芯，上下箱均设置芯座; 弹簧承台部位采用整体芯，与导筐接触部位为3# 芯，在下箱筋处铸“MS、11( 年) 、12( 月) ”等铸造标识。每箱2 件，借用公司现有的钩体砂箱在造型线上造型，采用酯硬化水玻璃砂工艺; 手工制芯，采用酯硬化水玻璃砂工艺或普通水玻璃砂工艺。

      工艺难点措施: 轴箱体总体结构铸造工艺性较好，但在下部承载结构与中间筒体结构的结合部位与轴箱体后侧位置存在较大热节( 热节圆直径约为60 mm) ，厚度29 mm，容易形成缩孔类缺陷。在弹簧承台根部、磨耗板安装面、推刀槽等部位铸造圆角较小，容易形成裂纹。弹簧承台面为铸造毛坯面，单侧面积为825 mm × 210 mm，平面度要求为1． 5 mm，铸造保证难度较大。对于存在较大热节并容易形成缩孔的部位，采用冒口、内外冷铁进行补缩。在容易形成裂纹的部位，采用外冷铁、铬铁矿砂等复合激冷措施，改变铸件凝固顺序，建立足够的强度，并在清理期间采用便携式探伤仪进行探伤。对弹簧承台的平面度要求，采用修磨方式予以保证根据对轴箱的铸造工艺分析，铸造工艺流程如图2 所示。

       2． 2 冷加工工艺分析与设计

      轴箱主要加工部位有两侧呈对称分布的磨耗板安装面，轴承外圈装配孔、装配孔两端面及轴箱盖连接孔。轴箱外圈装配孔是与转向架轴承直接配合，其加工质量直接影响转向架的运行品质。因其尺寸精度和形位公差要求都很高，例如孔径为240 + 0． 0460mm，圆柱度为0． 02 mm，所以轴箱加工的难点和关键点是轴箱孔的加工。根据公司现有工艺条件，轴箱内孔的加工，采用镗削工艺。为减少工件装卡次数，更好地保证加工质量，将轴箱两端面、轴承外圈装配孔及轴箱盖连接孔的加工工序设计在数控镗铣床上一次装卡完成。为方便轴箱在设备工作台上装卡、找正和保证各形位公差要求，特在轴箱体底部平面两侧设计100 mm × 100 mm，高2 mm 的2 个工艺基准凸台。根据轴箱组成图样轴箱轴承孔两侧须各焊3 块磨耗板，因轴承外圈装配孔孔壁厚只有14mm，为避免其孔径在组焊磨耗板后变形，将轴承孔的精镗工序设计在组焊磨耗板工序之后。需设计制作专用钻模来保证4M16 的位置度要求及满足零件的互换性。

      根据以上对轴箱加工工艺的分析，设计如下机加工工艺方案:

      ( 1) 首先按照图纸及技术条件检查零件外观质量，对影响加工精度和使用性能的部位进行处理;
      ( 2) 以轴箱顶部矩形凸台为粗基准划轴箱底部工艺基准凸台及各加工部位加工线;
      ( 3) 按线找正铣轴箱底部两工艺基准凸台;
      ( 4) 以已加工的工艺基准凸台为垂向定位基准，利用压板压紧轴箱两侧弹簧承台面，铣轴箱两侧磨耗板安装面;
      ( 5) 组焊磨耗板。磨耗板材质为27SiMn，焊缝为4 mm 的角焊缝，焊接工艺参数: 焊条J506、3． 2mm，焊接电流140 ～ 180 A;
      ( 6) 以轴箱底面工艺基准凸台作为加工基准，两侧用压板压紧弹簧承台面，在数控镗铣床上粗镗内孔238 mm( 单边留量1 mm 的精加工余量) 及铣削两端面，两端面尺寸248． 5 mm 加工到尺寸要求，作为半精加工和精加工内孔的定位基准;
      ( 7) 对有铸造缺陷的轴承安装孔进行焊修。焊修工艺参数: 焊条J506、3． 2 mm，焊接电流140 ～180 A;
      ( 8) 以加工完成的端面尺寸248． 5 mm 一侧和底部工艺基准凸台作为基准半精加工和精加工内孔，加工时分为粗、精镗孔工序， 240 mm 内孔安排到最后一道工序，这样可以有效地控制切削力和切削热对内孔变形的影响;
      ( 9) 设计制作如图3 所示的专用整体钻模，钻模以240 mm 内孔定位，利用专用钻模钻、攻丝4M16 位置。

       3 结束语

      按照以上设计的工艺方案及配置的工艺装备，顺利完成了Y25 型转向架用轴箱的制造。保证了制造质量，满足了产品设计性能要求。