Расчет основных параметров способов обработки при восстановлении [7] для их сравнения выполнен на базе кинематического анализа способов обработки [10]. Результаты расчета и последующего анализа показали преимущества рассмотренных ниже способов обработки перед остальными.
Для используемых в настоящее время колесных сталей с невысокой прокаливаемостью, химическим составом и механическими свойствами по ГОСТ 10791 и ГОСТ 398 предпочтительными являются способы восстановления профиля обода механической обработкой на колесотокарных или колесофрезерных станках с последующей термической обработкой металла обода для восстановления или улучшения механических свойств. При необходимости выравнивания твердости металла обода (наличие ползунов и др.) перед механической обработкой целесообразно использовать термическую обработку металла обода (отжиг). Учитывая предложения ВНИИЖТ по снижению подреза гребней за счет закалки гребней колес на твердость до 400 НВ [11] и выше и выполненные в этом направлении работы ПГУПС [2], [7], [12], [13] и др., следует рекомендовать для восстановления профиля поверхности обода колеса способы комбинированной обработки, включающие механическую обработку с предварительной и последующей термообработкой (см. способы 3.1 – 3.4).
При наличии подреза гребня для восстановления рекомендуется способ комбинированной обработки с предварительной наплавкой (до механической обработки) и с последующей (после механической обработки) термообработкой наплавленного слоя (способ 3.5) или с предшествующей (после наплавки до механической обработки) и последующей (после механической обработки) термической обработкой.
Если твердость колесной стали составляет 330...340 НВ, то применение точения или фрезерования для восстановления профиля поверхности неэффективно, т.к. эти способы дают низкие показатели по производительности процесса и стойкости инструмента. В этом случае преимущества процессов шлифования и механической обработки с одновременным плазменным подогревом (способ 3.7) очевидны.
В результате изменения химического состава (карбонитридное упрочнение) и термической обработки механические свойства колесной стали улучшаются, поэтому наиболее предпочтительным способом является врезное профильное высокоскоростное шлифование (ВПВШ с последующей термической обработкой для восстановления или улучшения физико-механических свойств металла обода (способ 3.6).
Как уже упоминалось выше, для восстановления профиля поверхности катания колесных пар применяются различные способы, использующие механическую (точение, фрезерование, шлифование), термическую и комбинированную обработку.
Рассмотрим подробнее эти виды обработки.
Точение. При восстановлении геометрических параметров
профиля поверхности обода колеса в процессе ремонта на колесотокарных станках
главное вращательное движение совершает колесная пара. Оно характеризуется
скоростью резания 
м/мин (d - диаметр колеса, n -частота
вращения колесной пары). Подачу совершает инструмент. Траектория движения
вершины инструмента соответствует геометрии профиля колеса. Подача s, мм/об или мм/мин, зависит от модели станка. Глубина
резания t (расстояние между обрабатываемой и
обработанной поверхностями) при восстановлении профиля обода, как правило, является
величиной переменной и зависит от износа и других дефектов поверхности катания.
Обычно обработке подвергают поверхность катания, гребень, фаску, а также
внутренние грани колес, если расстояние между ними в разных точках более 2 мм.
В соответствии со сложившейся практикой при восстановлении профиля обода на двухсуппортных станках используют различные схемы обработки. При одном инструменте на суппорте обработка заключается в последовательном обходе всего контура обода колеса чашечным резцом. Поскольку базой для обработки является внутренняя грань, то по ней производят настройку положения копира и с нее рекомендуется начинать обход контура.
Профиль колеса восстанавливают за один или два прохода резца (черновая и чистовая обработка). Грубую обработку при отсутствии большого износа гребня можно выполнять не по всему контуру, а по части его – от выкружки колеса к фаске, чистовую – по всему контуру от внутренней грани к фаске.
При многоинструментной обработке одним суппортом гребень колеса и поверхность катания обтачивают по профилю двумя резцами с одной и двумя режущими пластинами. Резец с одной пластиной срезает вершину гребня. Резец с двумя пластинами сначала обрабатывает фаску, поверхность катания и гребень с наружной стороны, затем второй пластиной формирует гребень со стороны внутренней грани колеса.
Обрабатывающая система помимо технологического оборудования, включает в себя и режущий инструмент различной конструкции. На рисунке 4.2 и 4.3 приведены варианты конструкции применяемого инструмента. Для режущей части инструмента используют различные по форме (чашечные, треугольные, призматические, устанавливаемые тангенциально) и составу пластины. В соответствии с рекомендациями ИСО Р513-66 в основном используются твердые сплавы групп применения Р и М. Используемые наиболее часто при ремонте твердые сплавы Т14К8, Т5К10, МС131, МС221 и др. относятся к подгруппам применения P2Q, РЗО, М20.
В таблице 4.1 и 4.2 приведены характеристики химического состава и механических свойств твердых сплавов по ГОСТ 3882-74 и серии МС по ТУ 48-19-308-80.
Таблица 4.1 – Химический состав и механические свойства твердых сплавов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.