HXD1C型电力机车备料质量及效率提升研究.docx

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概述：HXD1C电力机车结构件所使用的板材厚度相较于其它国铁内燃机车要厚的多，在火焰切割时，火焰能率高，走刀慢，板材所受的温差大。所以变形量也较大。且构件材料大多使用16MnDR板，韧性好，在矫正时所需的矫正力也大。甚至超过车间现有设备的能力。使用传统方法难以矫平，必须改进优化现有矫正工艺，使零件的平面度，直线度达到后序组装要求。
一、厚板下料割伤问题的解决
HXD1C电力机车结构件厚度60mm以上板材大多使用锻打件，以提高性能。在火焰切割过程中，需使用大流量的高压切割氧射流，以提高切割厚度。但同时也出现了反面严重割伤，且工件割伤概率很大，一般可达40%～60%。只能进行电焊修补打磨，再进入后工序生产。效率和质量较低。后经观察与分析，其主要原因为，在火焰切割过程中，高速高压切割氧射流在切割工件后，直接打在平台的铸铁支承条上，产生了向上的回风，使工件反面割伤，所以只要锻打件胚料与切割平台分离一定距离，切割氧射流的回风无法影响工件即可。在实际操
作中，使用了20*10的样板条边角料，点焊在锻打件两端的非零件区，这样不仅使胚料与铸铁支承条分离，又能起到良好稳定的支承作用。经过小批量试验，工件零割伤，100%合格。
     缎打件反面割伤严重                             支承样板条
二、中厚板小件的矫正
中厚板小件的矫正，～1mm厚30mm宽的垫条放置在板料的凸起部位，再置于螺旋压力机中进行冲击压制，使凸起位矫平。对于60mm及以上的板料，由于厚度大，屈服力也大。经多次敲击后，任然无法完全矫平时，可用两根垫条相互重叠一半，进行敲击。以增大单位面积上的压强，从而达到矫平零件。注意，虽然使用厚度较厚、宽度较窄的垫条，也能增大压强。但是，在敲击后，工件表面会留下很深的压痕。同时，压痕边缘处会出现内应力突变过渡。从而形成应力集中区。在后工序焊接及焊后矫正时，会因应力突然释放，而形成新的变形，甚至出现裂纹。而使用两根垫条相互重叠一半时，双层区的压强较大，起到矫正作用，而两边的单层区压强较小，起到应力缓冲的作用。使工件应力过渡平缓，不易形成应力集中，同时，工件表面压痕过渡平和，不易看出。
             压痕严重                                  垫条重叠
三、大件特殊变形的矫正
   厚度为8～35mm的大型板材切割件，一般使用七棍平板机进行矫平。矫正时可将上下辊间隙略小于板材厚度，根据经验20～35mm厚的板材，间隙可小于板材1～2mm，12～20mm厚的板材，～，8～12mm厚的板材，间隙可小于板材3～6mm。而后辊则根据平板机出料的弯曲度进行细微调整并试矫。调整时每次半圈至一圈，以防产生过矫。但是HXD1C电力机车使用板材的大多为16MnDR板，强度高、韧性好，且25mm厚度以上居多，所需的矫正力较大，经常出现局部过矫或欠矫、横向弯曲，及侧弯等多种组合变形。使用以前的传统矫正方法不能矫平。
1、长度方向的平面变形主要产生于板材宽度变化较大处。其原因是作用在板材上的平均矫正力，随着板材宽度变化而变化，宽度由窄变宽时，矫正力被分散变小，板材出现欠矫，宽度由宽变宽窄时，矫正力集中变大，板材出现过矫。所以在矫正时，当板材运行至宽度变化较大处时，根据宽度，～2圈，以减小或增大矫正力。使板材宽度变化前后的平均矫正力大致相等。。
         宽度变化较大处变形                          完全矫平
2、对于横向弯曲变形，由于板材宽度超出压力机工作宽度而不能使用压力机矫正。这时可参考压力机矫正小板的方法。使用垫条放置于横向弯曲凸起部位。再用平板机滚压。同时注意垫条厚度不得超过1mm，否则会因压力过于集中而在板材和辊轴上留下压痕。且滚压次数不要超过3次，以避免使板材局部延伸，而形成新的变形。
         凸起部位横向变形                             加垫条矫正
3、板材单侧有凸起部分，且使用圆弧过渡时，由于圆弧切割线长度远大于另一边的直线长度。火焰切割后，造成圆弧处热收缩大于另一边而形成侧弯。这时可用垫条置于圆弧处上下两面，再用压力机进行敲击，使圆弧处金属强行延展伸长，从而矫正侧弯。且这种方法的矫正效率远高于三角形火焰矫正法。
  
         圆弧处收缩导致侧弯                        压力机延伸
四、结束语
在生产过程中，通过对矫正工艺的不断摸索，持续改进操作工艺和作业方法，使产品质量和生产效率得到了极大的改善和提高，在人员编制紧缺及设备老化严重的情况下仍能保质保时保量地完成生产任务。
陶克俭()男，江苏常州人，冷作钣金工高级技师，主要从事内燃机机车钢结构产品备料、矫正等工作。
通讯地址：江苏省常州市延陵东路358号
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