张志宇
中国中车大连机车车辆有限公司 辽宁省大连市
摘要：随着社会的发展，在生产力不断发展的同时，科学技术也在飞速发展。当下，我们的出行离不开机车车辆，外出就是坐高铁、轻轨等交通工具。机车车辆在运行中动力的传输、制动等操作，需要各种主要零件在运行中必须保证绝对的稳定。近几年来，我国的高铁速度可谓是世界之最，这也就要求各部位的零部件能够更加的可靠，因此，一些工厂开始使用锻造工艺生产。为此，笔者从锻造工艺与装备出发，探索其在机车车辆生产中的应用。
关键词：锻造工艺与装备 机车车辆 应用
前言
锻造是利用冲击力或者压力改变金属的形状和大小的一种工艺方法，通过锻造能够保证金属具有良好的性能，以满足社会的使用需求。在科学技术发达的今天，锻造工艺和装备也得到了很好的发展，例如精密锻造技术、冷温锻造技术等。在机车车辆生产中，锻造技术也在发挥着重要作用，笔者通过查阅资料以及实际的调研，研究了锻造工艺和装备在机车车辆生产中的重要作用，具体应用如下：
1.车轴方面
车轴是保证车辆运行的重要部件，不仅需要承受车辆的重量和负重，还要承受车辆在运行和停车的冲击力，由此，对车轴的要求也十分的严格。经过查阅相关资料，了解到锻造车轴的工艺，一种是自由锻工艺，利用水压机或者下拉式快锻液压机。还有一种是径向锻造工艺，在行业内也被成为精锻，设备为数控的锻造机。快速自由锻造液压机是生产车轴的重要机械设备，众所周知，德国的液压机不论从工艺水平还是锻造质量方面都是最顶级的，但是其价格也是十分昂贵的。随着我国的不断发展，在国内也有了两家制造压力机的厂商，他们不断开发和利用新的技术，生产的产品质量得到了很大的提高，在国内已有许多用户。除此之外，还要许多锻造工艺与装备由于种种原因并没有被推广，希望为了能够有更好的锻造技术对车轴进行锻造。
2.内燃机曲轴
当今内燃机曲轴采用的是镦锻法，镦锻装置使用计算机控制，操作方便，控制准确、稳定、成形好，在部分国家，不但能内燃机曲轴的镦锻装置能够自动化，甚至连水压机都能够自动控制。镦锻工艺首先将原材料加工成坯料，或者将坯料锻造成不同的中间坯，然后使用专用的器械使其加工成型。镦锻法除了生产效率高，能够节约原材料以及节约劳动成本，更加重要的是它还提高了内燃机机轴的性能，保证内燃机能够安全运行。近年来国内开发了NTR法全纤维曲轴弯曲镦锻技术，包括了预上弯-预镦-镦弯复合-终镦这几个工作步骤，由于这种方法不需要加工毛坯，因而实现了真正意义上的全纤维曲轴弯曲镦锻。
3.车钩缓冲装置
车钩缓冲装置系统可以使货车机车之间进行对连，并缓冲列车在运行时所产生的冲击力，其作用可以总结为牵引、缓冲、连挂，是铁路车辆的重要组成部分。车钩缓冲装置包括车钩、缓冲器等等零件，每个零件都有其特定的作用，例如车钩、钩尾框等是用来连接以及牵引车辆的。随着我国机车车辆进行不断的改造升级，速度越来越快，载重越来越大，为了保证行车安全，从2006年起，开始采用新的技术，将钩尾框从铸造升级成锻造加焊接，经过实验后，现已在铁路货车上广泛使用。对于钩舌方面，由于其结构的复杂，一直都是采用锻造工艺，但其效果不佳，之后便采用锻造的方式，运用新的方法提高了钩舌的性能。
经过借鉴其他地方的成功经验，提出了新的工艺流程，其流程如下：下料-中频加热-四道次精密锻-预锻-终锻-切边-弯曲-整形-焊接-热处理-机加工，通过现场的实验，证明了这种方法是可行的，已被正常投入使用。其优点如下：第一只需要进行一次加热，降低了生产成本。第二合理的设计了工艺和模具，解决了之前工艺的问题，使产品的形状和尺寸更加精确，同时也减少了渡件飞边，节约了资源。第三，采用了这种工艺，不仅提高了生产效率，而且还有效的降低了人工成本。第四，终锻设备和模具使用率降低，延长了其使用寿命。
4.内燃机连杆
连杆属于长轴锻件，要求其质量必须要好，连杆截面积相差很大，在制作时需将坯料合理分布之后再进行下一步工序。原来的方法是将坯料锻模成型，然后再加热两次，制坯和锻模各一次，但是这种效率以及成本消耗太多，在不断的改进下，重新确定新得工艺过程，首先进行感应加热，其次进行制坯，然后进行预锻，终锻，最后进行切边以及校正。为了完成坯料的成型，采用最多的是四模六辊锻造工艺，在1,2到辊锻后在回到起始点，然后利用前面的孔型再进行第3,4到辊锻，因为总共需要使用四次辊锻模，六次辊锻，所以称之为四模六辊。在用此工艺使用工程中，还要在在工艺、电控、设备的共同作用下，才能够达到预期的效果，从而证明改进的工艺是可行的，这个工艺过程已经在资阳机车厂成功应用。
5.制动梁与中间支柱
铁路制动梁是一种弓形梁且中间有一个支柱，两端设置有闸瓦托。组合式铁路制动梁不仅需要强度、重量，还要使检修方便，克服了老式制动梁强度低、工艺复杂、可靠性低等缺点，提高了制动梁的使用年限，降低了成本、提高新车的安全性以及维修快捷等一系列优点。其中的梁架一般是在专用设备切割、拉伸出来的，其工艺流程十分复杂包含了加热、切分、拉伸、风冷等一系列操作。中间支柱是制动梁的一个重要组成部分，工厂原来的锻造技术工作效率低、工人工作量大，并且形状尺寸也不够标准，只能通过别的办法来弥补，因而也造成了资源的浪费和铸模寿命差。鉴于种种情况，长铁车辆工业公司建立了新的锻造生产线，根据制动梁的特点设计坯料图，从而设计出锻造步骤，最后采用两次辊锻就能完成制坯辊锻。根据以上工艺设计模具，不断进行创新与改进，调试出符合工艺要求的新的辊锻件，最后能够成功的制造支柱锻件，并且此工艺稳定、质量好、成品率高，和原来的空气锤制坯相比，节约了不少资源，降低了制作成本。
6.车轮的生产
目前火车车轮采用的是钢锭锻压和轧压加工制作而成。当下俄罗斯和日本、德国等国家的工艺流程不同，前者的钢坯在三台不同的水压机上完成，后者的钢坯在同一个水压机上完成，俄罗斯的生产效率较高，但其投资以及占地面积也相对较高。我国的辗钢车轮生产是在上个世纪60年代在安徽建设的马钢车轮公司，其锻造流程如下：首先将加热好的钢坯在第一台水压机上压痕，然后再转移到第二台水压机上成形，最后在第三台水压机上冲孔，整形，同时这种工艺也被称为四机组工艺。随着我国的不断发展该公司也不断的在引进外来技术，从而对自己原有的技术进行创新。
7.结语
我国的锻造设备建筑商发展较慢，设备能力也跟不上需求，因此，许多制造商开发出一些通用性设备，但这些设备并不能完全适合自己的需求。虽然我国锻造厂家多设备也十分多，每年锻造需求量也十分巨大，但我们的锻造水平还不够高。许多小型企业采用的是老式锻造设备，当今世界，精密锻造件的需求在不断增多，但是我国锻造设备落后，制约着工业水平的发展和提高。因此，十分需要将老式的锻造工艺和装备进行更新，尤其是机车车辆生产企业。这样才能够适应我国铁路车辆的发展速度，使用新的锻造工艺和使用新的锻造装备，对于降低成本、提高各部位的零部件质量，从而对于提高机车车辆在运行时的安全性、可靠性具有重要意义。
参考文献：
[1] 王贵华.铁路货车用钩尾框调头分段模锻成形关键技术研究[D].重庆大学,2011
[2] 高玉斌.探究机车车辆的车轴锻造工艺[J].科技资讯,2014,第11卷,第8期
[3]党军，张平平.锻造装备与工艺之简析［J］.锻造与冲压，2017（1）：65-69.