一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106881559A(43)申请公布日2017.06.23(21)申请号201510971350.7(22)申请日2015.12.22(71)申请人山东华云机电科技有限公司地址250101山东省济南市高新（历下）区新泺大街1166号奥盛大厦1#楼21层(72)发明人赵显华谢祥科刘秀娟赵志明马冉王爱福王阳(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人吕利敏(51)Int.Cl.B23P9/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图6页(54)发明名称一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法及应用(57)摘要一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，包括：利用超声加工工具头对沿主轴旋转的轮缘和踏面的表面进行超声加工。本发明所述的超声加工方法能够解决目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象。本方法不但可以对刚出厂的机车车轮进行加工，还能对磨损后的机车车轮进行修复加工，其中，采用超声加工方法对机车车轮轮缘和踏面部进行表面加工后，会使轮缘和踏面的金属表面的拉应力变成压应力，轮缘和踏面部表面粗糙度值会大大降低的同时，在其表面预置理想的压应力，其表面的硬度得到了提高，晶粒得到了细化，耐磨性大幅提高，改善了轮轨接触关系，减小轮对的滚动接触疲劳损伤。减小车轮的磨耗速率，延长车轮的镟修周期以及使用寿命。CN106881559ACN106881559A权利要求书1/1页1.一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，其特征在于，该方法包括：对机车车轮的轮缘和踏面进行超声加工，即利用超声加工工具头对沿主轴旋转的轮缘和踏面的表面进行超声加工。2.根据权利要求1所述的一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，其特征在于，所述机车车轮是新出厂的机车车轮或是磨损后的机车车轮。3.根据权利要求2所述的一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，其特征在于，当所述机车车轮是磨损后的机车车轮时，对经半精加工后的机车车轮的轮缘和踏面进行超声加工。4.根据权利要求3所述的一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，其特征在于，对机车车轮的轮缘和踏面进行车削半精加工，即使所述轮缘和踏面的表面粗糙度为3.2-10μm。5.根据权利要求1所述的一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，其特征在于，所述超声加工的参数为：主轴的转速为5-45r/min；进给量为0.03-0.2mm/r；超声加工工具头对待加工表面的压力为300-3000N。6.根据权利要求5所述的一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，其特征在于，所述超声加工的参数为：主轴的转速为19r/min；进给量为0.1mm/r；超声加工工具头对待加工表面的压力为1200N。7.根据权利要求5所述的一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，其特征在于，利用超声加工工具头对沿主轴旋转的轮缘和踏面的表面进行超声加工，所述超声加工的往返次数为1-3次。8.根据权利要求5所述的一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法，其特征在于，利用超声加工工具头对沿主轴旋转的轮缘和踏面的表面进行超声加工，所述超声加工的振幅为5-25μm。9.一种利用如权利要求1-8任意一项所述超声加工方法以提高机车车轮耐磨性的应用，其特征在于，针对机车车轮对应存在磨损的区域进行超声加工，所述超声加工的参数为：主轴的转速为5-45r/min；进给量为0.03-0.2mm/r；超声加工工具头对待加工表面的压力为300-3000N。10.如权利要求9所述的提高机车车轮耐磨性的应用，其特征在于，在所述磨损的区域进行超声加工之前，对其进行车削半精加工，即使其的表面粗糙度为3.2-10μm；优选的，所述超声加工的参数为：主轴的转速为19r/min；进给量为0.1mm/r；超声加工工具头对待加工表面的压力为1200N。2CN106881559A说明书1/7页一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法及应用技术领域[0001]本发明涉及一种提高机车车轮耐磨性的超声加工方法及应用，属于超声金属表面加工的技术领域。背景技术[0002]众所周知，铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的，轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多，耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展，因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤，不但缩短了轮轨的使用寿命，在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效，危及行车安全。[0003]车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中，车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗，而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。据失效分析统计，铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等。[0004]轮缘是车轮上的重要组成部分，使车轮能可靠