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摘要：转轴是牵引电机的关键部件之一，在电机转动时既承受扭矩又承受弯矩。文章阐述了转轴从原材料入库把关，到加工过程控制中各环节的质量控制要点，并利用质量改进工具进行质量管理，对加工过程中出现的问题进行分析、纠正、改进和预防，以提高转轴加工质量，确保牵引电机转轴全过程质量控制稳步提升。
关键词：牵引电机；转轴；检验；质量改进
在转轴生产过程中，因操作不当或参数选择不合理等，常常导致某些加工要素失控，尤其是关键的配合尺寸，而转轴的加工质量直接影响电机的装配精度和机车运行质量，为了保证转轴的质量，应从转轴原材料入库把关开始，直至加工过程的全过程进行预防控制。
1原材料的入库把关
目前牵引电机转轴材料使用较多的有30CrNiMo8和35CrMo两种，30CrNiMo8主要用于大功率机车转轴，35CrMo主要用于城轨车辆转轴。两种材料的转轴在外观上几乎完全一致，如果在产品上不做明显标识，根本没有办法区分材质，而实质上它们有着本质的区别，除了化学成分有差异之外，热处理后的机械性能参数有着很大的区别，如表1所示。转轴的半成品在进货验收时应把好以下几个方面的关：1）应编制专项检验指导书，尤其入库检验卡片要详细、清晰，内容因包括：供方提供的熔炼炉、热处理批次、所有性能报告项点，包括超声波探伤核对项点、热处理炉批次取样的机械性能复检项点、熔炼炉批次取样的复检项点，以及粗加工尺寸检查项点。Vol.41No.4Jul.20th，20182）检验时，检查员首先要核实是首批次供货还是批量供货，首批次供货应核对是否提供有型式试验报告、例行试验报告、工序记录、产品质量检验合格证；批量供货只需按照例行试验的项点提供各项试验报告即可。但是，所有批次均应进行化学成分和机械性能复检。3）供方应将型号标识粘贴在转轴表面，标识应颜色区分明显，防止转轴误用、误装。4）转轴半成品的尺寸公差虽然给的较大，但也应严格控制。供货方往往担心热处理变形会造成精车无裕量，将工序裕量留得偏大，因此，检查员如果发现转轴裕量超过5mm时，一定要做好明确标识和记录，并告知操作者做好数控加工程序的修订，否则在精车过程中或因裕量较大而碰伤刀具。
2制造过程中的质量控制
2.1过程检验
过程检验是指对产品形成过程中某个或多个工序所完成的中间产品、成品，通过观察、试验、测量等方法，确定其是否符合规定的质量要求。为了确保产品过程质量的把关，应制定检验制度、检验规程（或检验指导书），根据产品质量特性的重要程度和作业特点，设置质量控制项点和检验项点。检验规程（或检验指导书）应规定检验项目及技术要求、使用的计量器具、规格或仪器设备、检验方法、抽样方案、检验频次、测试的环境条件、判定准则等。
2.2首件检验
在产品制造过程中要十分重视首件检验，尤其像转轴类的关键产品，应编制专门的加工工序首件评审（FAI）记录表，检验项点要全，以确认过程（工序）形成的质量是否符合规定要求，确认有关作业（工艺）参数、作业环境条件、设备状态、作业方法、作业（操作）人员是否需要调整等，只有在首件检验通过后，才能进行正式批量生产。
3质量改进
顾客的满意程度，取决于企业提供的产品和服务质量的好坏，要提高顾客的满意程度，就必须不断地进行质量改进，一方面，出现了问题，应立即采取纠正措施，另一方面通过寻找改进的机会，也可预防问题的出现。
3.1转轴螺纹中心孔质量改进
转轴螺纹中心孔用于安装联轴节，中心孔加工精度的好坏直接影响到与联轴节的装配质量。在实际生产中，因操作不当或参数选择不合理，常常导致中心孔螺纹牙顶表面不光滑。在加工过程中可通过优化切削参数，适当调整转速等措施来解决螺纹牙顶表面不光滑现象，比如，将车削转速由原有的80r/min调整到120r/min，以及操作者在攻螺纹孔时，密切关注丝锥的磨损程度并及时更换丝锥。
3.2转轴传动端面G1/4螺纹底孔粗糙度质量改进
G1/4螺纹孔是联轴器安装时保持油压的重要部位，若底孔面表面粗糙度差（见图1（a）），安装联轴器时会产生漏油现象，则无法将联轴器压至轴的锥度面上。为了保证装配质量，特针对G1/4螺纹孔底孔粗糙度的质量改进进行了专项工艺研究。最初的改善是将高速钢钻头换成硬质合金钻头，底孔质量有所改观，但没有达到预期目标，仍有漏油的现象。为此增加了加工步骤，在原来的加工基础上，增加锪孔的工序，即钻完G1/4底孔后，再用硬质合金钻头对底孔进行锪光，经过一段时间的验证，仍然出现个别底孔表面粗糙度不符合要求的转轴。最终，将设备由钻床改为普通镗床，验证后发现G1/4螺纹底孔粗糙度质量得到了很大的提升（见图1（b）），达到了预期目标，从根本上解决了联轴器安装漏油问题，确保产品质量的稳定性。
3.3转轴油孔加工质量改进
油孔只允许与G1/4螺纹孔贯穿，若油孔位置偏离而与端面上的工艺螺纹孔贯穿，将导致油从工艺螺纹孔内渗漏，使联轴节无法压装。因此需要对油孔与工艺螺纹孔的位置关系进行有效识别。针对油孔位置偏离问题，制定对策如下：1）有效识别转轴油孔与端面工艺螺纹孔的位置；2）改善钻孔工装（钻模）设计，约束油孔钻孔夹角。通过合理的控制，油孔位置偏移问题得到了改进，有效预防了联轴器安装漏油问题，如图2所示。
3.4转轴斜油孔孔口倒角的质量改进
转轴斜油孔孔口倒角看似简单，但如果操作不当就会使斜油孔孔口有毛刺或倒角不规范（见图3（a）），导致应力集中，危及行车安全。针对转轴斜油孔孔口倒角质量提升进行了专项工艺研究，对转轴斜油孔孔口倒角的质量问题进行全面剖析，并提出有效的解决办法。主要原因：斜油孔孔口倒角工具（修边器）使用起来极不安全，倒角效果也不理想，也很容易损伤转轴表面。解决方法：用风动刻磨笔和小磨头对斜油孔孔口进行倒角，既安全又很规范，完全符合要求（见图3（b）），有效地控制了转轴油孔在制造过程中潜在的问题。
4结束语
经过多年摸索，积累了以上转轴质量控制及改进方法，并经过长期生产实践证明，对转轴原材料、加工过程工艺的改进和优化、人员以及制造过程等环节的控制，能有效地保证牵引电机转轴质量持续稳定，并在其它同类产品上得到了广泛应用和实施，取得了很好的效果。
参考文献：
[1]肖连新.牵引电机外锥传动转轴机械加工工艺优化[J].电力机车与城轨车辆，2010，33（5）：36-38.
[2]段绪连，肖连新，顾丽，等，牵引电机内锥传动转轴加工工艺[J].电力机车与城轨车辆，2012，35（6）：46-47.
[3]国家质量监督检验检疫总局质量管理司.质量专业基础知识与实务[M].北京：中国人事出版社，2010.
作者:祁荣静 文思静 肖连新 单位:中车株洲电机有限公司
