沈曉鋒 （浙江蘭菱機(jī)械股份有限公司技師）

現(xiàn)代社會(huì)隨著城市軌道交通事業(yè)的迅猛發(fā) 展,，軌道交通的振動(dòng)和噪聲污染日益成為影響城 市環(huán)境的突出因素,，過量的振動(dòng)和噪聲嚴(yán)重干擾 著城市居民正常的工作和休息 。為減少城市軌 道振動(dòng)和噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響,，自 20 世紀(jì)以 來,，工程中出現(xiàn)了各種軌道減振方案,，并大量應(yīng) 用于城市軌道 。取得了良好的減振降噪效果,。

城市軌道交通列車運(yùn)行速度一般為 60~80 km/h,，車體的空氣動(dòng)力噪聲較小,，綜合噪聲主要 源于輪軌噪聲 。動(dòng)力齊備噪聲及結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲 等三種噪聲,，鋼輪鋼軌系統(tǒng)中車輪與鋼軌的振動(dòng) 是噪聲的根源 ,。對(duì)于軌道結(jié)構(gòu)而言，車輪受到運(yùn) 行軌跡不平順激擾,，產(chǎn)生垂向,、橫向、縱向等各種 振動(dòng),，通過扣件 ,、軌下基礎(chǔ)傳遞后,，形成最終輸 出,，軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)，如質(zhì)量,、剛度,、幾何尺寸等直 接影響到振動(dòng)輸出效果,，因此,，合理選擇優(yōu)化軌 道結(jié)構(gòu)的型式和結(jié)構(gòu)參數(shù),，是處理減振降噪的重 要途徑,。

我司從設(shè)計(jì)開發(fā)到目前批量生產(chǎn)交貨，經(jīng)歷  了一系列產(chǎn)品研發(fā)和工藝創(chuàng)新 ,。從下料→加熱  →卷簧→ 淬火→ 回火→磨削（粗）→ 沖壓→磨削  （精）→ 噴丸→ 沖壓→探傷→成品檢驗(yàn)→ 表面處  理→包裝 。雖然彈簧尺寸公差看起來較大，但是  對(duì)于此系列彈簧而言加工精度不容忽視 ,。按照  TBT2211 一級(jí)精度考核,，就限制了很多過程的偏  差,，生產(chǎn)過程必須保證工藝的一致性與穩(wěn)定性,。 就目前我司開發(fā)規(guī)格（內(nèi)外簧）33. 5*211*497*  9. 3/21. 3*128*497*14. 5 彈簧而言，其功能負(fù)荷  尺寸等需要考核參數(shù)如下 ,。①端頭厚度1/8d-1/  4d②短時(shí)間彈性試驗(yàn)③長時(shí)間彈性試驗(yàn)④接觸

線≥中徑 1/3D⑤端頭離縫≤1. 0mm ⑥負(fù)荷下的位 置點(diǎn)5%⑦剛度公差5% ,。⑧疲勞壽命 200 萬次 （振幅為±0. 37Fj）上述要求充分展現(xiàn)了彈簧的加 工精度要求很高，為此必須對(duì)彈簧加工過程質(zhì)量 進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控,，其要點(diǎn)如下：

1. 下料尺寸 ,。 因此規(guī)格彈簧需考核接觸線  方式,，接觸線彈簧對(duì)于鋼絲要求一般都處于中下  差 ,。材料的偏差對(duì)于彈簧的生產(chǎn)有很大的影響,， 每 1/100 的鋼絲偏差就會(huì)造成 4/100 的負(fù)荷偏  差 ,。所以,，對(duì)材料線徑的尺寸偏差需要格外的注  意 ,。需要按照加工精度為-0. 1 mm ,。圈數(shù)尺寸  按照中上差考核 ,。可以修補(bǔ)其因部分偏差導(dǎo)致  可能會(huì)引起超差的現(xiàn)象 。且下料方式也很重要,， 鐵路彈簧下料不允許氣割，只能鋸割,，氣割材料  對(duì)彈簧表面質(zhì)量有很大影響,。

2. 加熱 ,。材料的加熱方式目前分為三種方  式,，中頻爐加熱,、電阻爐加熱、天然氣加熱 ,。因鐵  路彈簧要求都很苛刻，不允許彈簧全脫碳,，所以  為保證彈簧的金相組織，必須采用加熱脫碳小或  者不引起脫碳的加熱方式 ,。優(yōu)選選擇中頻加熱,， 加熱速度快，生產(chǎn)效率高,，氧化脫碳少 ,。加熱溫  度對(duì)于彈簧后續(xù)淬火與芯部有很大的關(guān)系，所以  此類彈簧推薦加熱溫度 930-960 之間 ,。加熱溫  度太低不易達(dá)到產(chǎn)品淬火溫度,，可能導(dǎo)致彈簧淬  火硬度偏低，組織轉(zhuǎn)變不理想等因素 ,。加熱溫度  太高,，后續(xù)淬火硬度太高，彈簧脆性大 ,。容易導(dǎo)  致淬火開裂等因素 ,。所以一個(gè)合理的加熱溫度  區(qū)間是保證批量生產(chǎn)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一，建立  工藝質(zhì)量控制點(diǎn)不容忽視,。

3. 卷簧質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于彈簧的外徑 ,、

長度、圈數(shù),、節(jié)距,、直線度與表面質(zhì)量 。因熱卷彈  簧都是采用芯軸卷制生產(chǎn) ,。芯軸的大小對(duì)彈簧  內(nèi)外徑的影響也很大,，且每 1/100 的直徑偏差會(huì)  引起每 3/100 的負(fù)荷偏差 。所以卷簧芯軸的選  取對(duì)于彈簧加工精度十分重要,，且彈簧為內(nèi)外  簧,，裝配公差單邊僅為 8 mm 。為保證裝配使用  過程內(nèi)外彈簧不干涉 ,，生產(chǎn)時(shí)外簧公差按照  +1. 5 mm 控制 ,。 內(nèi)簧公差按照-1. 0 mm 控制，更  能保證其使用的穩(wěn)定性 ,。但又使其加工精度更  加嚴(yán)格 ,。彈簧長度與卷簧息息相關(guān),，卷簧長度離  散必須按照 0. 1d 執(zhí)行 。因?yàn)楫?dāng)彈簧考核端頭厚  度時(shí),，其磨面一般＞300° ,。此時(shí)卷簧過長會(huì)導(dǎo)致  彈簧磨面過大甚至磨面接牢 。卷簧長度太短,，導(dǎo)  致彈簧加工過程中長度達(dá)到要求但端頭厚度未  達(dá)到考核要求 ,。仍是不符合客戶要求 。此時(shí)卷  簧長度必須嚴(yán)格控制,，鐵路彈簧節(jié)距公差要求一  般不得＞2 mm,，節(jié)距的均勻度也有很大關(guān)系，尤  其彈簧的表面質(zhì)量也最為相關(guān),，加熱材料在卷制  過程中一定要注意,，加熱送線滾輪的表面光滑  度，不允許有拉絲,，凹坑,，毛邊等缺陷，不然會(huì)導(dǎo)  致材料在加熱送線過程中表面劃傷 ,。卷簧滾輪  在卷簧過程中也不能表面晃動(dòng),，否則會(huì)導(dǎo)致彈簧  節(jié) 距 不 勻 ，滾 輪 內(nèi) 徑 大 小 必 須 大 于 鋼 絲 5-10  mm,，保證在送線過程中不引起彈簧表面壓痕 ,。 滾輪表面質(zhì)量不允許高低不平，不然也會(huì)導(dǎo)致卷  簧過程中彈簧表面存在拉絲凹坑現(xiàn)象,。

4. 淬火工序是彈簧的特殊工序,，彈簧淬火 的目的是使材料內(nèi)在奧氏體向馬氏體或貝氏體 轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織,，然后配合以不 同溫度的回火,，以大幅提高鋼的剛性、硬度,、耐磨 性,、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足彈簧不同使 用要求 ,。彈簧的淬火過程就是把鋼加熱到臨界 溫度 Ac,，或 Ac 以上保溫一定時(shí)間，使其奧氏體 化,，再以大于臨界冷卻速度急劇冷卻,，從而獲得 馬氏體組織 。對(duì)于一般熱卷螺旋彈簧,，最好是在 熱成形之后,，利用其余熱立即淬火 。這樣可以省 去一次加熱,，減少彈簧的氧化脫碳程度,，既經(jīng)濟(jì)

又改善了彈簧的表面質(zhì)量 。且彈簧淬火方式與  材料的淬透性等性能有很大關(guān)系 ,。不是所有材  料都適合采用油淬方式 ,。材料淬火都有臨界值， 當(dāng)淬火介質(zhì)達(dá)不到要求時(shí),，就應(yīng)該試驗(yàn)新的淬火  介質(zhì) ,。因此線徑材料為 60Si2CrV 材質(zhì)（線徑 φ45  以下）采用油淬火方式比較適宜，淬火溫度 830-  860 ℃ ,。淬火硬度控制 58-62HRC ,。因淬火硬度  過高會(huì)導(dǎo)致彈簧內(nèi)應(yīng)力過大，因內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生裂  紋 ,。淬火溫度太低,，導(dǎo)致彈簧組織轉(zhuǎn)變不完全硬  度不達(dá)標(biāo)，不能得到完全的貝氏體組織,。

圖1

5. 回火的作用減低或消除淬火鋼件中的內(nèi)  應(yīng)力,，或降低其硬度和強(qiáng)度，以提高其塑性或韌  性 ,。 回火是將經(jīng)過淬火的工件重新加熱到低于  下臨界溫度的適當(dāng)溫度,，保溫一段時(shí)間后在空氣  或水、油等介質(zhì)中冷卻的金屬熱處理工藝或?qū)⒋?nbsp; 火后的合金工件加熱到適當(dāng)溫度,，保溫若干時(shí)  間,，然后緩慢或快速冷卻 。一般用以減低或消除  淬火鋼件中的內(nèi)應(yīng)力,，或降低其硬度和強(qiáng)度,，以  提高其塑性或韌性 。 回火后得到回火馬氏體 ,。 彈簧回火時(shí)間與線徑有很大關(guān)系 ,。＜20 mm 回  火 時(shí) 間 1. 5 小 時(shí) 20-50 mm 回 火 時(shí) 間 2 小 時(shí) 。 50-60 mm 回火時(shí)間 2. 5 小時(shí) 60 mm 及以上回火  時(shí)間 3 小時(shí) ,。 回火硬度 47-51HRC,。

以下表格我對(duì)我司材料淬火方式與淬火溫

圖2

度總結(jié)見表 1。

6. 磨削質(zhì)量,。

我 廠 常 用 砂 輪 型 號(hào)  MA9P/E  為 Φ450*  60BWA24NPL ,， M7650   為   500×63×305WA60  KVB，H96 為 600×60×50A36LVP,，其中硬度,、粒度  粘貼劑,，必須檢查驗(yàn)證供方提供的供貨單、合格  證和表面標(biāo)記 ,。應(yīng)同時(shí)查看砂輪表面是否有裂  紋和損傷,，用木錘敲擊砂輪應(yīng)發(fā)出清脆的聲音。 在砂輪使用前,，做好完全防護(hù)措施前提下,，按現(xiàn)  有磨簧機(jī)******轉(zhuǎn)速對(duì)砂輪進(jìn)行回轉(zhuǎn)強(qiáng)度檢驗(yàn)，達(dá)  到最高速度時(shí)維持半分鐘 ,，不得出現(xiàn)裂紋和  松散,。

磨削作業(yè)中應(yīng)密切注意磨削火光不能過大    過亮，切削速度（進(jìn)刀量）不能過大,，同時(shí)注意吸    塵機(jī)應(yīng)正常工作,，防止堵塞 。磨削過熱過燒會(huì)造    成砂輪飛裂,、工件磨面脫碳,、開裂等安全事故與    質(zhì)量事故 。磨削熱會(huì)造成表面薄層瞬時(shí)高溫的    特性 ,。有資料指出磨削層的瞬時(shí)溫度可以達(dá)到    1500℃ , 但這個(gè)面層加熱和冷卻過程則是以“秒 ” 甚至是“毫秒 ”計(jì)的 ,。這個(gè)過程和條件足以使工    件表面及組織發(fā)生變性 。這種磨削熱帶來的組    織變化主要是表面層馬氏體的高溫快速回火現(xiàn)    象,，這種組織轉(zhuǎn)變帶來的結(jié)果就是表面硬度降低    和體積收縮,，如果表面磨削溫度異常高，將會(huì)再    回火層以外生成二次淬火馬氏體組織,，這是由于    該磨熱面層已經(jīng)奧氏體化了,，但其并不能改變磨    熱層整體體積收縮的物理特性 。這種瞬時(shí)的磨    熱層深度通常在 100 µm（0. 10 mm）數(shù)量級(jí)左右 ,，  主要通過回火層組織分布及表面硬度降分布來    判定和表達(dá)的,，極端情況下磨熱回火層可能達(dá)到    500 µm（0. 50 mm）。 磨削裂紋的顯微分布形態(tài),，

表1