风动砂轮手工精密打磨操作方法及其应用

宁允展

摘要：文章简述了使用风动打磨机对工件待加工表面进行精密打磨的方法，当车辆零部件加工后精度达不到要求，或者在加工运行过程中发生损伤就可以使用这种打磨法进行处理，本方法比其它的钳工精密加工方法如锉削、刮削、研磨等方法相比，具有适用范围广效率高等优点。

关键词：转向架;定位臂;研磨;高精度

简介

风动砂轮手工研磨方法主要应用于动车组转向架构架定位臂研磨、各种零部件加工面修复保证加工精度、螺纹修复、取折断螺栓等方面。按照加工表面的外形一般可以分为平面研磨、曲面研磨，研磨方法一般采用交叉研磨法进行操作。这种操作法对操作者技能要求高，需要操作者长期的训练对砂轮机工作时平稳性的掌握。其优势为适用范围广，研磨精度高每次的研磨量可达到0.0005mm，在实际生产中的作用大，如定位臂作为高速动车组转向架构架与车轮的连接部位，通过定位节点与轮对连接成一个整体，在高速运行情况下定位臂的接触面需要承受约二三十吨的冲击力，需要保证很高研磨精度，用这种方法进行研磨体现风动砂轮手工研磨的先进操作。

引言

风动砂轮精密打磨是类似钳工手工刮削的一种操作方法，但其精度高而且又有比较高的效率，适用范围广是其特有的优势。

1、平面打磨

保证贴合精度：一种轨道车构架定位臂U型槽要求组装后与装配后的工件配合表面接触精度达到75%以上，为保证精度采用风动砂轮“分层”精密打磨的工艺方法，数控设备最终加工后留有0.05-0.1 mm的加工量。图1图2

操作步骤：

①、在U型槽检测芯轴两面涂沫红丹粉，厚度（5-10）µm，把检测芯轴放入构架梯型槽内，用铜锤轻敲打芯轴两侧上端，查看配合情况，观察侧面芯轴刻线与构架定位臂上平面距离，芯轴的第一根刻线要在构架定位臂上平面以上。

②、取出检测芯轴，在U型槽贴合面出现粘附涂料部位称为“凸起”，需要打磨，没有沾到红丹粉的为“凹陷”，不需要打磨。

③、对U型槽内磨合面进行打磨的主要是加工两侧表面上的“凸起”。砂轮头用磨石修磨成圆锥。打磨时尽量加大砂轮与研磨表面的接触面积，从下向上、由外而内进行分四段打磨，打磨工具的打磨方向和水平面大约成45º。

④、同样反复多次插入检测芯轴，查看配合状态打磨掉“凸起”的地方，每次研磨时打磨工具的方向和上次相差90º，这样形成交叉纹路。

⑤、当U型槽研磨着色检查，接触面达到75%以上贴合率时打磨合格，梯型槽上平面应在检测芯轴两刻线之间。

保证尺寸精度：一种轨道车辆构架齿轮箱安装座的矩型槽需要使用大型数控加工中心进行加工，加工精度要求两垂直平面之间距离尺寸误差在0-0.025mm之内，由于机床的本身精度和刀具工艺装备等原因造成加工精度不稳定，于是采用放大加工误差并留有（0.02-0.08）mm的加工余量，使用手工精密打磨的工艺方法保证最终加工精度。图3图4

作业步骤：

①、制作研磨块长度可以跨过3个矩型座，在研磨块上均匀涂抹红丹粉，使用涂有红丹粉的研磨块在加工面研磨以显示高点。

②、使用整修好的风动砂轮进行打磨，打磨操作方法同上，去除沾有红丹粉的高点部分。

③、矩型槽两边均匀研磨，每一遍但完毕后用校对好的内测千分尺进行尺寸测量，一般一对矩形面的上端选两个点中间选一个点，下端选一个点进行测量。

④一般打磨一遍磨的金属材料尺寸为0.01毫米左右，打磨过程中要注意尺寸的变化，打磨力度要轻防止尺寸超差，经过如此反复打磨3-5次，使矩型槽的尺寸达到公差要求。

注意事项：

①、平面面积较大时，磨平比较困难;打磨时砂轮头要修直，使用砂轮是一定要端平，使砂轮与研磨面保持线接触打磨。

②、如果对基本功不能掌握，会使被打磨面出现中间凸的现象，很难形成大面积接触，造成尺寸超差。

③、注意打磨时的砂轮头对工件表面施加的力度，当接近尺寸公差要求时打磨力度要小，打磨力度要均匀不能忽大忽小，避免工件表面打磨出凹坑。

④、研磨使用的子弹头砂轮的硬度和颗粒度要根据工件的实际情况选用，一般精度要求比較低，打磨量较大的情况下为提高加工效率选用颗粒度大的砂轮一般60#-100#，精度要求比较低高、加工余量比较小的情况下选用颗粒度比较细的砂轮头一般为120#以上。砂轮头的硬度要高一些使其在打磨的时候能较长时间保持形状，砂轮头材质一般选用（AR）粉红色氧化铝，磨粒耐磨不易变形，应用作业较广泛，适用于各种金属表面加工，如钢、铸钢、铸铁、不锈钢等，用于非硬质非热处理钢以及铸钢的边缘磨削效果较佳。

2、曲面研磨

曲面打磨一般分为外圆柱面打磨和内孔打磨，曲面打磨难度要比平面打磨要难，研磨显点痕迹比较细碎，在工件精度比较高的情况下，研磨时可以使用油石条配合整修研磨纹路，曲面研磨的方法与平面研磨大致相同，主要要根据实际的圆柱直径选用合适规格的研具和打磨砂轮，为提高表面光洁度可以在精研后用研磨材料抛光，砂轮机打磨方向一般为周向和周向交叉打磨，打磨时注意保证圆柱度与同轴度，打磨过程中砂轮头的落点一定要准确这样才能保证研磨精度要求。

曲面研磨的实际应用：

悬挂车构架M22×1.5管座螺纹损伤后的焊补研磨修复。

先制作一根两台阶的销轴大径为Ø22毫米，小径与管座内孔直径相同，一个套管的内径为Ø22毫米公差为0.05MM-0.1MM轴向刨为两半。

1、将管座螺纹部分磨掉，再在打磨处进行焊接，焊接直径应略大于螺纹大径。

2、先对管座外径焊接部分进行粗磨，使用游标卡尺测量外径控制尺寸，同时测量内孔孔壁相对与管座大径圆柱面的尺寸使其周向尺寸一致，避免内孔中心与管座大径不同轴，粗磨预留0.3MM-0.5MM的加工余量。

3、将台阶轴小端插入管座内孔中，大端靠在管座端面上使用，然后与轴向用刀口尺测量台阶的销轴大径与管座大径之间的间隙大小，使用砂轮对管座外径进行打磨，间隙大的地方多打磨一些，间隙小的地方少打磨一些，使其测量间隙逐渐缩小，同时用游标卡尺对管座外径进行测量控制尺寸。

4、当尺寸打磨到Ø22+0.06毫米左右时在半片轴套内表面涂红丹在管座外径上研磨显点，然后用颗粒度较细的子弹头砂轮进行精磨，如此反复几遍将管座外径打磨规整后在进行扳丝。

3.结束语

现在随着科学技术的进步和各种先进工具不断涌现，把适合现场产品的先进工具应用到实际生产中将会带来对生产效率、产品质量很大的提升，会改变传统工种的操作方法。同时要不断的练习时间和提炼总结先进操作法让先进的工具发挥最大的作用。

参考文献

[1]李双双.曹建明.王建同.潘玉鹏.浅析地铁轨道养护中打磨技术的应用[J]工程科技Ⅰ辑;信息科技2021年第28卷第5期。