СБОРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОДПЯТНИКОВОГО МЕСТА НАДРЕССОРНОЙ БАЛКИ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области механической обработки восстановленных наплавкой изнашивающихся деталей трения подвижного состава железнодорожного транспорта в условиях ремонтного производства. Область применения - ремонтные предприятия и депо железнодорожного транспорта.
Надрессорная балка служит для передачи нагрузки от кузова вагона на боковые рамы тележки. Нагрузка от кузова на надрессорную балку может передаваться центрально (от пятника кузова на подпятник) или через боковые опоры (скользуны). При передаче нагрузки через центральный узел «пятник-подпятник» пятник устанавливается в подпятнике и его поверхности контактируют с поверхностями подпятника, т.е. эти детали работают как пары трения, воспринимая и передавая нагрузки через контактирующие поверхности.
В условиях высоких динамических нагрузок и абразивной пылевой среды рабочие поверхности пары трения «пятник-подпятник» интенсивно изнашиваются. Особенно, изнашиванию подвержены плоские опорные поверхности наружного бурта и внутреннего «зеркала», внутренняя цилиндрическая поверхность наружного бурта и наружная цилиндрическая поверхность внутреннего бурта шкворневой горловины. Основным способом восстановления изношенных в результате эксплуатации поверхностей является ручная и автоматическая наплавка под флюсом, в среде защитных газов или автоматическая наплавка самозащитными порошковыми проволоками с последующей механической обработкой под ремонтные размеры. Механическая обработка осуществляется при помощи набора металлорежущего инструмента, состоящего из фрезы для обработки плоских опорных поверхностей, двух проходных резцов для обработки цилиндрических поверхностей и двух фасочных
резцов для снятия фасок наружного и внутреннего буртов подпятникового места. Однако механическая обработка при помощи подобного набора инструментов имеет ряд следующих недостатков:
1. не обеспечивается требуемое по чертежу качество обработанных поверхностей (шероховатость, волнистость и т.д.);
2. обработанные поверхности имеют предельные размеры, допустимые правилами ремонта;
3. не обеспечивается правильная форма подпятникового места (радиусы округления, уклоны цилиндрических поверхностей и т.д.);
4. низкая стойкость инструмента;
5. резцы, входящие в набор металлорежущего инструмента, имеют напаянные режущие части, что увеличивает затраты на восстановление режущей способности и смену инструмента.
В настоящее время известны различные по конструкции инструменты для обработки комбинированных фасонных поверхностей деталей подвижного состава, некоторые из которых выполнены сборными и имеют корпус и набор сменных вставных режущих пластин, обеспечивающих получение необходимых конструкторских и ремонтных размеров, а также качества поверхности обрабатываемых деталей (сборные фрезы со сменными режущими вставками для обработки рабочих поверхностей различной формы, цельные и сборные фасонные круглые и призматические резцы для точения фасонных поверхностей, резцовые головки с режущими элементами (резцы или резцовые вставки) для повторения обтачиваемой формы поверхности, под которую выставлены режущие части и т.п.). Однако, обладая способностью к качественной обработке восстановленных наплавкой изношенных поверхностей деталей подвижного состава, аналогичный инструмент не имеет возможности одновременно обрабатывать все рабочие фасонные поверхности подпятникового места [1, 2].
С целью устранения перечисленных недостатков механической обработки применяемым набором инструментов, сокращения времени обработки и одновременной обработки всех наплавленных поверхностей
подпятникового места предлагается конструкция сборного металлорежущего фасонного инструмента со сменными твердосплавными пластинами (см. фиг.1).
Предлагаемый сборный фасонный инструмент для механической обработки подпятникового места состоит из корпуса 2, клиновых зажимов для крепления сменных твердосплавных режущих пластин 3 и 6, установочных элементов для крепления сменных твердосплавных режущих пластин 7, установочных шпонок 1 для крепления инструмента на шпинделе, пятигранных сменных твердосплавных пластин для обработки плоской поверхности наружного бурта 4 (6 штук), четырехгранных сменных твердосплавных пластин для снятия фаски наружного бурта 8 (3 штуки) и сменных твердосплавных пластин для обработки цилиндрических поверхностей наружного и внутреннего буртов подпятникового места и плоской опорной поверхности «зеркала» 5 (6 штук). Предлагаемый инструмент позволяет использовать на позиции 5 как новые пластины LNUX 301940, так и изготовленные из них методом переточки резцовые вставки, которые имеют геометрию режущей части, повторяющую форму и размеры обрабатываемой поверхности детали. Технология использования сменных твердосплавных пластин и резцовых вставок в представленном сборном режущем инструменте позволяет экономить значительную часть твердого сплава при ремонте подвижного состава.
От аналогичного, используемого в ремонтном производстве железнодорожного транспорта, фасонного инструмента, используемого для обработки деталей подвижного состава, рассматриваемый сборный инструмент отличается тем, что в корпусе инструмента имеется коническое отверстие для базирования инструмента на оправке шпинделя, установочные шпонки для предотвращения проворота инструмента относительно шпинделя, клиновые зажимы и установочные элементы для крепления сменных твердосплавных режущих пластин. Твердосплавные режущие пластины крепятся по наружным диаметрам ступеней корпуса и по линии их пересечения в такой последовательности и при таких углах установки, что по достижении глубины подпятникового места инструмент
полностью повторяет его форму и размеры, обеспечивая параметры качества поверхности, задаваемые технологией ремонта.
Обработка осуществляется следующим образом (см. фиг.2). Сборный фасонный инструмент, закрепленный на оправке шпинделя в вертикальной плоскости вращения, плавно подается в зону резания к наплавленному подпятниковому месту. Происходит врезание твердосплавных пластин или резцовых вставок 5 в наплавленный металл внутренней цилиндрической поверхности наружного бурта В. Глубина врезания на один проход составляет 5-10 мм во избежание вибраций и больших усилий резания. Врезание осуществляется до тех пор, пока резцовые твердосплавные вставки 5 не обработают опорную поверхность «зеркала» Г, внутреннюю цилиндрическую поверхность наружного бурта В и наружную цилиндрическую поверхность Д внутреннего бурта шкворневой горловины, пластины 8 - фаску Б наружного бурта подпятникового места, пластины 4 - плоскую поверхность А наружного бурта подпятникового места. После одновременной обработки твердосплавными пластинами соответствующих поверхностей подпятникового места, обработанные поверхности принимают необходимые размеры и форму, так как форма фасонного инструмента и расположение режущих элементов полностью повторяют конструкцию подпятника. При этом улучшается качество обработанной поверхности по параметрам волнистости и шероховатости, экономится время обработки и снижается расход режущих элементов.
Время обработки при использовании данного сборного режущего инструмента сокращается в 1,5-2 раза.
Литература:
1. Металлорежущие станки и инструменты / Г.Н.Сахаров, О.Б.Арбузов, Ю.Л.Боровой и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.: ил.
2. Филиппов Г. В. Режущий инструмент. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. - 392 с., ил; Металлорежущие инструменты:
Учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения».