加工表面完整性（SurfaceIntegrity）就是指零件加工表面質(zhì)量，主要包括在機械加工后形成的表面粗糙度、表面殘余應力、加工變質(zhì)層（硬化、相變、缺陷等）。而表面粗糙度是評定加工表面完整性的重要指標之一，軸承室的表面粗糙度將直接影響到軸承的配合性、耐磨性、摩擦系數、疲勞強度和使用壽命。

　　影響電動(dòng)機可靠性的核心技術(shù)有兩個(gè)：一是絕緣性能，二是軸承運行穩定性。電動(dòng)機的兩個(gè)軸承分別安裝在兩端端蓋的軸承室中，故軸承室的加工表面完整性直接影響著(zhù)軸承的裝配質(zhì)量。隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步，軌道交通行業(yè)對軸承室表面粗糙度質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求，從以往的Ra=3.2μm提高到1.6μm。

　　因此，如何有效降低表面粗糙度值無(wú)疑是軌道交通行業(yè)中十分重要的研究課題。近兩年來(lái)，我公司聯(lián)手株洲電力機車(chē)有限公司、株洲聯(lián)誠集團有限公司共同開(kāi)展了“基于不同加工方法對表面質(zhì)量影響的研究”，取得了一定成果，本文將部分成果與讀者進(jìn)行分享。

　　1、車(chē)削加工

　　由于受設備條件等的限制，一些較大外形尺寸的端蓋軸承室只能用車(chē)削的方式完成最后的精加工，如交流機車(chē)牽引電動(dòng)機端蓋，其外形尺寸達到φ900mm左右，因此，選擇旋轉工作臺為φ1600mm的數控立式車(chē)床進(jìn)行車(chē)削加工比較合適。

　　理論上，表面粗糙度值的計算公式為Ra=1000･f2/8･R=125･f2/R（μm），由此可以看出，進(jìn)給速率f越小，刀具半徑R越大，則Ra值就越小，從圖1也可以清楚地看出，Ra值與f和R的關(guān)系，如果取f=0.1mm/r，R=0.8mm，則Ra=1.56μm，可以滿(mǎn)足Ra=1.6μm的要求。

　　但實(shí)際加工過(guò)程中，由于受到工件材質(zhì)、機床精度、工件轉速及積屑瘤等的影響，Ra的實(shí)際值往往比理論值大。下面分別就兩種不同材質(zhì)的端蓋進(jìn)行說(shuō)明。

　?。?）鑄鋼材質(zhì)的端蓋車(chē)削加工。

　　其實(shí)，用車(chē)削方法便能達到高的表面粗糙度是最經(jīng)濟的途徑，因而，應力求在刀具和切削參數上做文章。

　　我們選用了瓦爾特兩款刀尖圓弧分別為R0.4mm和R0.8mm的C形鑄鋼件刀片，分別按照表1的參數進(jìn)行各種組合排列進(jìn)行試驗，經(jīng)過(guò)統計分析，得出幾個(gè)結論：①當進(jìn)給速率小于0.15mm/n時(shí)，均能得到較理想的表面粗糙度值，Ra=1.6μm，如圖2所示。②表面粗糙度值與切削速度和切削深度的相關(guān)性不大，但切削速度越高，Ra值有降低的趨勢。③切削刃上有斷屑槽的刀片是加工鑄鋼件獲得理想的表面粗糙度值的關(guān)鍵，而適當的切削深度能使斷屑效果更好，避免切屑對加工表面的二次損傷，如圖3切削模型所示，從而得到光亮的表面質(zhì)量。④帶修光刃的車(chē)刀片將進(jìn)一步降低表面粗糙度值。

　　另外，我們還用一把刀片為圓形的瓦爾特進(jìn)口外圓車(chē)刀進(jìn)行了試驗，刀片直徑為6mm，當以同樣的參數車(chē)削后，軸承室表面得到了非常好的效果，測量其Ra值在0.6μm以下。

　?。?）鑄鐵材質(zhì)的端蓋車(chē)削加工。圖4所示是某型機車(chē)電動(dòng)機的鑄鐵材質(zhì)端蓋，軸承室直徑只有190mm，車(chē)削時(shí)的線(xiàn)速度相對較低，難以將表面車(chē)得光亮。我們選用了一把刀尖圓弧為R0.8mm的C形鑄鐵件刀片進(jìn)行類(lèi)似試驗，為使試驗次數減少，采用正交試驗法進(jìn)行研究，將因素數設定為3，水平數設定為3，查表采用L9（34），數據及分析結果如表2所示。

　　2、磨削加工

　　一些小端蓋不受設備大小的影響，可以采取磨削加工方法來(lái)提升軸承室的表面質(zhì)量，如某型動(dòng)車(chē)組電動(dòng)機端蓋，其表面質(zhì)量和形位尺寸公差等要求更高，采取磨削加工是很理想的工藝方法。為了選取最合適的磨削參數，我們對4個(gè)影響參數進(jìn)行了交互組合試驗，得出結論為Ra值均在0.6μm以?xún)?，其中砂輪粒度對表面粗糙度值Ra的影響最大，磨削深度、砂輪轉速次之，工件轉速影響最小，具體影響規律如圖8所示。

　?。?）滾壓加工。

　?。?）毫克能加工。

　　3.結語(yǔ)

       通過(guò)對幾種加工工藝方法的應用研究，在對各種工藝方法的工藝參數進(jìn)行試驗和優(yōu)化后，針對牽引電動(dòng)機軸承室的加工表面質(zhì)量的設計新要求，可以經(jīng)濟性地選取合適的加工工藝來(lái)達成。