Walter:使用XTRA.TEC进行铁路道岔加工

    轨道钢材的铣削是一项真正的挑战，而德国特里尔Vossloh Laeis公司的专业人员却能利用Walter铣刀和钻头轻松应对。

    一说到火车、有轨电车或地铁的道岔，人们一般不会立即联想到铣床铣加工，因为无论是弯曲的还是笔直的轨道构件都直接来自于轧钢厂。而业内所谓尖轨和岔心等部件则都是从坯件铣削而成的。尖轨用于调节道岔，岔心则是辙叉的中间部件。德国特里尔的Vossloh Laeis公司是生产这类部件的专业厂家。公司在单体式结构的岔心和辙叉加工方面拥有一项专利，其优点在于无需螺栓连接。

    为了让读者能够在讨论中跟上道岔专家们的思路，有必要对其他一些概念进行解释。钢轨分为平底钢轨和有槽钢轨。火车使用的事平底钢轨，而有轨电车和众多工业轨道交通则使用有槽钢轨。由于轴距及最小圆弧半径不同，因而道岔尺寸差异巨大。平底钢轨道岔长度为30至40米，约为有槽钢轨道岔的三倍。为有槽钢轨道岔则在宽度和斜度方面拥有多种规格。常见的宽度为36、32或23mm，常见的斜度为1:4或1:6。虽然Vossloh Laeis可加工所有类型的钢轨，但主要还是生产有槽钢轨产品，约占总产品的80%。其原因一方面是德国地铁公司加工大部分钢轨，另一方面，城市有轨电车系统重新进入了繁荣期。

    从切削加工技术的角度看来，加工材料即轨道钢材有其特殊性。钢轨在日常运行中的负荷高。钢轨制造的目的是尽可能延长产品的使用寿命。因此对于抗拉强度有很高的要求，通常为700至1300N/mm2。处于较低抗拉强度区域的材料为“普通”轨道钢材，其标号为S700、S800、S900等（该数字表示抗拉强度）。通过相对提高碳的含量、轧制过程和必要的调质处理，可以使材料获得获得更好的 抗拉强度。除了普通轨道钢材之外，还有特级钢材，以制造名称命名。在Vossloh集团，这种获得专利的特级钢材叫做“Cogidur”，具有相当高的抗拉强度，达到1300N/mm2.出于成本原因，Cogidur钢轨通常采用焊接式三明治结构，以ST52作为下层结构。

    材料成分中的些许偏差，由于轧制而产生的抗拉强度差异（100N/mm2并不少见），根据要求焊上热处理CrNi头部，不同的机床工作台支撑条件—这些情况常令铣刀和钻头难以应对。“有可能第一块坯件很容易加工，而第二件却困难得多，并且无法找到明显的原因”，Vossloh Laeis工作准备部门负责人Stephan Bartzen说道。

    鉴于如此变化多端的条件，Vossloh Laeis道岔专家们不得不寄希望于最结实的刀具。在铣刀方面，尤其是精密刀具大多从Walter采购。他们与这一专业硬质合金加工刀具供应商有着20多年的合作历史，今天，使用图宾根所生产的铣刀已占到大约70%的份额。面铣刀和玉米铣刀是最经常用到的种类，此外还有用于开槽的锥形斜铣刀。这种铣刀能够在钢轨槽加工的一个工作步骤中铣出特殊形状。

    自从Walter的Xtra·tec系列投放市场以来，这些刀具类型的应用得到了进一步增强，例如面铣刀F4033，它的每一个可转位刀片有八个切削刃。刀片材质主要采用通用型Tiger·tec切削材质WKP35。“该切削材质硬度与韧性兼备，既适用于加工广泛的材料种类，又使用于变化多样的加工条件，其中最典型的就是Vossloh Laeis所遇到的情况”，Walter的技术顾问Josef Alt解释道。

    加工过程本身为干式粗加工。公差范围在+/- 0.1 mm。轨道车辆的行车“精度”不可能更高了。Stephan Bartzen解释道：“对于我们的要求而言，我们不需要磨削而成的高精度可转位刀片，因此我们选择具有稳定几何形状的四周烧结刀片。我们需要的是更长的刀具寿命。”例如，如果要铣出长度为10m、深度为40至50mm的开槽，在刀刃断裂时机床操作员必须从圆弧中退出并中断加工。这当然会令人不快。除了Walter铣刀之外，还越来越多地用到带有硬质合金可转位刀片的B40型Xtra·tec钻头。

    一般情况下钢轨很少需要钻孔，但是加拿大温哥华的这个大订单则有所不同。刚轨在末端连接鱼尾板，因此需要很多直径为19、26、28.5和30mm的孔。

    钻孔位置在轨腰的中间，也就是通常比较软的区域。而在这个项目中，钢轨头部经过淬火处理;硬度直达轨腰区域。“我们平时使用的高速钢钻头大约钻15个孔后就不能再用了”，Stephan Bartzen说，“但是使用Xtra·tec钻头后，我们可以很好地掌控钻孔加工。”这些平底钢轨和道岔将把2010年冬季奥运会的观众送往四面八方。

    “多年以前，在只有S800之类的标准轨道钢材料时，加工比较简单且更加容易预见”，Stephan Bartzen总结道，“今天，我们有大量不同的材料，并且抗拉强度很高。几乎每个订单都要提出新的切削技术要求。没有能承受不同加工条件的牢固的万能刀具，根本不行。”

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