北京南口軌道交通機(jī)械有限責(zé)任公司(以下簡稱“南機(jī)公司”)坐落在燕山腳下，這家由著名的鐵路工程師詹天佑先生于1906年創(chuàng)建的企業(yè)，現(xiàn)如今是中國北車機(jī)械傳動(dòng)裝置集成系統(tǒng)、鐵路道岔集成系統(tǒng)、壓縮風(fēng)源集成系統(tǒng)三個(gè)專業(yè)化研發(fā)生產(chǎn)基地，旗下有齒輪廠、風(fēng)電廠、配件廠以及鑄造廠等多個(gè)分廠，分別承擔(dān)著機(jī)車車輛主機(jī)以及配件的生產(chǎn)制造和組裝。其中，以齒輪廠規(guī)模最大，無論從占地面積、人數(shù)還是產(chǎn)值方面來說都位居首要，近300人的員工隊(duì)伍每年創(chuàng)造約1.5億人民幣的產(chǎn)值，占到了公司整體產(chǎn)值的三分之一以上。
北京南口軌道交通機(jī)械有限責(zé)任公司齒輪廠副廠長譚建忠先生
齒輪廠產(chǎn)品種類繁多，除了給機(jī)車提供配套齒輪產(chǎn)品外，目前也承接部分風(fēng)電和油田增速箱的加工，但其拳頭產(chǎn)品還是機(jī)車牽引齒輪的制造。機(jī)車牽引齒輪為大型高速重載齒輪，是電力機(jī)車、電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車及高速動(dòng)車牽引傳動(dòng)裝置中的重要零件，它傳遞牽引電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的扭矩，并承受來自線路的沖擊，負(fù)重大、工作條件惡劣。隨著鐵路向高速、重載發(fā)展，其所承受的負(fù)載不斷增大，“服役”條件愈發(fā)苛刻。為適應(yīng)這種發(fā)展需求，齒輪質(zhì)量和使用壽命的提升勢在必行，在這一過程中，加工裝備和加工工藝起到了決定性作用。
高端需求下的高端匹配
南機(jī)公司齒輪廠的核心產(chǎn)品——HXD2型大功率電力機(jī)車牽引齒輪，主要為和諧2號配套生產(chǎn)。HXD2型“和諧”電力機(jī)車是中國鐵路主力電力機(jī)車車型，由法國阿爾斯通交通運(yùn)輸股份有限公司和中國北車集團(tuán)大同電力機(jī)車有限責(zé)任公司聯(lián)合研制，是在阿爾斯通“Prima”機(jī)車技術(shù)平臺(tái)上，以法國國鐵BB 27000型電力機(jī)車為原型車，開發(fā)研制的干線貨運(yùn)用、八軸大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車，最大功率為10000千瓦，最高運(yùn)行速度為120公里/小時(shí)。
HXD2型大功率電力機(jī)車牽引齒輪
按照合作的要求，北車旗下各配套公司于2007年開始投入正式生產(chǎn)，針對HXD2型大功率電力機(jī)車牽引齒輪制造難點(diǎn)的描述，齒輪廠副廠長譚建忠介紹說：“該齒輪產(chǎn)品的要求是高標(biāo)準(zhǔn)的，它具有生產(chǎn)精度高、加工難度大、檢測項(xiàng)目點(diǎn)多、生產(chǎn)工藝復(fù)雜的特點(diǎn)。當(dāng)時(shí)我們的加工環(huán)境并不盡如人意，不僅是加工精度出現(xiàn)問題，甚至遇到了難以攻克的加工瓶頸。”
和諧2號屬于低速重載機(jī)車，齒輪設(shè)計(jì)外形復(fù)雜，很多曲線采用普通設(shè)備無法完成，“因此我們引進(jìn)了一批進(jìn)口的數(shù)控立式車床。但是問題也隨之出現(xiàn)了，這些立車配備的刀具不全，而刀具恰恰是決定產(chǎn)品加工成敗的關(guān)鍵因素。瓦爾特不僅針對加工難點(diǎn)為我們推薦了最合適的刀具，還幫助調(diào)整了很多加工參數(shù)，完成任務(wù)的同時(shí)讓加工更順暢，可以說是給我們解決了燃眉之急。”譚廠長回憶道。在他所接觸的國際刀具廠商中，瓦爾特給他留下的印象最為深刻，尤其是發(fā)揮了最大作用的盤銑刀、鉆頭和絲錐產(chǎn)品。
齒輪廠車間中擺放的各種齒輪產(chǎn)品
迄今為止，南機(jī)公司齒輪廠已經(jīng)成為了和諧2號齒輪配套產(chǎn)品的主力供應(yīng)商，年產(chǎn)主從動(dòng)齒輪2500~3000對，而且產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷法國，成為了法國國鐵阿爾斯通的齒輪產(chǎn)品B級供應(yīng)商，每月向其供應(yīng)數(shù)十件齒輪。同時(shí)，七年過去了，齒輪廠仍在使用瓦爾特的這些產(chǎn)品，“不是在于刀具的產(chǎn)品功能其他廠商無法替代，而在于加工質(zhì)量以及加工效果是其他刀具無法替代的。”
刀具解決加工瓶頸
雖然刀具成本占總成本的比例僅有5%，但卻制約著其余95%的加工成本，這句話事出有因。作為與被加工件直接接觸的產(chǎn)品，刀具的加工水平直接影響著被加工件的質(zhì)量和加工效率，譚廠長對這一點(diǎn)深有體會(huì)。據(jù)他回憶說，當(dāng)時(shí)在HXD2型齒輪上有一個(gè)需要加工的深孔，是一個(gè)直徑5mm、深度186mm的細(xì)長孔，“我們選用了很多廠家的鉆頭產(chǎn)品，但都無法解決問題，因?yàn)樯疃扰c直徑比太大，加工精度暫且不說，這一工序在當(dāng)時(shí)就無法實(shí)現(xiàn)，根本沒有辦法進(jìn)行下面的工作。”
應(yīng)用瓦爾特鉆頭加工深孔
而且，位置的獨(dú)特性還只是齒輪廠在加工HXD2型齒輪過程中的一個(gè)難題，另外一個(gè)難題是齒輪材料的特殊性。對于低速重載的傳動(dòng)齒輪，齒面受壓易產(chǎn)生塑性變形和磨損，且輪齒易折斷，所以應(yīng)選用機(jī)械強(qiáng)度、硬度等綜合力學(xué)性能較好的材料。HXD2型齒輪的材料為18CrNiMo6，這種材質(zhì)的特點(diǎn)是材質(zhì)比較硬，齒輪芯部也比較硬，可達(dá)到布氏硬度(HB)370~450。
瓦爾特針對這一加工瓶頸提出的解決方案,很快幫助他們解決了問題,且該產(chǎn)品至今仍在延用。瓦爾特的這一高效鉆頭型號為B4015.F20.21,0.Z02.105R，刀片型號P6001-D21.83R WXP45，刀片采用橫刃設(shè)計(jì)，鉆尖及外側(cè)都經(jīng)過磨削處理;刀片為鋒利的正型刀片，與整體硬質(zhì)合金刃帶類似，通過新增的刃帶，使孔公差更小，表面質(zhì)量更好，即使在功率較弱的機(jī)床上，也能通過輕快的柔性切削實(shí)現(xiàn)高金屬去除率。
瓦爾特銑刀具有整體競爭優(yōu)勢
據(jù)譚廠長介紹，齒輪的加工工序細(xì)算起來一共有二十多道,主要工序有毛坯件的粗車、時(shí)效、精車、制齒、滲碳、淬火、磨削等。在與瓦爾特的合作初期，使用其鉆頭加工往往是在淬火以后這道工序，因?yàn)榇慊饡?huì)導(dǎo)致工件微量變形，對于有嚴(yán)格形位公差要求的孔，是必須在淬火以后進(jìn)行鉆削的。這對瓦爾特的鉆頭來說是一個(gè)極大的考驗(yàn)。當(dāng)然，隨著淬火工藝的改進(jìn),南機(jī)公司齒輪廠逐步掌握了淬火的變形量，而且對這個(gè)深孔的作用進(jìn)行了進(jìn)一步了解，“我們發(fā)現(xiàn)有些對于位置度要求不高的地方是允許擴(kuò)大公差的。”譚廠長補(bǔ)充說，“因此，現(xiàn)在瓦爾特的鉆頭都被用于滲碳工序后，淬火工序前，這樣可以更加高效地使用瓦爾特鉆頭，實(shí)現(xiàn)效益最大化。”
金屬加工,刀具先行。南機(jī)公司齒輪廠的加工實(shí)例,充分體現(xiàn)了刀具在高難度加工中的重要性。尤其是對于加工尺寸嚴(yán)苛以及難加工材料方面,高效刀具所發(fā)揮的作用是不可取代的，而在這些方面，瓦爾特刀具公司的技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)力表露無疑。
信任的延伸
南機(jī)公司齒輪廠在刀具的選擇方面有嚴(yán)格的考核標(biāo)準(zhǔn),用譚廠長的話說就是貨比三家，“其實(shí)在選購刀具的時(shí)候，價(jià)格并不是我們主要考慮的因素，我們主要看刀具的使用壽命和切削效果。對于刀具產(chǎn)品，我們也有試用期，在試用期內(nèi)要對所使用的刀具進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，比如同類產(chǎn)品單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量等等。”選擇瓦爾特也是經(jīng)過這樣的嚴(yán)格考量。
在瓦爾特幫助齒輪廠解決了加工瓶頸問題之后,齒輪廠又采購了瓦爾特的部分車刀和銑刀產(chǎn)品，“這是出于我們對瓦爾特公司的信任，不僅是因?yàn)槠涑錾漠a(chǎn)品，還因?yàn)樗麄儗ξ覀兗庸さ睦斫猓軌蜥槍唧w應(yīng)用給出最佳解決方案，找到適合我們的產(chǎn)品。”譚廠長對于瓦爾特的技術(shù)服務(wù)能力也給予了肯定。正是出于這樣的信任，齒輪廠又先后購買了瓦爾特的銑刀和盤銑刀，單個(gè)銑刀主要用于齒輪齒頂?shù)募庸ぃP銑刀主要用于大型箱體類工件的加工中。“盤銑刀主要安置于數(shù)控龍門加工中心，用于大型閥體的平面銑削，該產(chǎn)品也是我們認(rèn)為瓦爾特相比較其他同類刀具產(chǎn)品具有較強(qiáng)競爭優(yōu)勢的地方。耐用，而且加工精度和光潔度都很好，雖然初期購買價(jià)格相比起來昂貴一些，但是就整體成本、長遠(yuǎn)考慮仍是物超所值。”譚廠長很明確的指出，現(xiàn)在只要車間對鉆頭和盤銑刀有需求，首先想到的就是瓦爾特。
“多年來，瓦爾特與南機(jī)公司齒輪廠始終保持著密切的聯(lián)系，不僅是在產(chǎn)品使用上，還有加工工藝的不斷優(yōu)化。目前，瓦爾特最新的刀片產(chǎn)品TNMG160408-MP3 WPP20S和WNMG100616-RP5 WPP30S就在齒輪廠的車間中‘服役’著。我們合作所產(chǎn)生的積極效果，已遠(yuǎn)高于加工之上。”瓦爾特產(chǎn)品經(jīng)理張士廣先生表示說。
南機(jī)公司于1906年由詹天佑先生創(chuàng)建
目前，南機(jī)公司齒輪廠由于產(chǎn)品工藝手段先進(jìn)，已經(jīng)成為我國最大功率電力機(jī)車系列配套牽引齒輪產(chǎn)品中，迄今為止唯一沒有出現(xiàn)批量質(zhì)量問題的最穩(wěn)定成熟的供應(yīng)商。“北車的機(jī)車配套齒輪有50%都要在我們這里加工生產(chǎn)，也就是說幾乎每臺(tái)機(jī)車上都有我們的齒輪產(chǎn)品。”譚廠長自豪的說道，“這種成績絕對離不開高端裝備的支持，尤其是像瓦爾特這樣的優(yōu)秀刀具供應(yīng)商的支持。”
現(xiàn)在,齒輪廠還在著手為即將要發(fā)布的城際1型高速動(dòng)車做齒輪配套產(chǎn)品,城際1型的運(yùn)行速度是250公里/小時(shí),“這個(gè)項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)純國產(chǎn)化，鑒于我們之前的杰出表現(xiàn)，這條線上的齒輪箱都將由南機(jī)公司負(fù)責(zé)提供。”譚廠長介紹說，不久后齒輪廠還將承擔(dān)城際5型(運(yùn)行時(shí)速300公里/小時(shí))高速動(dòng)車中齒輪的加工任務(wù)。因?yàn)榕c和諧號的驅(qū)動(dòng)方式不同，所以城際高速列車將使用到更多的齒輪產(chǎn)品，而且對齒輪的精度、級別要求都要更高，譚廠長表示：“隨著加工任務(wù)要求的提升，未來我們還將有部分高難度加工需要依托高端的刀具廠商的使用經(jīng)驗(yàn)來解決。如果有難加工材料或者加工位置特殊的深孔，我們首先想到的還是瓦爾特。”
瓦爾特大中華區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理張士廣先生