南车戚墅堰机车有限公司的主要产品是干线铁路内燃机车。主要车型有东风8、东风8B、东风11、东风11G及HXN5等系列内燃机车，公司年生产能力即新造机车能力约300台左右，修理机车能力约500台。对机加工而言，机车轮对、转向架构架、机车柴油机等大中型关键零部件产品是公司最主要的加工任务，尤其是对机车柴油机主要零部件结构复杂、制造精度、形位公差和表面粗糙度（精度指标大都在5～7级、粗糙度Ra0.4左右）而言，要求有良好的互换性，如机体、曲轴、连杆、汽缸盖等，主要目的是为了保证机车在高速运行中保证可靠性好、耐用度高、安全系数高。

近几年来，南车戚墅堰机车有限公司在加大装备投入、提高产品质量和竞争能力上下了很大的功夫。在制造业中，谁拥有“高端装备”核心技术谁就拥有话语权。因此，高端装备已成为制造业的有力武器。南车戚墅堰机车有限公司为了适应中国铁路和国外市场不断发展的需求，引进增添了用于关键重要零部件加工制造的进口和国产高端装备，如立式、卧式加工中心（加工连杆、汽缸盖等）；龙门式加工中心（加工机体、构架等）；车铣加工中心（加工凸轮轴、曲轴等）；镗铣加工中心（加工抱轴箱、车体构架等）；曲轴、凸轮轴随动型专用磨床以及立式双磨头磨床等。

这些引进的加工中心共同优点是占地面积小，且一台高端设备可抵4～5台普通设备的功能；加工质量高，可靠性高；操作者体力消耗要小得多。然而，高端装备的引进，同样有一个消化吸收并再创新的过程。尤其是对工艺编程，操作者甚至生产管理人员都是由不熟悉到初步掌握，再到应用自如。

引进加工设备遇到的困难

引进曲轴有全长4m以上、重量达2500kg、主轴颈250mm（0～-0.029）及全长跳动量0.06mm等特点。相关的形位公差、粗糙度要求等极严，根据产品图纸要求，其加工难点和主要工艺对策有以下几个方面：毛坯曲柄成型要按非圆成品形状来加工，故其外形必须在数控机床上完成；平衡块采用焊接结构，焊接要求极高；平衡块焊接后按曲轴的回转半径加工，整体刚性较差，精加工控制变形困难。随动型加工是工件缩小转动半径、保持曲轴回转平衡、提高精加工质量的有效措施；要求热处理以喷雾冷却正火的方式来达到机械性能，取样要求比一般的国产曲轴高；热处理变形较大，难以控制；按照传统工艺，试制新型曲轴要配套设计制作大量专用工装，甚至专用设备，使新产品试制周期大为延长。具备复合加工功能的高端装备是缩短引进曲轴试制周期，保证试制质量的强有力手段。

由于引进的柴油机曲轴是采用平衡块焊接结构，曲轴在机床上的最大回转半径相较国内相近的曲轴产品增加了近50%，相关的技术要求比以往国产的曲轴要高得多，现有的设备精度（包括20世纪80年代进口的德国曲轴磨床）达不到引进曲轴的加工要求。经过充分论证，公司同意引进先进的设备。其中关键的机加工设备是车铣中心和随动型曲轴磨床。

2006年公司人员到欧洲先进的生产设备厂家和曲轴制造厂进行调研考察，并在此基础上，结合产品的实际情况进行了车铣中心和曲轴磨床的招标。根据各厂商投标书的情况，经过专家评委的讨论，结合性价比及考察的综合情况，最后选定了WFL的车铣中心和NAXOS的曲轴随动磨床。

2008年9月下旬车铣中心进行了预验收，从曲轴锻件毛坯粗加工，一直到最后的精加工，都顺利地完成。但其中也发生了撞刀等问题，原因是外方操作者对工件和图纸的不熟悉及双方技术交流的缺乏。外方在技术交流时主要是商务人员，到预验收时，操作人员第一次与中方人员接触交流，在短时间内对图纸完全熟悉进而编制出完善的加工程序有一定困难。且大型曲轴这样需要运用多轴联动加工功能的复杂零件无法像五轴联动加工模具那样可以用软件编程，基本上还是以人工编程为主。

南车戚墅堰公司引进的柴油机曲轴的外形特点

2009年3月机床到厂安装调试并进行终验收，此过程由于曲轴毛坯的供应、加工工序的变动、程序编程改动、机床故障零部件更换等原因，持续约半年的时间。

综合设备验收的全过程，客观反映出了引进的高端设备机床本身的精度好，复合加工效率高。但实际应用中远没有达到外方在投标书上所描述的计算效率。分析其中主要原因：外方的计算效率是建立在刀具的效率性切削参数基础上，而中方操作者更注重刀具的应用寿命，即采用刀具经济性切削参数，这样导致对机床的功率、扭矩运用实际处于较低水平。其次，在机床调试验收中撞刀的现象也多次发生，实时碰撞保护也还是有相当的局限性。

调整方案 解决问题

出现的各种问题表明用于大型复杂、高精度零件加工的大型先进数控机床设备的选型、采购、调试与验收往往是漫长、反复、需要及时沟通和完善的动态变化过程，很难一次就定调并顺利完成。

在2009～2010年中，WFL车铣中心正式投产，但真正使用时才发现有许多问题是在验收时没有预料到的。引进了WFL车铣中心和NAXOS曲轴磨床后，在试制曲轴上，原来要多台设备加工，现在仅以两台设备就可以从毛坯加工到成品，其精度可靠且加工能力极强。

但是在试制新产品中这些优点在批量生产中却变成了缺点。因为曲轴是多工序的加工产品，它加工周期长，在批量生产中仅有一台或两台车铣中心或随动磨床是不够的，多工序的加工决定了各道工序的待加工工件拥挤在一两台机床上，一旦有产品质量或设备故障问题就会出现严重的窝工现象。而对一般企业来讲，大型的加工中心费用昂贵，马上进行设备的更新换代一则没有实力，二则也不现实。因此，在实现了试制任务以后，将工序扩散到普通机床（配备必要的工装和专用刀具），就是批量生产中的重要任务。

在编程上，外方的编程仅是实现曲轴的加工，对全面地考虑成品的质量并兼顾工序关系有考虑不周的问题，如对轴颈磨削后轴颈两侧出现台阶的现象就无法预料。曲轴在磨削的时候，所采用的砂轮宽度是根据理论计算的有效轴颈宽度修正的，采用“等宽的”砂轮以切入磨削方法加工，没有纵向磨削。由于曲轴在精车工序的时候，轴颈圆弧是按成品的标准制作的，磨削后的轴颈和轴颈圆弧相接的两侧就产生了凸台，产生了加工缺陷。

解决的方案是精车轴颈圆弧时，考虑磨削后的尺寸重新计算工艺余量，即按工序轴颈考虑圆弧的深度和长度，再据此来编程。

同样的原因，考虑到成品的精度，对有些工序作了调整，如法兰端加工顺序的调整。之前的工艺是将曲轴的法兰端安排在曲轴的精加工工序，法兰端的形位公差采用磨削工艺来保证。但是随动磨床入厂安装调试生产后，由于法兰孔已钻铰好，磨削法兰端面受影响，端面跳动等形位公差无法保证。为解决此问题，我们将曲轴法兰端的加工调整到曲轴氮化之后。此时曲轴已经过粗磨，再上车铣加工中心精车，端面的形位公差很容易保证，且后续的工序对端面的影响较小。虽然增加了一道工序，工件多装夹一次，要在机床上多加工一次，但是保证了曲轴的加工精度。

综上所述，在高端装备的引进和消化吸收方面，是一个巨大的课题，有很长的路要走。由于我们也是第一次引进此类设备，要做的工作还很多，有些细节上的事，如对操作者的规范化，我们专门编制了操作规程等。

日前，德国著名咨询机构SCI Verkehr发布研究报告，公布了2010年世界轨道交通装备制造商新造领域十强，中国南车已跃居全球第一位。

轨道交通制造业未来的发展，是随着机床制造业的发展而进行，随着各行各业不同的特有需求而不断地发展。

绿色且多元化（满足不同用户的要求）、噪声低、污染少、低油耗、低排放（满足TierⅣ排放要求）且具有高可靠性是内燃机车设计制造的目标。南车戚墅堰机车有限公司计划通过和国际合作的方式，朝着这个方向不断地努力。

引进的加工中心的共同优点是占地面积小，设备性能高端，加工质量与可靠性高，操作者体力消耗小。但对操作者和生产管理者而言，掌握还需要过程。