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1、摘 要转向架是高速动车组的核心组成部分，其制造技术是确保动车组能够实现安全、平稳、舒适、快捷运行的关键性技术之一。转向架构架是转向架的基体，其制造精度直接影响着转向架的装配精度、安全性能，进而影响到动车组的运行品质及安全性。本论文主要介绍了动车转向架构架横梁零件的数控加工工艺分析与设计。通过对零件图，毛坯件，以及其结构工艺性的分析，从定位基准入手，确定各个表面的加工方法，划分加工阶段，合理安排加工顺序，选择机床设备，确定切削用量得到最终的工艺规程。一个优化的工艺设计，为零件加工的可行性和经济性提供理论依据，从而可以减少零件的加工时间，提高生产率，降低生产成本。关键字：转向架 数控加工 工艺 铣
2、削 切削用量 AbstractBogie is a high-speed EMU core component of its manufacturing technology is to ensure that the DMUs to achieve safe, stable, comfortable, fast and run one of the key technologies. Bogie bogie frame is the matrix, and its direct impact on manufacturing precision bogie assembly accuracy
3、, security, performance, there by affecting the operation of EMU quality and safety. This paper introduces the vehicle bogie frame beams moving parts CNC machining process analysis and design. Map of parts, pieces of rough, and its structure analysis process, starting from the base position to ident
4、ify the various surface processing methods, dividing the processing stage, reasonable arrangements for processing the order, select the machine tool equipment, to determine the final cutting process has been a point of order. An optimized process design for the feasibility of machining and economy a
5、nd provide a theoretical basis, which can reduce machining time and improve productivity, reduce production costs.Keywords: Bogie CNC Machining Process Design Milling Cutting目 录1 绪论11.1 课题研究的背景与意义11.2 国内外现状分析11.3 课题研究的方法、内容与目的21.4 小结22 动车转向架构架横梁的加工工艺分析32.1动车转向架构架横梁的数控加工32.2动车转向架构架横梁数控加工工艺分析43工艺路线的拟定
6、183.1基准的选择183.2 动车转向架构架横梁各表面的加工方法的选择193.3加工阶段的划分253.4 动车转向架构架横梁工序的划分263.5 合理安排加工顺序274数控加工工艺设计284.1数控机床的选择284.2刀具的选择294.3夹具的选择314.4量具的选择314.5 定位与夹紧方案的确定314.6 走刀路线的确定314.7切削用量的选择325 动车转向架构架横梁数控加工典型工序分析355.1侧铣Y740面355.2 加工平面切削用量的选择355.3加工20H7孔365.4 配合孔20H7切削用量的选择366结论和展望40参 考 文 献41长春工业大学学士毕业论文1 绪论1.1 课
7、题研究的背景与意义高速动车组技术是我国近年来从国外引进的先进交通运输技术之一，是轮轨技术的颠峰之作，可与磁悬浮技术相提并论。转向架是高速动车组的核心组成部分，其制造技术是确保动车组能够实现安全、平稳、舒适、快捷运行的关键性技术之一。转向架构架是转向架的基体，其制造精度直接影响着转向架的装配精度、安全性能，进而影响到动车组的运行品质及安全性。铁路车辆的安全关系着全国千家万户的生命财产安全，每年因为机车车辆质量问题造成的运行事故屡见不鲜，其中绝大多数都与转向架相关。铁道部高速动车组联合办公室明确提出在高速动车组制造过程中要实现零缺陷，如何能够提高转向架构架加工的精度和效率是众多轨道交通装备企业所面
8、临的难题。随着国家因拉动内需对轨道交通运输领域的投入加大，铁道部组织北京铁路局与中国北车股份有限公司于2009年3月16日签署100列新一代高速动车组采购合同，合同总金额达到392亿人民币。新一代高速动车组持续运营时速350公里，试验时速将超过400公里，届时将成为世界上商业运营速度最快、科技含量最高、系统匹配最优的动车组。新一代高速动车组将在2011年用于京沪高速铁路。在未来510年，我国将有约2000多列的高速动车组需求，约合1万亿的商业价值【1】。在机械制造业中，对零件的加工工艺进行合理的优化设计可以提高生产效率、降低生产成本、提高加工质量。1.2 国内外现状分析 自二十世纪60年代末轮
9、轨蠕滑理论有了突破性的进展以来，对轮轨接触面上的作用力有了真正的认识，机车车辆动力学得到了迅猛的发展，使重载牵引、高速列车得以顺利发展。机车车辆径向转向架的发展是轮轨蠕滑理论在曲线通过领域应用的重要成果。 车辆转向架的结构及作用相对比较简单，其径向转向架在70年代初便开始出现并陆续投入运用，目前已有不少国家作为货车转向架的一种重要形式。 机车转向架除必须具备车辆转向架的所有功能外，还必须把轮周上的牵引力由车轴传递到转向架构架。这通常是由轮对定位的纵向方向来传递的，因而轮对定位的纵向刚度通常都很大，否则无法传递牵引力。定位纵向刚度大，轮对就无法向径向位置偏斜，机车径向转向架就难以实现。这就是通常
10、所说的牵引和导向的矛盾。所谓导向，这里是指使轮对占径向位置，利于通过曲线。机车径向转向架的导向机理、设计方法以及结构形式远较车辆径向转向架复杂。因此，机车径向转向架的发展远远滞后于车辆转向架。经过长时间的技术积累，到80年代末90年代初，机车径向转向架的技术出现了突破，德国、瑞士、南非、奥地利等国家相继在电力机车转向架上采用了径向调节技术。 值得特别提出的是，美国GM公司与德国西门子公司于19921993年联合开发了新一代的SD60M-AC及SD70M-AC内燃机车，其特征为交流传动、微机控制及径向转向架，被称为径向交流机车。该机车取得了极大的成功，达到了前所未有的轮轨粘着水平和牵引能力，并可
11、用于过去三轴转向架难以涉足的多小半径曲线的困难区段，扩大了三轴转向架的应用范围。1993年初，美国以承担重载运输著称的伯灵顿北方铁路提出一份350台SD70M-AC机车的订单，准备用来代替原有的600台直流电传动内燃机车。这将大大节约燃料、减少维修、节省人力物力，成为美国国内市场近年来最大的一笔机车订货。1.3 课题研究的方法、内容与目的加工工艺设计是一个长期现场实践和经验积累的过程，必须采用理论分析及实际相结合的方法，根据现场实际情况，通过查阅各种资料，了解相关工艺的基础上，在保证产品质量的前提下，以获得最大的经济效益（包括高效率和低成本等）为目标，通过大量对比试验，采集数据并进行优化处理，
12、从而确定较为合理的加工工艺解决生产难题。1.4 小结随着机车不断向高速、重载方向发展，必然会对转向架的强化提出越来越高的要求，为适应这种状况，必须对转向架的可靠性提出更高的要求，相关企业为此也投入相当大的精力去研发各种新的工艺来适应这种要求。本章通过对目前国、内外企业在相关转向架领域的加工工艺现状研究、分析，阐述了本课题研究的意义。2 动车转向架构架横梁的加工工艺分析2.1动车转向架构架横梁的数控加工2.1.1数控加工的简介数控加工，泛指在数控机床上进行零件加工的一种工艺过程。数控加工的特点：1、柔性化高：传统的通用机床，虽然柔性好，但效率低下；而传统的专机，虽然效率很高，但对零件的适应性很差
13、，刚性大，柔性差，很难适应市场经济下的激烈竞争带来的产品频繁改型。只要改变程序，就可以在数控机床上加工新的零件，且又能自动化操作，柔性好，效率高，因此数控机床能很好适应市场竞争。2、加工自动化：数控机床加工时，不需人工控制刀具，自动化程度高。带来的好处很明显。（1）对操作工人的要求降低：一个普通机床的高级工，不是短时间内可以培养的，而一个不需编程的数控工培养时间极短（如数控车工需要一周即可，还会编写简单的加工程序）。并且，数控工在数控机床上加工出的零件比普通工在传统机床上加工的零件精度要高，时间要省。（2）降低了工人的劳动强度：数控工人在加工过程中，大部分时间被排斥在加工过程之外，非常省力。（
14、3）产品质量稳定：数控机床的加工自动化，免除了普通机床上工人的疲劳、粗心、估计等人为误差，提高了产品的一致性。（4）加工效率高：数控机床的自动换刀等使加工过程紧凑，提高了劳动生产率。3、工序集中：数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库，换刀过程由程序控制自动进行，因此，工序比较集中。工序集中带来巨大的经济效益：（1）减少机床占地面积，节约厂房。（2）减少或没有中间环节（如半成品的中间检测、暂存搬运等），既省时间又省人力。4、加工能力强：机床能精确加工各种轮廓，而有些轮廓在普通机床上无法加工【2】。 2.1.2动车转向架构架横梁的数控加工动车转向架构架横梁结构复杂，多孔多圆弧曲线，五面体加工，
15、重量大，最好能一次装夹。而数控加工的高效，高柔性、高自动化，能够满足动车转向架构架横梁的加工要求。2.2动车转向架构架横梁数控加工工艺分析2.2.1零件图分析分析零件图，就是根据零件图了解零件的名称，材料和用途，弄清零件各部分的结构形状及相对位置关系，了解零件的制造方法和技术要求，从而找出制定零件各项技术要求的根据。零件图分析包括：检查零件图的完整性和正确性；零件的技术要求分析；零件的材料分析；合理的标注尺寸。本设计只对零件的技术要求做出分析【3】。零件的技术要求包括下列几个方面：加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求。1、根据图纸标注（图2.1、图2.2）可确定，零件的设计基准是以A面作为XY 面，以转向架构架横梁的中间空腔的中心线作为XZ基面和YZ基面，三个平面的空间坐标作为设计基准。2、图2.2中A端面位于XY上方342.51mm处，表面粗糙度Ra12.5。与XY面的平行度误差为0.4 。3、图2.1和图2.2中以YZ为基准的加工表面有X558、X590、X580,以XZ为基
