我國的軌道交通從改革開放後90年代末期第一次大提速開始,到2011年完成的第八次提速,中軌道交通歷了一神速展的歷程。以上海到南京為例,提速前全程要4~5個小時,目前最快的僅需1小時,速度已超過了每小時350公里;從上海到北京也只需5個小時了。
2012年,德國著名咨詢機構(gòu)SCI Verkehr發(fā)布研究報告公布了2010年世界軌道交通裝備制造商新造領(lǐng)域十強,中國南車躍居全球第一位。南車戚墅堰機車有限公司,是以生產(chǎn)乾線鐵路內(nèi)燃機車為主要產(chǎn)品的現(xiàn)代化大型企業(yè)。主要車型有東風(fēng)8、東風(fēng)8B、東風(fēng)11、東風(fēng)11G、HXN5等系列內(nèi)燃機車。
中國鐵路前六次提速的機車主要是以南車為主的DF11G型內(nèi)燃機車,最近兩年來,鐵路提速以電力機車為主。但內(nèi)燃機車還是有它的不可取代的地位,尤其在提速貨運機車方面。從全局出發(fā),內(nèi)燃機車的需求量還是相當(dāng)大。全路內(nèi)燃機車目前約有19,000多臺,此外,大功率調(diào)車機車目前在各機務(wù)段和煤礦、石油等大企業(yè)都急缺,初步估算,每年的機車更新總量在600臺以上(不包括每年約幾千臺的修理機車)。
軌道交通的主要零部件加工難度分解
涉及到軌道交通機加工,相對來說有加工難度的主要零部件是車體轉(zhuǎn)向架、空芯軸套等機車走行部,另外就是柴油機關(guān)鍵零部件。機車柴油機主要零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度、形位公差和表面粗糙度要求高(精度指標(biāo)大都在5~7級、粗糙度Ra0.4左右),要求有良好的互換性,如機體、曲軸、連桿、汽缸蓋等,主要目的是為了保證機車在高速運行中可靠性好、耐用度高、安全系數(shù)高。
以柴油機關(guān)鍵零部件來講,許多零部件的相關(guān)尺寸精度都在μm級,這是以前難以想象的,也是根本做不到的。
例1:引進曲軸:全長4m以上,重量達2,500kg,主軸頸250(-0.029~0)mm,全長跳動量0.06mm等;相關(guān)的形位公差、粗糙度要求等都極嚴(yán);
主要難度有以下幾點:
- 毛坯擠壓要求高,成型後非加工面尺寸要求高;
- 平衡塊焊接要求也是原先中曲軸沒有采用過的;
- 因平衡塊焊接結(jié)構(gòu),對機械加工的設(shè)備回轉(zhuǎn)半徑加大,形位公差要求高;
- 采用噴霧冷卻正火+最終表面氮化的熱處理方式,對變形的控制有較大難度。
例2:曲軸附件薄壁錐套:外圓210(-0.03~0)×160mm,壁厚僅5~7mm,圓度0.01mm;
主要難度有以下幾點:
- 薄壁錐套的加工和控制變形;
- 與飛輪法蘭的1:50錐度的配合覆蓋率80%及互換性;
- 過盈量的控制要求嚴(yán)(如下圖)。
主要加工裝備的配備淺說
機械加工是由車、銑、刨、鏜、鉆、磨等基本加工方式構(gòu)成的,圍繞不同產(chǎn)品、和同一產(chǎn)品不同的加工工序,以往人們使用的是大量傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的單一加工功能的車床、銑床、刨床、鏜床、鉆床、磨床等普通設(shè)備。隨技術(shù)的發(fā)展,這些普通設(shè)備所占的比例已大幅下降,取而代之的是以單軸和二軸聯(lián)動加工為主的數(shù)控車床、立式和臥式加工中心數(shù)控加工機床。
隨機床配套產(chǎn)品的發(fā)展和對相關(guān)技術(shù)的深入研究,今天的數(shù)控機床已經(jīng)被柔性、復(fù)合、多軸聯(lián)動、高精、高速化占了主導(dǎo)地位。如多軸聯(lián)動的車銑中心、鏜銑中心、隨動型磨床等。而機床的性能也隨刀具材料及制造技術(shù)、計算機軟件技術(shù)、精