车辆修造工艺与装备.doc

第一章 转向架零件的机械加工1.1机械加工工艺基础（1） 1、机械的生产过程：指将原材料转变成成品的全部过程。 2、工艺：产品的制造和过程的总称。 3、工艺流程（工艺路线）：产品或零部件再生产过程中由毛坯准备到成品包装入库，经过企业各有关部门或工序的先后顺序称为工艺路线或工艺流程 4、工艺文件：知道工人操作以及用于生产、工艺管理的各种技术文件 5、工艺规程：把最合理的工艺过程有关内容编写成工艺文件，用以指导生产，这套工艺文件叫做工艺规程 6、工艺设计：编制各种工艺文件和设计工艺装备等过程叫做工艺设计。 7、工艺准备：产品投产前要进行对产品图纸的审查和工艺性分析：拟定工艺方案；编制各种文艺文件；设计制造和调整工艺设备；设计合理的生产组织形式等，这些工作总称为工艺准备。 8、工艺参数：为了达到预期的技术指标，工艺过程中所需选用或控制的有关量。 9、工艺装备：产品制造过程中所用的各种工具。（2） 工艺过程：工序安装或工位、工步、走刀 1、工序：一个或一组工人，在同一台设备或同一工作地点，对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分加工工作。 2、安装：在同一道工序中，工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。 3、工位：在一道工序中，当工件装夹在移位工作台或回转夹悬上，作若干次工作位置的改变，则工件每占据一个位置所完成的那一部分工序，称一个工位。 4、工步：在一个安装或工位中，加工表面，切削刀具及切削用量均不变的情况下，所连续完成的那一部分工作。 5、走刀：咋一个工步中若加工余量大，要分几次切削，每次切削就是一次走刀。（3） 工件在机床上的装夹定位方法：1直接找正定位2按划线找正定位3用夹具定位（4） 工件加工尺寸获得的方法： 试切法 定尺寸刀具法 调整法 自动获得尺寸法 （5） 机械加工精度包括： 尺寸精度 形状精度 位置精度（6） 机械加工的经济精度 ：每种机床在正常生产条件下经济的达到的加工精度是有一定范围的，这个精度范围就是机械加工的经济精度。（7） 加工表面粗糙度：指已加工表面的微观几何形状误差。 原因：由于加工过程中，在加工表面上遗留下的残留面积，塑性变形，积屑瘤，材料撕裂痕迹及工艺系统的高频振动等原因造成。（8） 加工表面波度：指介于微观几何形状误差与宏观几何形状误差之间的周期性几何形状误差。 原因：主加工过程中工艺系统的低频振动造成的。（9） 时间定额：把在一定的技术、组织条件下制定出来的完成单件产品或某项工作所必需的时间 1.2机械加工工艺规程的制定1、 用表格的形式将机械 加工工艺过程的内容规定下来，成为生产的指导性技术文件，简称工艺规程。2、 基准：在零件图上或实际零件上用来确定其他点、线、面的位置的那些点、线、面称为基准 分类 设计基准 工艺基准（定位基准 度量基准 装配基准）3、 工序的集中与分散1、 工序集中：将零件的加工只集中在少数几道里完成，而每道工序所包含的加工内容却很多。 特点： a、减少工件安装次数，不仅提高生产率而且由于在一次安装下加工许多表面，也易于保证它们相互位置精度。 b、减少了设备数量，相应的减少了操作工人和生产面积；减少工序数，缩短了工艺路线，简化了生产计划和组装工作；还减少运输路线，缩短加工周期。 C、所用专用机床和专用工艺装备成本高生产准备工作量大；时间长，设备调整，维修复杂，现在转向架各个零部件生产，大多采用工序集中原则。2、工序分散：将零件加工分的很细，工序很多，而且每个工序的加工内容很少，甚至一个工步都作为一个工序在一台机床上进行，工艺路线就变得很长。特点： a、每台机床只完成一个工步，就容易采用结构简单高效但能机床和工装，调整简单，操作容易，便于平衡工序时间和组织流水生产线 b、设备数量多，操作工人多，占用生产面积大，生产周期长。1、 热处理工序的安排：热处理工序要根据其作用安排在工艺过程的适当位置。例如：以改善切削性能，消除毛坯制造时的内应力为目的的退火，正火及调质处理，应安排在机械加工的前面。 以提高材料强度及强度为主要目的的淬火，回火，渗碳，氮化处理，则应安排在半精加工之后，精加工之前。2、 确定工序尺寸及其偏差（1）工艺基准与设计基准重合时：由最后一道工序开始，往前推算。（向体内原则） 轴10 0 -0.01 孔10 0 +0.01（2） 工艺基准与设计基准不重合时： 1、定位基准与设计基准不重合时 把零件的设计尺寸换算成工序尺寸（尺寸链原理和公式） 2、度量基准与设计基准不重合1.3工艺装备与非标准设备设计 （1） 1、工件以平面定位 主要支承：固定支承 可调节支承 浮动支承 固定支承：支承钉 三点支承或侧面支承平头（ 精基准定位） 回头 网改顶面（粗精准定位） 可调节支承 粗精准定位 浮动支承 约束一个自由度，尺寸大或刚性较差的工件粗精准定位。 辅助支承 （不限制自由度） 浮动式 推力式 2 、工件以外圆表面定位： 长V形块（限4个自由度） 短V形块（限2个自由度） 3、工件以内圆孔定位：定位销 短圆柱销（限2个自由度） 段椎销（限3个自由度） 菱形销（限1个自由度） 定位心轴 自动定心机构 4、工件表面的组合定位 一面两孔：支承板 圆柱销 菱形销 一孔两面 两个平行的梯形平面 两个相互垂直的平面(2) 工件定位原理： 定位包括 完全定位 不完全定位 欠定位 过定位(3) 引起定位误差的原因： 1、定位基准与工序基准不重合 2、定位原件和工件的定位基准本身制造误差。第2章 转向架组装1、 机器的装配：指将若干个零件和部件组合成机器的过程（工艺部件的装配以及制品的总装配都应该按一定的次序进行，利用图的形式将装配的先后顺序表示出来，这种图称为装配系统图。）2、 部件的划分原则：根据他们在机器中的作用 设计部件（结构部件） 从工艺角度，为了整个制品组装方便，将若干个零件组合成制品的一部分，这就是工艺部件。 既是设计部件又是工艺部件称为： 设计工艺部件三、机械装配的方法：完全互换装配法 部分互换装配法 选择装配法 修配法 调节装配法四、轮对过盈配合可用热装法、冷却法、压装法来实现。 车轴与车轮、制动盘是靠过盈实现的紧配合连接，并采用压装法。5、 轴承与轴颈的配合有： 热配合 楔套配合 压配合第3章 ：车体钢结构零件的冲压加工1、目前国内外铁道车辆车体承载结构所用材料：普通碳素钢，耐候钢，不锈钢，铝合金等四种金属材料。2、车体钢结构零件加工工序： 冲压： 分离工序（冲载）： 落料 冲孔 变形工序：弯曲 拉延 成型（拉弯 压筋 翻边 旋压 挤压） 复合工序3、冲载的变形过程：弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂阶段 冲载工艺主要指：落料和冲孔工艺4、降低冲载力的方法： 用梯形凸横冲载 斜刀冲载 加热冲载5、排样：冲载件在备料或板料上的布置方法6、搭边：相邻工件之间或者工件与条料侧边之间的材料7、冲载模按工序的组合情况分为：简单模 连续模 复合模三种。8、冲载间隙：指凸模与凹模刃口缝隙的距离，用C表示，称单面间隙，双面间隙用Z表示。9、弯曲变形过程： （1）弯曲变形区域主要在零件的图角部分，而在直臂部分基本没有变形 （2）在弯曲区内，毛坯的外层纵向纤维受拉而伸长，内层纵向纤维受压而缩短。由内外表面至毛坯中心，其偏短和伸长的程度逐渐减小，在伸长与缩短两个变形区之间，有一层纤维的长度不变，称为中性层。 （3）在弯曲区域的毛坯厚度有变薄现象 （4）弯曲区内毛坯的断面发生畸变，中性层以内由于纵向纤维缩短而使横向增宽，中性层以外由于纵向纤维伸长而使横向收缩，故毛坯的侧面呈曲线形状。10、最小弯曲半径：工件外侧面纤维的变形为最大允许变形时工件内侧面的弯曲半径。 最小弯曲半径的影响因素： （1）材料的机械性能和热处理状态 （2）材料厚度（3）材料的纤维方向（4）弯曲毛坯的毛刺11、 拉延：把平板毛坯通过拉延模压制成圆筒形或其他断面形状的开口空心件，这种冲压方法叫拉延12、 拉延常常遇见的问题：拉延件的破裂和起皱。 用压边圈解决起皱问题，拉延生产的主要破坏形式是：破裂13、拉延系数：每次拉延后圆筒工件的直径与拉延前毛坯的直径之比即 m1=d1/D m2=d2/d1 . .mn=dn/dn-114、 拉延次数 （1）零件所要求的拉延系数m总即 M总=d/D d-零件直径 D-毛坯直径 （2）按材料的机械性能及加工条件等因素在一次拉延中所能达到的极限拉延系数M15、 冷挤压的三种基本形式：正挤压 反挤压 复合挤压 第4章 车体钢结构的装配焊接工艺 1、常用的焊接接头有：对接 搭接 丁字接 角接接头四种 2、焊接应力和变形产生的根本原因：焊件不均匀的局部加热和冷却。 3、防止车体钢结构焊接变形的措施： （1）防止尺寸误差：一般都在焊前下料时放长或放宽尺寸。 （2）防止弯曲变形 1、结构设计方面 尽量选用对称结构，截面和焊缝位置。 在保证结构承载能力的条件下，尽可能的减少焊缝的数量，断面尺寸和长度 尽可能采用整车压型结构以减少焊缝数量 2、制造工艺方面 反变形法 正确的确定装配-焊接次序 利用焊接方向对变形的影响 利用装配-焊接夹具防止变形 （3）防止波浪变形：1、结构设计方面 在钢板上压筋 采用型钢，压型件加强薄板的周边 2、制造工艺方面 正确选择焊接方法 合理的施焊顺序（先焊短的横向焊缝，后焊长的纵向焊缝） 刚性固定法第5章 ：货车制造 1、C70型敞车车体钢结构划分为五大工艺部件： 底架 侧墙（1、2位） 端墙（1、2位）等 2、中梁存在的主要问题有：中梁梁心盘间上挠度达不到要求，心盘组装平面不平，中梁旁弯及扭曲等 矫正方法：机械矫正 火焰矫正 3、底架的装配方法有：正装法，反装法 （底架组装以正装法为宜） （1）正装法采用正装组焊夹具，以心盘面为组装基准面，底架零部件的下部尺寸受夹具控制 优点：心盘面位置准确，使底架与转向架相关的尺寸得到保证，最终车体落在转向架上不产生倾斜 缺点：所有的尺寸偏差均反映在底架上部尺寸上，给铁地板的铺覆和车体总组装带来困难 （2）反装法采用反装组焊夹具，以铁地板为组装基准面，使底架上部尺寸受夹具控制 优点：底架平面的水平度得到保证，组焊夹具时一个平面，定位方便，夹具简单 缺点：所有的尺寸偏差都反映到底架下部，造成心盘面不平，车体落在转向架上易产生倾斜。 第6章 客车制造1、25型客车和22型客车相比较，其主要区别为：车体底架取消了中梁结构，底架金属地板由原来的平地板改为纵向波纹地板，车体侧墙的外墙板采用耐大气腐蚀的薄平板代替了原来的压筋薄板，从而降低了车辆自重，使制造工艺变为简单，结构设计更加合理。2、25型客车车体钢结构工艺部件划分为底架，侧墙（1、2位）外端墙（1、2位）内端墙（1、2位） 和车顶等八大工艺部件3、 侧墙焊接变形及预防措施： （1）侧墙焊接变形有：墙板波浪变形，下挠，侧柱弯曲等 （2）预防措施 1、对侧墙下挠问题，首先在装配-焊接夹具上采取预制反挠度措施，其次是采取合理的焊接方法和焊接顺序 2、侧墙的波浪变形可以通过不同的焊接方法来控制和减少。 3、对侧墙纵向长度尺寸因垂直方向焊缝的焊接而造成缩短问题，一是在侧墙纵向长度尺寸下料时，要留出适当的余量，二是在侧墙焊接顺序上采取措施，减少侧墙纵向长度的缩短。 4、采用帽形断面形式的侧柱4、 车顶的装配方法以反装法为宜。第8章 车辆检修总论1、 车辆零部件损伤的类型及原因： （1）氧化磨损：摩擦副接触面的表层 金属，由于摩擦作用而产生微笑的塑性变形，从而破坏了金属表面氧化膜而在此露出本体金属。这时本体金属在空气作用下形成新的氧化膜，新的氧化膜又因摩擦作用而破话，重新露出本体金属于是又产生新的氧化膜，循环进行旧形成了氧化磨损 （2）黏附磨损：摩擦副接触面间有较大的压力，使表层金属产生塑性变形而黏附，相对运动时，某一接触面上的金属被撕裂而脱离本体金属，继续工作时这一过程又重复循环出现形成了黏附磨损（3）疲劳磨损：两个零件相互滚动，滑动或滚动间有滑动的接触状态下，在接触压力大而受到循环变化的载荷作用时，由于表层材料的疲劳而出现微细裂纹，再经多次反复作用后逐渐扩大，到一定程度就产生金属的剥离脱落。（4）磨粒磨损：摩擦副介面上某一方表面有硬的凸起的或界面间有外界进入的粒状杂质存在，在摩擦过程中引起了表面材料的损伤与脱落。 （5）微动磨损：两个接触零件在接触表面上有小振幅的相对运动时而产生的磨损。2、 产生裂纹的原因（应力集中） 1、金属材料的内部缺陷 2、零件外形设计上的缺陷 3、零件在加工中的表面缺陷 4、车辆磨损、腐蚀 5、车辆不正常的运用3、 车辆检修的三种基本的维修方式：事后维修，定期维修，视情维修4、 两种主要的检修制度： 计划修 状态修5、 计划修分：定期检查 按时保养，计划修理等三个阶段6、 车辆检修限度：指车辆在检修时，对车辆零部件允许存在的损伤程度的规定。7、 车辆检修限度分为：运用限度 辅修限度 段修限度 厂修限度第9章 转向架检修工艺与装备1、 车轴损伤形式：车轴裂纹 折损 磨伤 弯曲变形及磨损 打痕 碰伤 电焊打火凹痕燃轴造成的轴颈与展长等 车轴损伤形成原因 ： （1）车轴裂纹及折损：车轴内部长期经受交变得动载荷作用，同时车轮与车轴压配合也给车轴以附加应力，沿车轴纵向还有着变化的水平力作用（2）车轴磨损： 轴颈磨损（滚动轴承故障造成内圈松弛，内圈与车轴轴颈部产生了滑动摩擦。） 滚动轴承车轴的轴端螺纹部分，经过长期的运用会磨损。 轴身擦伤：由于制动拉杆，杠杆等组装不良与车轴接触造成轴身磨伤（3） 车轴弯曲：车辆脱轨时，使车轴受到激烈的振动，或在组装轮对时操作疏忽而造成2、 车轮的损伤形式：车轮踏面及轮缘的磨损、裂纹、踏面的缺损、剥离、局部凹入、辗宽、踏面上粘有熔化金属等 形成原因： A：踏面的磨损：车辆运行时，车轮在钢轨上不断的滚动，车轮踏面与钢轨间形成一对摩擦副 B：轮缘的磨损：车辆通过曲线和道岔时，因承受水平力的作用，与外轨内侧面摩擦而产生磨损。 C：踏面裂纹： 1、踏面的最表层因制动、滑行或空转的摩擦热使之急速加热，然后急速冷却，由于摩擦热的不断形成、冷却，在踏面的硬化层表面形成了微细裂纹 2、踏面与闸瓦发生的摩擦热减少时，踏面的热量就应急速向踏面内外传导，发散使之骤冷而收缩，于是在踏面产生圆周方向的拉伸应力。当拉伸应力超过钢的断裂强度时，就会产生车轴方向的裂纹。 3、车轮转动时，由于踏面上有很高的接触应力，就在踏面内部受剪切应力振幅最大的位置上产生微细裂纹，进而在运动中受到各种负荷条件的影响，发展成为内部呈月牙状等疲劳裂纹 D、踏面的剥离 疲劳型剥离：1、由于车轮在钢轨上滚动而在轮轨接触面上有很高的接触应力 2、材质不良，有夹渣 热剥离：由踏面热裂纹引起的 E、踏面擦伤 ：由于制动力过大或缓解不良等原因造成的3、 轮缘磨损的三种形式：轮缘厚度减小 轮缘颈部形锋芒 轮缘垂直磨损4、 轮对的无损检测： 电磁探伤 超声波探伤 （1）电磁探伤的原理、 利用电流产生磁力线，使工作物磁化而具有磁性，然后在工作物上撒上铁粉，或者铁粉与油的混合液。在有裂纹的地方由于磁力线外泄就形成了局部磁场。产生了一堆有N、S极的局部磁极，磁力线就特别强