HXD3B机车车轴加工工艺研究

论文摘要

车轴,是轨道车辆和机车的最重要的部件之一,其安全性直接关乎车辆的行车安全。本文从工艺的角度针对车轴加工质量进行理论研究,通过对车轴用材料、车轴断裂分析和加工工艺方法等进行分析,目标是研发出具有自主知识产权的HXD3B机车车轴。首先通过对车轴的研究现状,国内外车轴用材料和车轴设计等进行介绍;空心轴是车轴的先进发展方向。本论文在车轴受力及车轴压装力研究中,论述车轴受力的基本原理,并通过计算,分析比较不同材料车轴的几何状态,并详细探讨了载荷、过盈量对车轴压装力的影响。根据弹性力学的有限单元法和实验应力分析的光弹冻结法对车轴的压装应力的分析,研究压装力对车轴加工工艺的影响。其次在总结资料并结合实际加工经验及HXD3B车轴的要求的基础上,对HXD3B型车轴的加工工艺进行了深入的研究。主要对车轴的加工工艺现状和特点进行了深入的分析;对车轴加工的工艺路线进行了拟定;介绍了工艺规程的设计;介绍了如何选择每道工序的定位基准。对车轴加工中的关键工序进行了深入详细的分析。对各道工序的加工余量和加工设备的选用进行了研究;研究了如何确定各工序所用的设备、刀具、卡具和量具。重点论述如何制定出先进的工艺卡片和工序卡片,并分析其技术的先进性和生产的经济性。最后对HXD3B型车轴的加工工艺中的三道需要数控加工的工序进行了深入的研究,重点对数控编程方法和使用工具CAXA-ME进行介绍,对数控加工中的程序的代码结构进行了详细的介绍,以优化数控加工程序。本次研究的结果可以为HXD3B机车车轴国产化提供理论基础,并且使车轴加工工艺具有更高的效率、更低的生产成本。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 绪论
• 第一章 车轴概述
• 1.1 国内外机车车轴的发展
• 1.1.1 国外机车车轴研究状况
• 1.1.2 国内机车车轴研究现状
• 1.2 机车车轴用材料研究
• 1.3 机车车轴的制造加工工艺现状与发展
• 1.3.1 国内机车车轴生产现状
• 1.3.2 国外机车车轴制造介绍
• 1.3.3 机车车轴制造趋势
• 1.4 本文研究的目的和意义
• 1.5 本文研究的内容
• 本章小结
• 第二章 机车车轴的受力及疲劳分析和寿命研究
• 2.1 车轴承载分析
• 2.2 车轴受力分析
• 2.2.1 簧上质量载荷
• 2.2.2 驱动载荷
• 2.2.3 制动载荷
• 2.3 车轴断裂失效分析
• 2.3.1 车轴疲劳失效研究的发展
• 2.3.2 车轴裂纹和疲劳损坏的危险部位
• 2.4 提高车轴寿命的研究
• 2.4.1 改进措施的提出
• 2.4.2 结构设计
• 2.4.3 材质对提高车轴疲劳寿命的影响
• 2.4.4 提高车轴的疲劳强度的表面处理技术
• 2.4.5 压装工艺
• 2.4.6 检修与探伤
• 2.5 车轴压装应力分析
• 2.5.1 计算工况的确定
• 2.5.2 计算的主要结果
• 本章小结
• 第三章 HXD3B机车车轴加工工艺研究
• 3.1 车轴加工工艺现状
• 3.2 HXD3B机车车轴特点及加工工艺特点分析
• 3.3 车轴加工工艺路线的拟定
• 3.3.1 工艺规程的意义和作用
• 3.3.2 工艺规程的内容及其制定步骤和所需原始资料
• 3.3.3 工序的安排原则
• 3.4 工艺规程的拟定
• 3.5 定位基准的选择
• 3.5.1 定位基准的分类
• 3.5.2 定位基准的选择
• 3.6 工序设计
• 3.7 各工序的加工余量的确定
• 3.8 工艺装备的选用
• 3.8.1 机床的选择
• 3.8.2 刀、卡、量具的选择
• 3.9 提高机械加工生产率的工艺措施
• 3.10 数控机床的选用
• 3.10.1 数控机床的概述
• 3.10.2 数控机床的优势
• 3.10.3 数控机床的选用
• 本章小结
• 第四章 数控程序编制及加工
• 4.1 数控加工的特点
• 4.2 数控加工工序工艺分析
• 4.2.1 数控刀具选择
• 4.2.2 确定工件的定位与装夹方案
• 4.2.3 确定走刀顺序及走刀路线
• 4.2.4 切削用量的选择
• 4.3 数控加工
• 4.4 数控编程
• 4.5 CAXA-ME 制造工程师软件简介
• 4.6 程序结构
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢