動(dòng)力轉(zhuǎn)向架齒輪箱加工工藝分析及對(duì)策

摘要：高速列車動(dòng)力轉(zhuǎn)向架齒輪箱采用簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少了重量，齒輪箱一般設(shè)計(jì)為單極傳動(dòng)，材質(zhì)為薄殼結(jié)構(gòu)的鑄鐵或鋁合金。在該類型齒輪箱加工過(guò)程中，通過(guò)工藝驗(yàn)證，解決了薄殼齒輪箱加工批量制造的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)上線運(yùn)用，證明加工質(zhì)量可靠，質(zhì)量特性穩(wěn)定，滿足安全運(yùn)用要求。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組 轉(zhuǎn)向架 齒輪箱 加工

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-5349（2017）03-0196-02

一、前言

伴隨著我國(guó)高速鐵路、城軌與地鐵交通網(wǎng)的快速普及，以動(dòng)力分散方式為主的軌道交通列車成為主要客運(yùn)交通工具。若干節(jié)動(dòng)車作為列車動(dòng)力之源，與若干節(jié)拖車混編組成列車，帶動(dòng)列車在軌道上運(yùn)行。動(dòng)車的動(dòng)力來(lái)源于電力，其動(dòng)力傳動(dòng)原理為：電動(dòng)機(jī)得電，電機(jī)將電力轉(zhuǎn)化為主軸機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)主軸通過(guò)聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)齒輪箱中的主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；主動(dòng)齒輪通過(guò)從動(dòng)齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架輪在軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)動(dòng)車運(yùn)行，從而完成動(dòng)力傳動(dòng)。因此，齒輪箱作為整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)裝置重要組成部件，其制造質(zhì)量將直接影響列車運(yùn)行的可靠性、安全性。

二、動(dòng)力轉(zhuǎn)向架齒輪箱概述

由于變頻技術(shù)的應(yīng)用極大降低了轉(zhuǎn)動(dòng)比，簡(jiǎn)化了此類齒輪箱結(jié)構(gòu)，減少了空間，減輕了重量，滿足了動(dòng)力轉(zhuǎn)向架對(duì)其設(shè)計(jì)參數(shù)的要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、空間小、重量輕、負(fù)載變化大、維護(hù)便捷和可靠性高等。因此，齒輪箱一般設(shè)計(jì)為單級(jí)傳動(dòng)，薄殼結(jié)構(gòu)；按照速度等級(jí)和用途，材料分別選用鑄鐵、鑄鋼、鋁合金等。本文所進(jìn)行工藝分析的齒輪箱結(jié)構(gòu)及尺寸如圖1所示。

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〖TS（〗圖1動(dòng)車組齒輪箱加工技術(shù)要求〖TS）〗

三、加工工藝分析、策劃與加工方式

根據(jù)齒輪箱動(dòng)力傳動(dòng)原理，若滿足主動(dòng)軸、從動(dòng)軸之間齒輪正常嚙合和轉(zhuǎn)動(dòng)，就必須保證主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間軸線平行度要求、孔距公差要求。依照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，主動(dòng)軸、從動(dòng)軸是通過(guò)兩對(duì)兒、4組滾動(dòng)軸承及其安裝座定位安裝在齒輪箱上的，并且為了安裝和拆卸方便，這4組軸承安裝座孔尺寸各不相同。由此可以得出：由D1-1孔、D1-2孔組成并擬定輸出端從動(dòng)軸空間軸線D1；由D2-1孔、D2-2孔組成并擬定輸入端主動(dòng)軸空間軸線D2。因此D1-1孔、D1-2孔、D2-1孔、D2-2孔這4個(gè)孔的技術(shù)要求成為關(guān)鍵技術(shù)要求，是加工工藝分析重點(diǎn)對(duì)象；這4個(gè)孔之間的形位公差、尺寸公差是加工工藝重點(diǎn)保證的目標(biāo)。

從設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要求分析工藝基準(zhǔn)：①設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A、C分別由D1-1孔、D1-2孔空間軸線確定，并擬定出從動(dòng)軸空間軸線D1；②設(shè)計(jì)基準(zhǔn)B、D分別由D2-1孔、D2-2孔空間軸線確定，并擬定出主動(dòng)軸空間軸線D2；③以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A、C擬定的從動(dòng)軸空間軸線D1為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，對(duì)主動(dòng)軸空間軸線D2提出平行度要求。

工藝基準(zhǔn)策劃與確定：依照“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”，為確保D1、D2孔系之間的形位公差、尺寸公差要求，精加工必須在同一個(gè)工序、同一個(gè)工位上進(jìn)行，即共同使用一個(gè)工位定位基準(zhǔn)；在分別加工D1-1、D1-2、D2-1、D2-2這4個(gè)孔時(shí)，以先面后孔的原則，先加工出平面基準(zhǔn)E，再分別加工D1-1、D1-2孔；以D1-1、D1-2孔的空間軸線D1為基準(zhǔn)，分別加工D2-1、D2-2孔。

加工設(shè)備與工藝方式方法分析與選擇：齒輪箱加工范圍是1200 × 750 × 280 mm，關(guān)鍵孔的加工范圍是150-300 mm，最高加工精度等級(jí)是IT6。

四、加工工藝制定與工藝對(duì)策

齒輪箱加工工藝分為兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段為單件加工，即箱體、箱蓋分別加工，但要保留合箱后的整體加工余量和工藝定位基準(zhǔn)。第二階段為合箱后整體加工，即箱體、箱蓋在單件加工后，按照裝配要求，采用定位銷定位、螺栓連接的方式，將箱體、箱蓋合箱成為一體，再進(jìn)行齒輪箱整體加工。

主要工藝流程：毛坯鑄造（含鑄后熱處理、時(shí)效） → 毛坯劃線 → 單件粗加工 → 時(shí)效處理 → 單件精加工 → 質(zhì)量檢 → 驗(yàn)配對(duì)組裝 → 精加工箱體各軸承座端面、軸承座孔（D1-1、D1-2、D2-1、D2-2）及端面螺紋孔（正裝加工工序） → 翻轉(zhuǎn)精加工箱蓋軸承座端面及螺紋孔（反裝加工工序） → 其他非關(guān)鍵尺寸加工、質(zhì)量檢驗(yàn)和記錄 → 防銹處理交出。

工裝設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)：按照工序定位基準(zhǔn)選擇，分別設(shè)計(jì)正、反裝定位及裝夾平板工裝。結(jié)構(gòu)方式方法：采用圓柱銷及削邊圓柱銷為定位元件；采用定位塊或定位凸臺(tái)作為定位支撐面；采用壓板及緊頂螺栓作為夾緊裝置，由于齒輪箱殼體較薄，在夾緊時(shí)，采用千分表檢測(cè)變形或位移方法，控制夾緊力。在裝夾平板工裝底部設(shè)制定位鍵，采用T形螺栓將其固定在式加工中心工作平臺(tái)上。

五、結(jié)語(yǔ)

在該類型齒輪箱加工過(guò)程中，通過(guò)單件試制、小批量驗(yàn)證，證明上述工藝分析及對(duì)策行之有效，在完善后續(xù)工藝能力、解決批量生產(chǎn)問(wèn)題后，投入批量生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)上線運(yùn)用，證明加工質(zhì)量可靠，質(zhì)量特性穩(wěn)定，滿足安全運(yùn)用要求。

責(zé)任編輯：孫瑤