摘要：隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能力的不斷提高和高速鐵路列車技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的鐵路列車配套技術(shù)被應(yīng)用，提升了鐵路列車配件的加速率和加工智能化。高速列車在運(yùn)行過程中速度較高，對于車體組成及機(jī)加工過程要求較為嚴(yán)格，要求列車的整體性和安全性較高。為了進(jìn)一步提升列車車體加工質(zhì)量，筆者對告訴列車車體部分的數(shù)控加工工藝進(jìn)行了分析研究，并給出了相應(yīng)的數(shù)控銑削加工設(shè)計(jì)。本文的研究成果對于相關(guān)部門的管理及技術(shù)人員提高相關(guān)技術(shù)水平具有較好的參考意義。

關(guān)鍵詞：高速;列車;車體;數(shù)控;加工;工藝

前言

我國發(fā)展高速列車技術(shù)已超過幾十年歷史，當(dāng)前時(shí)速三百五十公里列車已經(jīng)成為主要車型。高速列車的車體部分是整個(gè)列車安全運(yùn)行與穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在[1]，在所有的設(shè)計(jì)過程中都較為重視車體部分的數(shù)控加工。高速列車車體部分主要采用流線型設(shè)計(jì)[2]，這樣能夠大大降低列車運(yùn)行過程中的大氣阻力和空氣噪音[3]。高速列車的車體部分主要組成部分是車頂、車底、側(cè)墻等，這些都是列車加工的關(guān)鍵，對于表面光潔度、尺寸要求非常嚴(yán)格，要求在生產(chǎn)過程中更嚴(yán)格的控制[4]。為此，筆者建議采用數(shù)控加工機(jī)床進(jìn)行加工，從而確保這個(gè)加工的質(zhì)量。列車的車體部分整體零部件較大，在實(shí)際的加工過程中要做好固定、銑削等相關(guān)工作[5]。

1、數(shù)控加工工藝在高速列車車體加工中的應(yīng)用簡介

為了充分保障高速列車的車體加工質(zhì)量，筆者采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。高速列車本體主要采用高強(qiáng)度鋁合金材料制成，其主要特點(diǎn)是具有體積大、壁薄、存在中空等，因而在實(shí)際的加工過程中對于整個(gè)工具的夾持和銑削都提出了較大挑戰(zhàn)，數(shù)控機(jī)床是解決這一問題的較為有效的方法手段。筆者優(yōu)選的數(shù)控機(jī)床為大型龍門結(jié)構(gòu)式的多坐標(biāo)加工設(shè)備，在進(jìn)行高速列車較大零部件的過程中，主要是對窗戶的銑削、對每口位置的銑削加工等。在進(jìn)行數(shù)控加工的過程中要對整個(gè)車體上的車窗進(jìn)行位置精準(zhǔn)定位，確保數(shù)據(jù)尺寸的正確性，對于門口位置的加工要控制好走刀速度，避免材料因過薄而發(fā)生銑削變形和影響最終的車體裝配。

2、高速列車車體的數(shù)控銑削加工難點(diǎn)分析

高速列車車體在加工過程中較為復(fù)雜和困難，主要難點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面。高速列車本體采用高強(qiáng)度鋁合金材料進(jìn)行加工，相比鈦合金等材料，高強(qiáng)度鋁合金材料更加輕，且在切削過程中更加容易。但是鋁合金材料延展性高、屬性較強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)活潑，在加工過程中極易發(fā)生粘刀、表面粗糙度較大、變形嚴(yán)重等問題，再加上在進(jìn)行大型鋁合金車體的加工過程中，整個(gè)銑削的速度較高、振動較為強(qiáng)烈，可能會造成刀具的損傷和快速磨損等。另外，對于本體厚度較薄的車體，加工過程對于精度控制更為嚴(yán)格和困難。在進(jìn)行高速列車車體數(shù)控銑削過程中通常采用的加工參數(shù)是大進(jìn)給量，滿刀寬等進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效銑削，這容易造成刀具的壽命低、車體表面質(zhì)量不高等問題。

3、高速列車車體的數(shù)控銑削加工設(shè)計(jì)分析

對于高速列車車體的數(shù)控銑削加工，做好前期的設(shè)計(jì)等準(zhǔn)備工作是關(guān)鍵，為了控制好在高速列車車體加工過程中的車窗的銑削質(zhì)量，筆者對銑削加工進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析。為控制好高速列車車體中窗口的加工需要對其工藝步驟流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，這里主要采用多次走刀的方式進(jìn)行。首先進(jìn)行高速列車車窗外輪廓的整體大概加工，銑削出總體尺寸，具體而言可以采用全刀寬的方法，加工的深度控制在50mm，其四周的加工余量為4mm;其次對車窗的窗口進(jìn)行精細(xì)加工，在加工過程中控制車窗的尺寸長和寬，以及加工深度。最后對窗口進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)加工，特別是表面粗糙度的控制。另外，要注意減少刀具切入過程中的沖擊力，改進(jìn)加工質(zhì)量。

4、高速列車車體的數(shù)控銑削刀具與材料優(yōu)選

高速列車車體加工過程中較為重要的工具是數(shù)控銑刀的優(yōu)選和相關(guān)材料的優(yōu)選，其中常用的高速數(shù)控銑刀的規(guī)格和型號與銑削是的材料的配套情況直接關(guān)乎銑削過程中的銑削力大小、銑削過程中的振動、銑削過程中的溫度、銑刀的壽命及磨損量等。因此優(yōu)選的銑削刀具要求能夠滿足高效銑削的功能，需要對其幾何參數(shù)、螺旋角度、刀刃情況、銑削工藝參數(shù)等進(jìn)行對比分析并擇優(yōu)。為此，筆者對多種數(shù)控銑刀進(jìn)行了對比，在龍門銑床上進(jìn)行試驗(yàn)銑削，同時(shí)采用相關(guān)的力量測試裝置對銑削力進(jìn)行測量，確保振動條件下的穩(wěn)定工作。最終筆者發(fā)現(xiàn)采用山高牌照的刀具能夠滿足要求，該刀具采用非涂層的硬質(zhì)合金，能夠滿足強(qiáng)度、硬度、剛度要求。

5、高速列車車體的數(shù)控銑削工藝實(shí)施分析

在進(jìn)行高速列車車體數(shù)控銑削加工實(shí)施中，筆者重點(diǎn)關(guān)注了加工實(shí)施工程中的表面粗糙度、平整度等參數(shù)，確保施工的穩(wěn)定安全進(jìn)行。數(shù)控銑床主要存在xyz三個(gè)不同的維度，筆者對x方向?qū)嵤┝艘欢ǖ膿隙?，在y方向和z方向?qū)嵤┳詣友a(bǔ)償設(shè)置，在z方向同時(shí)增加了周向轉(zhuǎn)動功能。將高速列車車體夾持在整個(gè)龍門銑床上并建立車體的坐標(biāo)系，標(biāo)注好每個(gè)位置的三維點(diǎn)，確保各個(gè)位置的相對關(guān)系，隨后對各個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行測量尺寸數(shù)據(jù)，為后續(xù)銑削加工奠定基礎(chǔ)。進(jìn)行銑削機(jī)加工過程中要技術(shù)進(jìn)行噴液降溫，確保銑削刀具表面的穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，進(jìn)而保障了進(jìn)刀的精準(zhǔn)度，提升刀具的使用壽命，通過上述步驟實(shí)現(xiàn)對整個(gè)列車車體的精準(zhǔn)銑削加工和制造。

6、結(jié)論

筆者首先對數(shù)控加工工藝在高速列車車體加工中的應(yīng)用進(jìn)行了簡介，對高速列車車體窗口的數(shù)控銑削加工難點(diǎn)展開分析，給出了高速列車車體窗口的數(shù)控銑削加工設(shè)計(jì)，優(yōu)選了高速列車車體窗口的數(shù)控銑削刀具與材料，并實(shí)施了高速列車車體窗口的數(shù)控銑削工藝。本文的研究成果對于企業(yè)提高相關(guān)技術(shù)和水平具有較好的指導(dǎo)和參考作用。

參考文獻(xiàn)

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[5]童敘豪，蔡嘉賓.數(shù)控車床的加工精度影響因素及提升方法[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（14）：194-195.

作者簡介：陳智榮，男，漢族，四川成都，1971.9，大專，高級技師，中國中車成都機(jī)車車輛有限公司，610511，研究方向：數(shù)控車床加工鐵路配件。