动力转向架齿轮箱加工工艺分析及对策

摘要：高速列车动力转向架齿轮箱采用简化结构，减少了重量，齿轮箱一般设计为单极传动，材质为薄壳结构的铸铁或铝合金。在该类型齿轮箱加工过程中，通过工艺验证，解决了薄壳齿轮箱加工批量制造的问题，经过上线运用，证明加工质量可靠，质量特性稳定，满足安全运用要求。

关键词：动车组 转向架 齿轮箱 加工

中图分类号：文献标识码：A文章编号：1009-5349（2017）03-0196-02

一、前言

伴随着我国高速铁路、城轨与地铁交通网的快速普及，以动力分散方式为主的轨道交通列车成为主要客运交通工具。若干节动车作为列车动力之源，与若干节拖车混编组成列车，带动列车在轨道上运行。动车的动力来源于电力，其动力传动原理为：电动机得电，电机将电力转化为主轴机械转动，电机主轴通过联轴节带动齿轮箱中的主动齿轮转动；主动齿轮通过从动齿轮带动转向架轮在轨道上转动，进而推动动车运行，从而完成动力传动。因此，齿轮箱作为整个动力传动装置重要组成部件，其制造质量将直接影响列车运行的可靠性、安全性。

二、动力转向架齿轮箱概述

由于变频技术的应用极大降低了转动比，简化了此类齿轮箱结构，减少了空间，减轻了重量，满足了动力转向架对其设计参数的要求：结构简单、空间小、重量轻、负载变化大、维护便捷和可靠性高等。因此，齿轮箱一般设计为单级传动，薄壳结构；按照速度等级和用途，材料分别选用铸铁、铸钢、铝合金等。本文所进行工艺分析的齿轮箱结构及尺寸如图1所示。

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〖TS（〗图1动车组齿轮箱加工技术要求〖TS）〗

三、加工工艺分析、策划与加工方式

根据齿轮箱动力传动原理，若满足主动轴、从动轴之间齿轮正常啮合和转动，就必须保证主动轴与从动轴之间轴线平行度要求、孔距公差要求。依照设计结构，主动轴、从动轴是通过两对儿、4组滚动轴承及其安装座定位安装在齿轮箱上的，并且为了安装和拆卸方便，这4组轴承安装座孔尺寸各不相同。由此可以得出：由D1-1孔、D1-2孔组成并拟定输出端从动轴空间轴线D1；由D2-1孔、D2-2孔组成并拟定输入端主动轴空间轴线D2。因此D1-1孔、D1-2孔、D2-1孔、D2-2孔这4个孔的技术要求成为关键技术要求，是加工工艺分析重点对象；这4个孔之间的形位公差、尺寸公差是加工工艺重点保证的目标。

从设计基准要求分析工艺基准：①设计基准A、C分别由D1-1孔、D1-2孔空间轴线确定，并擬定出从动轴空间轴线D1；②设计基准B、D分别由D2-1孔、D2-2孔空间轴线确定，并拟定出主动轴空间轴线D2；③以设计基准A、C拟定的从动轴空间轴线D1为设计基准，对主动轴空间轴线D2提出平行度要求。

工艺基准策划与确定：依照“基准统一原则”，为确保D1、D2孔系之间的形位公差、尺寸公差要求，精加工必须在同一个工序、同一个工位上进行，即共同使用一个工位定位基准；在分别加工D1-1、D1-2、D2-1、D2-2这4个孔时，以先面后孔的原则，先加工出平面基准E，再分别加工D1-1、D1-2孔；以D1-1、D1-2孔的空间轴线D1为基准，分别加工D2-1、D2-2孔。

加工设备与工艺方式方法分析与选择：齿轮箱加工范围是1200 × 750 × 280 mm，关键孔的加工范围是150-300 mm，最高加工精度等级是IT6。

四、加工工艺制定与工艺对策

齿轮箱加工工艺分为两个阶段进行，第一阶段为单件加工，即箱体、箱盖分别加工，但要保留合箱后的整体加工余量和工艺定位基准。第二阶段为合箱后整体加工，即箱体、箱盖在单件加工后，按照装配要求，采用定位销定位、螺栓连接的方式，将箱体、箱盖合箱成为一体，再进行齿轮箱整体加工。

主要工艺流程：毛坯铸造（含铸后热处理、时效） → 毛坯划线 → 单件粗加工 → 时效处理 → 单件精加工 → 质量检 → 验配对组装 → 精加工箱体各轴承座端面、轴承座孔（D1-1、D1-2、D2-1、D2-2）及端面螺纹孔（正装加工工序） → 翻转精加工箱盖轴承座端面及螺纹孔（反装加工工序） → 其他非关键尺寸加工、质量检验和记录 → 防锈处理交出。

工装设计与结构：按照工序定位基准选择，分别设计正、反装定位及装夹平板工装。结构方式方法：采用圆柱销及削边圆柱销为定位元件；采用定位块或定位凸台作为定位支撑面；采用压板及紧顶螺栓作为夹紧装置，由于齿轮箱壳体较薄，在夹紧时，采用千分表检测变形或位移方法，控制夹紧力。在装夹平板工装底部设制定位键，采用T形螺栓将其固定在式加工中心工作平台上。

五、结语

在该类型齿轮箱加工过程中，通过单件试制、小批量验证，证明上述工艺分析及对策行之有效，在完善后续工艺能力、解决批量生产问题后，投入批量生产，经过上线运用，证明加工质量可靠，质量特性稳定，满足安全运用要求。

责任编辑：孙瑶