浅析CRH250系列动车组侧墙加工

王玉林 陈志涛 徐义言 孙泽 刘勇

摘要：我国铁路进行的第6次大面积提速，其最大的亮点就是时速250公里动车组——“和谐号”的投入使用，而在动车组的生产技术上和谐号动车组的核心技术来自阿尔斯通国外企业，经过不屑努力我国终于可以生产自己的动车组。由于以前没有过制造经验，技术引进后根据我国的具体情况又做了许多改进。使的动车组的车体加工都在要不断的摸索中进行。本文对CRH250公里动车组车体组成部分——侧墙作了简单介绍，以及在加工过程中所遇到的问题做了简单阐述。

关键词：焊接变形；侧墙挠度；工装；刀具

引 言

铝合金车体中侧墙是整车外观的门面，也是技术含量最高的关键部件，结构较为复杂，生产制造难度大。侧墙共有四种，他们分别是：头车侧墙、中间车侧墙、餐车侧墙、残疾人车侧墙。头车侧墙有一个司机室门和一个塞拉门，中间车有两个塞拉门，餐车上有一个上货门和一个塞拉门，残疾人车侧墙比中间车侧墙少一个窗口。头车侧墙焊接件有区间显示屏座、紧急制动装置座、压力传感器套管、门上部加强板等，中间车侧墙焊接件有区间显示屏座、紧急制动装置座。

下面是结合侧墙加工中所遇见的问题论诉。

1.焊接变形

由于侧墙并不是完整的独立型材，它是通过焊接手段组对而成，铝合金在焊接过程中，不均匀的加热使得焊缝及其附近的温度很高，冷却后，焊缝会产生不同程度的收缩和内应力，致使焊接结构产生各种变形。而对于侧墙这种大部件来说，焊接后的形变量又很难调整的，给加工本身带来很多不便。加工过程中又要保证工艺对侧墙加工部分的位置精度和形状精度，以及侧墙整体挠度要求，在加工前需要用专用的工装夹具来实现侧墙的定位，不但要克服焊接变形还要符合侧墙的挠度要求。

侧墙：侧墙断面由纵向放置的4种挤压铝型材组 成。型材材质6005A-T6，厚度为50 mm，蒙皮厚度为2.5 mm，内筋厚度为2.5 mm。为了解决焊接收缩问题，每块型材的公差为（-1，+3），侧墙组成后公差控制在（0，+6）。型材由上到下开有3排T型槽，用来安装防寒及内饰件。

2侧墙挠度

挠度：弯曲变形时截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度。而250公里动车组侧墙挠度有着其不可忽视的作用。它直观的表现在侧墙两端与中心有15mm差值。而这15mm形成的挠度就是车体高速运行时维持车体动平衡的基础保障之一。所以在250公里动车组车体加工工艺要求中，侧墙在加工时对挠度要求也是比较高的。在侧墙这种大部件的加工中使其自始至终有一个稳定的挠度变形是很困难的，例如在加工窗口或门口时，侧墙的上下部分余量很少，若装夹时夹紧力过大，其强度就无法保证挠度的准确。所以即要满足加工所许的夹紧力又要保证加工过程中挠度不变，对专用工装的要求也进一步提高了。

3侧墙工装

为满足侧墙加工过程中有足够的稳定性，限制足够的自由度，侧墙工装需要满足很多工艺要求，例如侧墙挠度，焊接变形，加工所需夹紧力等。作为专用工装。1、夹紧安全可靠。2、拆卸、安装、找正工件辅助时间短等特点。除了满足这些要求外，因250公里动车组为铝合金型材，工装垫块材料不能选择硬度太高的材质，以免装夹时应力过大伤到母材。所以需要用材质硬度相似的工装垫块，才能保证既能提供足够的夹紧力又不会因夹紧力太大而伤到工件。250公里动车组的批量生产又使工装尺寸有磨损，长时间的使用造成工装限制的精度有所改变，虽然变化尺寸不会太大，对于250公里動车组的高标准高要求也是是有一定影响的。只有在加工过程中不断的调整才能保证其精度。除了工装在使用过程中的磨损，刀具与加工时工件温度也是影响加工精度的原因之一。

4刀具

铝合金加工多采用高速切削，高速切削刀具分为整体式和机夹式两类。小直径铣刀一般采用整体式，大直径铣刀采用机夹式高转速机床对刀具直径有一定限制，整体式高速铣刀在出厂时经过动平衡检验。比较常用，而机夹式需要在每次装夹刀片后进行动平衡。机床在转速比较低、能提供较大扭矩时可采用机夹铣刀。刀杆夹紧刀具的方式主要有侧固式、弹性夹紧式、液压夹紧式等。侧固式难以保证刀具动平衡，在高速铣削时不宜采用。当主轴转速超过12000转/分钟后必须考虑刀具动平衡问题，过大的动不平衡引起刀具轴线的偏摆将直接影响加工表面质量、刀具寿命和机床精度。如二齿刀具若达不到G2.5（动平衡标准），由于两个刀齿在直径方向上尺寸的偏离，表面粗糙度将会随着转速的提高而增大，在加工表面留下类似于振纹的痕迹，这种振纹的间距刚好等于刀具的每转进给量。因此在选择刀具时，首先应选用经过动平衡的高质量刀杆与刀具，应尽量选用短而轻刀具，定期检查刀具与刀杆的疲劳裂纹和变形征兆。对于加工过程中所使用的刀具也要定期检查，和测量其磨损程度，以免因磨损而改变刀具补偿影响加工精度。特别是在加工侧墙时经常使用的，如切削窗口用的机夹刀。因使用频繁，使用周期也受到一定影响，需要经常检验。

刀具动平衡分机外动平衡和机上动平衡两种。机外动平衡需专用机外动平衡机，由动力装置提供旋转运动，测量出动不平衡的质量和相位，再通过调整平衡环或在特定位置去掉部分材料，使刀具系统达到动平衡标准的要求。机上动平行机则用机床主轴提供旋转运动，其余与机外动平衡机相同。每种规格的高速机床都会按标准规定动不平衡量，选购整体刀具时必须要求达到动平衡标准，机夹刀具必须经过动平衡后才能适用。

5结束语

通过CRH250公里动车组的生产与学习。让我更深刻的学习到了数控加工中工件材质、工装夹具、刀具等因素对加工精度的影响。对数控加工方面有了更多的了解与认识。更多的提高了自身的技能水平。250公里动车组的生产中所积累的经验。在以后的工作会有很大帮助。

参考文献

[1]李福生《实用数控机床技术手册》北京出版社1993年

[2]吴明友《数控机床加工技术》东南大学出版社2000年

（作者单位：中车长春轨道客车股份有限公司）