轨道车辆车轴的成形设备及工艺研究

论文摘要

本论文结合吉林大学超塑性与塑性研究所“科、教、产一体化”的研究生培养模式进行,“科”是指科学研究,“教”是指人才培养,“产”是指科学研究和人才培养的结合,面向经济建设,为生产力发展和国家经济建设做贡献。近年来,我国铁路事业飞速发展,在引进国外先进技术基础上,如何消化、吸收以及再创新,对于我国铁路事业的长远发展至关重要。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。同时,我国作为一个铁路大国,每年车轴的需求量非常大,探寻高效、高质的车轴加工工艺和设备,力求能对我国铁路事业的发展有所贡献。车轴断裂主要由于疲劳破坏,本文在研究了车轴断裂机理的基础上,提出改进车轴寿命的5点措施,并一一进行论述,在一定程度上促进了车轴安全性的提高。同时,在车轴制造方面,楔横轧技术作为一种先进的轴类件成形方法,被引入到了车轴的加工制造当中。有限元模拟结果显示,大型轴类件是可以实现楔横轧轧制生产的,但设备却成了其主要制约因素。本文重点分析了我所研制开发的单向连续板压楔横轧机在轧制大型轴方面的可行性和独特优点,并设计了相关模具,制定工艺流程,为其实现现实应用做些铺垫性研究。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外车轴的发展
• 1.2.1 车轴介绍
• 1.2.2 国外轨道车辆用车轴的发展
• 1.2.3 国内轨道车辆用车轴的发展
• 1.3 车轴用材料研究
• 1.4 车轴的制造加工工艺现状与发展
• 1.4.1 国内车轴生产现状
• 1.4.2 国外车轴制造介绍
• 1.4.3 楔横轧轧制轨道车辆车轴的提出和研究
• 1.4.4 车轴制造趋势
• 1.5 本论文的研究思路和研究内容
• 1.5.1 本论文的研究思路和研究背景
• 1.5.2 本论文的研究内容
• 第二章 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 本章小结
• 第三章 车轴成形设备研究
• 3.1 当前铁路用车轴的成形方法与生产现状
• 3.2 楔横轧轧制大型轴的可行性分析
• 3.2.1 楔横轧原理
• 3.2.2 楔横轧成形大型轴的可行性分析
• 3.3 楔横轧技术在轧制大型轴类零件方面的优点和不足
• 3.3.1 楔横轧加工轴类件优点和不足
• 3.3.2 当前的楔横轧设备及其在轧制大型轴方面的不足
• 3.4 楔横轧轧制大型轴的设备问题的解决
• 3.4.1 可调板式楔横轧机
• 3.4.2 可调板式滚压楔横轧机的继续改进与完善
• 3.5 单向连续板压楔横轧机
• 3.6 单向连续板压楔横轧机在轧制大型轴方面的优点
• 3.7 本章小结
• 第四章 楔横轧塑性变形分析及模具和工艺路线设计
• 4.1 楔横轧技术主要工艺参数说明及计算
• 2 轴的板式楔横轧模具设计'>4.2 用于RD₂轴的板式楔横轧模具设计
• 2 轴的外形确定毛坯及坯料的外形'>4.2.1 根据RD₂轴的外形确定毛坯及坯料的外形
• 4.2.2 模具型腔设计
• 4.2.3 模具孔型方案
• 2 车轴的楔形模具绘制'>4.2.4 用于轧制RD₂车轴的楔形模具绘制
• 4.3 楔横轧轧制过程中金属塑性变形分析
• 4.3.1 板式楔横轧三维模型的建立
• 4.3.2 有限元模型的建立
• 4.3.3 有限元模拟结果分析
• 4.4 工艺流程
• 4.4.1 楔横轧成形车轴毛坯工艺流程
• 4.4.2 车轴毛坯精加工和热处理工艺流程简述
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介