同車(chē)公司：HXD2型電力機(jī)車(chē)制造國(guó)產(chǎn)化改造

中國(guó)北車(chē)集團(tuán)大同電力機(jī)車(chē)有限責(zé)任公司工藝開(kāi)發(fā)部產(chǎn)品主任 孫建忠

HXD2型機(jī)車(chē)是中國(guó)北車(chē)集團(tuán)大同電力機(jī)車(chē)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱：同車(chē)公司）引進(jìn)法國(guó)ALSTOM公司制造技術(shù)生產(chǎn)的大功率交流傳動(dòng)貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)，是以阿爾斯通公司技術(shù)最先進(jìn)、運(yùn)用最成熟的PRIMA系列機(jī)車(chē)為平臺(tái)，采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法改進(jìn)而成，雙機(jī)重聯(lián)滿足20000t重載貨物運(yùn)輸?shù)囊?。最大運(yùn)行速度可達(dá)140km/h，并可實(shí)現(xiàn)23t/25t軸重轉(zhuǎn)換。機(jī)車(chē)具有牽引功率大、運(yùn)行速度高、故障率低、利用率和總體效率高、安全性和可靠性好、能耗和運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，是代表世界最先進(jìn)技術(shù)水平的交流傳動(dòng)貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)。2010年大秦鐵路運(yùn)量達(dá)到40500萬(wàn)t，再次改寫(xiě)單條鐵路年運(yùn)量世界紀(jì)錄，同時(shí)創(chuàng)造了單條鐵路重載列車(chē)密度最高、運(yùn)量增長(zhǎng)最快、運(yùn)量最大等多項(xiàng)世界紀(jì)錄，同車(chē)公司生產(chǎn)的HXD2型電力機(jī)車(chē)正是其中重要的牽引裝備。

機(jī)車(chē)制造體系向商品化方向發(fā)展

同車(chē)公司通過(guò)HXD2型（8軸）、HXD2B型（6軸）等大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車(chē)的技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，借鑒世界先進(jìn)的機(jī)車(chē)制造工藝技術(shù)，在產(chǎn)品的制造方面投入了大量資金，進(jìn)行了設(shè)備的更新?lián)Q代和廠房的技術(shù)改造，使公司形成了板材備料、車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、牽引變壓器、受電弓、電氣屏柜、高中壓電器、機(jī)車(chē)組裝及調(diào)試等專業(yè)化生產(chǎn)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)布局，各生產(chǎn)線的裝備布置合理、工藝流程順暢。公司消化先后實(shí)施了PDM、ERP、VPM系統(tǒng)以及CATIA三維設(shè)計(jì)軟件、板材自動(dòng)排料及編程軟件、數(shù)控機(jī)床DNC聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等，建立了完善的工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝管理標(biāo)準(zhǔn)，全面貫徹ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持采用先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，不斷進(jìn)行工藝改進(jìn)和開(kāi)發(fā)。板材備料（車(chē)體、構(gòu)架、電氣屏柜）全部數(shù)控排版；走行部的安全關(guān)鍵重要件全部采用數(shù)控加工或三坐標(biāo)檢測(cè)，公司的各項(xiàng)工藝設(shè)計(jì)工作全部在PDM系統(tǒng)完成。

通過(guò)配備先進(jìn)的設(shè)備和改善生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，不斷完善工藝文件，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量的控制,生產(chǎn)過(guò)程中始終貫徹機(jī)車(chē)產(chǎn)品商品化和一切為用戶著想的理念，使機(jī)車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量和文化狀態(tài)顯著提高，轉(zhuǎn)向架制造和機(jī)車(chē)組裝達(dá)到了先油漆美化后部件組裝的水平，機(jī)車(chē)制造向商品化方向發(fā)展。使公司產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、質(zhì)量、物流等技術(shù)和管理上具有更加強(qiáng)大的綜合實(shí)力，機(jī)車(chē)制造水平達(dá)到了國(guó)際一流。

機(jī)加工方面的關(guān)鍵工藝裝備水平

（1）車(chē)軸加工 為保證車(chē)軸加工質(zhì)量，公司新增了精密數(shù)控車(chē)床，該機(jī)床數(shù)控定位系統(tǒng)精確（位置精度可達(dá)0.001mm）、靈活的刀具選擇、寬廣的主軸調(diào)節(jié)范圍和強(qiáng)大功率以及柔性加工系統(tǒng)，可以滿足車(chē)軸磨削前的磨削余量、車(chē)軸軸身加工尺寸和表面粗糙度的要求；數(shù)控鏜銑床精確的數(shù)控定位系統(tǒng)（位置精度可達(dá)0.01mm），可進(jìn)行軸端三螺紋孔的鉆、鉸和攻螺紋，滿足車(chē)軸端螺紋孔加工要求，并配有圓弧檢測(cè)樣板等工裝保證產(chǎn)品制造質(zhì)量。

車(chē)軸數(shù)控磨床，該磨床具有徑向切入成形磨削和縱向插補(bǔ)磨削兩種功能，主軸功率大、機(jī)床精度高，能夠一次成形磨削車(chē)軸的軸徑、防塵座以及軸徑與防塵座過(guò)渡圓弧，而且徑向尺寸也得到有效的控制。并配有先進(jìn)的在線自動(dòng)測(cè)量?jī)x，改變了原圓弧過(guò)渡處用樣板刀加工的落后工藝，也提高了車(chē)軸的疲勞強(qiáng)度，比國(guó)內(nèi)現(xiàn)有引進(jìn)日本的成形磨床更具有通用性。

（2）車(chē)輪加工 公司配有多臺(tái)進(jìn)口φ1600mm數(shù)控立車(chē)，可以進(jìn)行整體碾鋼輪幅板和踏面的曲線加工，一次完成踏面、軸孔的加工，滿足車(chē)輪輪孔H6級(jí)、公差為0.029mm的加工精度要求；配有整體車(chē)輪磁粉探傷機(jī)和超聲波探傷機(jī)控制整體車(chē)輪原材料質(zhì)量、保證機(jī)車(chē)安全運(yùn)用；并配有鉆鏜床斜油孔鉆胎、車(chē)輪圓弧檢測(cè)樣板、車(chē)輪斜油孔鉆模等工裝，保證整體車(chē)輪的加工制造。

（3）輪對(duì)壓裝 從德國(guó)采購(gòu)了MAE進(jìn)口的數(shù)控輪對(duì)壓裝機(jī)，通過(guò)輪對(duì)壓裝機(jī)配置的自動(dòng)測(cè)量裝置可自動(dòng)控制輪對(duì)的壓裝過(guò)程，完成輪軸的注油壓裝工藝——整體車(chē)輪與車(chē)軸壓裝后，不再進(jìn)行輪對(duì)的輪子踏面加工工作，完全能夠保證輪對(duì)運(yùn)行的平穩(wěn)性和使用的可靠性。輪對(duì)壓裝配有車(chē)軸壓入部R20mm圓弧樣板、輪位差測(cè)量尺、車(chē)輪靜平衡試驗(yàn)用心軸、齒輪壓裝量具等工裝保證產(chǎn)品的技術(shù)要求。

（4）齒輪箱、抱軸承箱、軸箱體類零件的加工檢測(cè) 為保證轉(zhuǎn)向架箱體類產(chǎn)品的加工質(zhì)量，共引進(jìn)11臺(tái)鏜銑加工中心進(jìn)行齒輪箱、抱軸承箱、軸箱體的加工，其中2臺(tái)立臥轉(zhuǎn)換鏜銑加工中心、3臺(tái)臥式鏜銑加工中心用于齒輪箱加工，2臺(tái)臥式鏜銑加工中心用于抱軸承箱加工，4臺(tái)臥式鏜銑加工中心用于軸箱體加工。這些引進(jìn)的鏜銑加工中心具有三軸聯(lián)動(dòng)、工作臺(tái)360°連續(xù)回轉(zhuǎn)數(shù)控控制功能，自動(dòng)化程度高、柔性化強(qiáng)，齒輪箱半箱、齒輪箱整、箱抱軸承箱、軸箱體裝夾后，可以在該鏜銑加工中心上一次完成產(chǎn)品的全部加工。并配有軸箱體端面孔鉆模、軸箱體粗車(chē)夾具、軸箱體彈簧面等銑鉆夾具、軸箱體精鏜夾具、抱軸箱鉆胎、抱軸箱加工夾具等工裝，保證產(chǎn)品的工藝和質(zhì)量技術(shù)要求。

同時(shí)為保證箱體件加工精度檢測(cè)要求，并配有1臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行箱體件的精度檢測(cè)，以確保加工質(zhì)量和整體制造水平。

工藝試驗(yàn)和計(jì)量檢測(cè)手段

公司配置了瑞士進(jìn)口的空間坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，是用于機(jī)車(chē)等產(chǎn)品的非接觸大尺寸坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器，該裝置無(wú)需大量的測(cè)量輔具，可以測(cè)量大型工件的空間尺寸及形位公差，在路內(nèi)企業(yè)中獨(dú)家擁有。可用于機(jī)車(chē)大型另部件形位誤差及車(chē)體外形等的檢測(cè)，數(shù)據(jù)處理、報(bào)告打印自動(dòng)化。

CLZ型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，測(cè)量范圍800mm×600mm×400mm，適用于中小型零件的精密檢測(cè)；從德國(guó)引進(jìn)了一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，測(cè)量范圍1500mm×2000mm×1200mm，其精度為E=3+L/300（μm）。能夠自動(dòng)建立工件坐標(biāo)系，進(jìn)行各種幾何形狀誤差的自動(dòng)檢測(cè)和誤差計(jì)算，為進(jìn)行具有高精度和復(fù)雜形狀誤差的工件檢測(cè)提供了必要的檢測(cè)手段。

從日本三豐進(jìn)口了圓柱度儀、粗糙度測(cè)量?jī)x等測(cè)量?jī)x器保證了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工具的檢定精度，其中圓柱度儀測(cè)量范圍φ400mm×500mm、可對(duì)檢測(cè)工具的圓柱度、圓度、徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)、全跳動(dòng)等項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)，表面粗糙度測(cè)量?jī)x可以測(cè)量各種檢測(cè)工具Ra、Rz、Ry、S、Sm、Rq、Rp、Rm、Rt、R3z、Rmax、Sk、tp等參數(shù)，確保了產(chǎn)品制造精度和質(zhì)量。

從英國(guó)劍橋公司進(jìn)口的大型掃描電鏡，屬尖端高科技精密儀器，可以進(jìn)行高精度，高清晰度的金屬金相分析研究，主要用于材料或零部件的失效分析。從美國(guó)直讀光譜儀，屬尖端高科技儀器。它可以進(jìn)行各種金屬的成份分析，速度快，精度高，可靠性強(qiáng)?？梢詫?duì)金屬進(jìn)行金相定量分析圖像儀、從德國(guó)進(jìn)口的臥式立式金相顯微鏡，可以進(jìn)行各種金屬的金相分析。

還配有電力拉力試驗(yàn)機(jī)，可進(jìn)行精確的力學(xué)試驗(yàn)，其測(cè)力和位移精度都達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。

從美國(guó)進(jìn)口的API激光跟蹤儀可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的大型工藝裝備進(jìn)行檢定檢測(cè)、進(jìn)口的激光干涉儀可以對(duì)數(shù)控設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，確保了公司制造裝備的精度，保證了產(chǎn)品制造精度的穩(wěn)定性和可靠性。

典型難加工產(chǎn)品實(shí)際問(wèn)題的解決方案

轉(zhuǎn)向架制造過(guò)程中沒(méi)有劃線工序；全部由工裝來(lái)定位（包括組焊和加工）。在構(gòu)架組焊中大量使用專用的組對(duì)工裝，做到每個(gè)零部件的組對(duì)質(zhì)量都靠組對(duì)工裝來(lái)保證，使得對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的人為因素減到最小。對(duì)關(guān)鍵的大型零部件如：構(gòu)架、抱軸箱、齒輪箱、牽引梁、承載梁等都實(shí)現(xiàn)免劃線加工；使用工裝進(jìn)行毛坯定位加工；生產(chǎn)效率高；質(zhì)量穩(wěn)定。工件裝夾的夾緊力大小是用扭力扳手夾緊，合理控制了夾緊力的大小，減小因工件受力變形而影響尺寸變化對(duì)質(zhì)量的影響。比如在加工齒輪箱的裝夾中，大部分工序采用了扭力扳手控制夾緊力，這種用扭力扳手控制夾緊力非常適用于加工變形大的工件。在加工薄壁件（軸承座等）中采用了定轉(zhuǎn)矩裝夾工件，效果較好；質(zhì)量穩(wěn)定。

減少工件定位誤差的理念在夾具設(shè)計(jì)中得到巧妙的實(shí)現(xiàn)，比如為了保證抱軸承箱上的電機(jī)止口與兩端軸承孔軸線的平行度要求，就是以工件一次裝夾實(shí)現(xiàn)的，保證電機(jī)止口（440mm）與軸線平行度0.05mm。

在組焊過(guò)程中大量使用各種專用變位器。最大限度地消除由于焊接位置的不同而影響焊接質(zhì)量的因素，使得對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的人為因素減到最小。