《鐵路貨車設(shè)計與制造》課件-鐵路貨車設(shè)計與制造：第九章

鐵路貨車設(shè)計與制造鐵路運(yùn)輸|國際貿(mào)易|跨境電商|快遞外貿(mào)授課老師：

制造與檢驗技術(shù)鐵路運(yùn)輸|國際貿(mào)易|跨境電商|快遞外貿(mào)授課老師：

第九章概述貨車專用生產(chǎn)線目錄CONTENT焊接技術(shù)整體芯鑄造業(yè)制動系統(tǒng)制造技術(shù)輪軸組裝制造技術(shù)目錄CONTENT檢測技術(shù)概述1鐵路貨車制造技術(shù)貫徹“裝備保工藝、工藝保質(zhì)量、質(zhì)量保安全”的指導(dǎo)思想，推進(jìn)工藝技術(shù)創(chuàng)新，從單元式生產(chǎn)向流水式作業(yè)轉(zhuǎn)變，新建貨車輪軸生產(chǎn)線、轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)線、下料生產(chǎn)線、中梁生產(chǎn)線、底架生產(chǎn)線、端側(cè)墻生產(chǎn)線、車體生產(chǎn)線、車體油漆噴涂線等貨車專用生產(chǎn)線；實現(xiàn)由手工作坊式的生產(chǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，鑄鋼大部件實行整體芯制造、機(jī)械化作業(yè)，貨車焊接實施焊接自動化，制動系統(tǒng)實施模塊化組裝；產(chǎn)品質(zhì)量控制手段提升，采用在線檢測、實時采集、工序共享、動態(tài)監(jiān)控手段，采用超聲波檢測、高能射線DR成像及工業(yè)CT檢測等無損檢測技術(shù)控制貨車生產(chǎn)的關(guān)鍵工序。根據(jù)鐵路貨車發(fā)展趨勢及多品種的市場需求，鐵路貨車制造系統(tǒng)著手建立鐵路貨車柔性化制造系統(tǒng)，并引入ERP管理手段，對制造過程進(jìn)行有效管理，實行定時、定量、流水作業(yè)方式生產(chǎn)。鐵路貨車設(shè)計與制造9.1.1貨車制造技術(shù)發(fā)展歷程我國開始有了少量氣體保護(hù)焊機(jī)和埋弧焊機(jī)，半自動化和自動化生產(chǎn)的模式初見雛形，焊接方法從以手工電弧焊為主改為推廣采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊方法。我國開始仿制貨車，采用鉚接鋼底架、鋼骨木板車體，主要采用熱鉚接工藝。我國開始生產(chǎn)全鋼結(jié)構(gòu)的貨車，采用剪切、氧氣-乙炔切割的下料工藝，手工電弧焊焊接方法。20世紀(jì)60年代后期20世紀(jì)70年代后期中華人民共和國成立初期鐵路貨車設(shè)計與制造9.1.1貨車制造技術(shù)發(fā)展歷程20世紀(jì)80年代開始，隨著我國現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，規(guī)?；a(chǎn)才能適應(yīng)鐵路貨車大批量的生產(chǎn)形式，沖壓工藝實現(xiàn)了機(jī)械化和模具化。為提升零部件的表面質(zhì)量、改善作業(yè)環(huán)境，各工廠又相繼從國外引進(jìn)了型鋼和板材預(yù)處理生產(chǎn)線。20世紀(jì)90年代后期，隨著鐵路貨車的專業(yè)化、多樣化和市場化，小批量、多品種和高質(zhì)量成為生產(chǎn)的主流，專用設(shè)備、模具逐漸被通用裝備和數(shù)控柔性化設(shè)備所取代。各工廠先后引進(jìn)了數(shù)控等離子切割機(jī)、數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床、數(shù)控剪切中心等先進(jìn)的下料設(shè)備，在焊接方面引進(jìn)了焊接機(jī)械手及焊接專機(jī)。同時，柔性組裝夾具和柔性加工組合單元等技術(shù)開始在生產(chǎn)中應(yīng)用。鐵路貨車設(shè)計與制造9.1.1貨車制造技術(shù)發(fā)展歷程2000年以來，隨著C80型鋁合金運(yùn)煤敞車的研制生產(chǎn)，拉鉚連接技術(shù)被用于鐵路貨車。隨著市場化的推進(jìn)，鐵路貨車制造的質(zhì)量、效率和技術(shù)不斷提升，焊接方面大量采用自動化，焊接小車、焊接專機(jī)和焊接機(jī)械手得到廣泛應(yīng)用，柔性組裝夾具、柔性組裝生產(chǎn)線更是不斷創(chuàng)新，鐵路貨車制造技術(shù)有了飛躍發(fā)展。鐵路貨車設(shè)計與制造9.1.1貨車制造技術(shù)發(fā)展歷程2006年以后，鐵路貨車制動系統(tǒng)采用“設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、工藝規(guī)范化、制造商品化，實現(xiàn)零部件互換”的模塊化組裝工藝，解決了制動系統(tǒng)存在的慣性問題，實現(xiàn)了不同生產(chǎn)廠家、不同車型主要零部件的互換，降低了制動系統(tǒng)漏泄的可能性。制動系統(tǒng)模塊化組裝工藝的實施，推動了鐵路貨車制造工藝技術(shù)和管理水平的提升，使貨車制造向精益化轉(zhuǎn)變，催生了中國鐵路貨車制造和生產(chǎn)管理的新模式。鐵路貨車設(shè)計與制造9.1.1貨車制造技術(shù)發(fā)展歷程在搖枕、側(cè)架整體芯制造，貨車新材料焊接，制動系統(tǒng)模塊化組裝等工藝技術(shù)方面取得突破；貨車專用生產(chǎn)線、自動化焊機(jī)和各種檢測現(xiàn)代化設(shè)備全面應(yīng)用；精益制造模式穩(wěn)步推進(jìn)。這些工藝技術(shù)和技術(shù)管理模式創(chuàng)新極大地促進(jìn)了中國鐵路貨車制造技術(shù)水平的全面提升。鐵路貨車設(shè)計與制造9.1.1貨車制造技術(shù)發(fā)展歷程China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES要全面提升鐵路貨車制造技術(shù)和工藝水平，就要推行精細(xì)化的工藝，準(zhǔn)時化的生產(chǎn)組織方式，信息化的管理手段，在工藝裝備、工藝技術(shù)、質(zhì)量控制等方面加大投入和改進(jìn)，使貨車的制造質(zhì)量穩(wěn)步提升，推進(jìn)中國鐵路貨車走向精益之路，大幅提高車輛安全可靠性，加速中國鐵路貨車重載、提速裝備的發(fā)展。9.1.2貨車制造技術(shù)發(fā)展策略China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES要在貨車制造工藝技術(shù)方面取得突破，就要對車體鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位采用自動化焊接，對鑄鋼大部件采用整體芯B+級鋼制造，對制動系統(tǒng)采用模塊化組裝，應(yīng)用在線檢測及各種現(xiàn)代檢測設(shè)備，穩(wěn)步推進(jìn)精益制造模式，使制造技術(shù)向世界一流水平邁進(jìn)。9.1.2貨車制造技術(shù)發(fā)展策略China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES在貨車焊接方面，推行高強(qiáng)度耐大氣腐蝕鋼的焊接技術(shù)和提高鐵素體不銹鋼焊接過渡區(qū)低溫沖擊韌性的焊接技術(shù)，在焊接工藝試驗研究、焊接工藝裝備、焊接質(zhì)量控制等方面加大投入和改進(jìn)，對貨車車體鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位采用自動化焊接技術(shù)等，使貨車的焊接質(zhì)量穩(wěn)步提升。9.1.2貨車制造技術(shù)發(fā)展策略China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES在鑄造新技術(shù)方面，推廣鐵路貨車搖枕、側(cè)架等長大、復(fù)雜件的整體制芯技術(shù)。在原有濕法熒光磁粉整體表面探傷的基礎(chǔ)上，采用超聲波和X射線探傷，檢測鑄件內(nèi)部缺陷，有針對性地改進(jìn)工藝，降低鑄件內(nèi)部慣性缺陷，使搖枕、側(cè)架的產(chǎn)品質(zhì)量和安全可靠性大幅度提高。9.1.2貨車制造技術(shù)發(fā)展策略China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES在貨車制動系統(tǒng)方面，解決原制動系統(tǒng)的控制閥、制動缸、風(fēng)缸、管件等零部件分布安裝在底架各部位，單件組裝、基準(zhǔn)不統(tǒng)一，導(dǎo)致制動系統(tǒng)組裝困難，易造成空氣泄漏，互換性差，維修不便的問題。采用“制造商品化、工藝規(guī)范化、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)零部件互換”的模塊化組裝工藝。9.1.2貨車制造技術(shù)發(fā)展策略China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES在輪軸制造技術(shù)方面，采用數(shù)控加工、自動選配，生產(chǎn)過程工藝數(shù)據(jù)自動采集、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞，并與全國鐵路貨車技術(shù)管理信息系統(tǒng)自動連接，實現(xiàn)加工數(shù)控化、檢測及組裝自動化、過程管理信息化。9.1.2貨車制造技術(shù)發(fā)展策略貨車專用生產(chǎn)線2各鐵路貨車制造企業(yè)原有的工藝裝備老化，關(guān)鍵工序的設(shè)備精度低，大部分已經(jīng)不能滿足鐵路貨車制造技術(shù)發(fā)展的要求，面對新形勢和新要求，各個鐵路貨車制造企業(yè)已經(jīng)加快了技術(shù)改造的步伐，積極適應(yīng)外部環(huán)境，新建了鐵路貨車制造專用柔性生產(chǎn)線，即輪軸生產(chǎn)線、轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)線、鋼材預(yù)處理線、下料生產(chǎn)線、車體生產(chǎn)線、車體油漆噴涂線等。9.2.1輪軸生產(chǎn)線輪軸生產(chǎn)線包括車軸、車輪機(jī)械加工及輪對、軸承壓裝，見圖9-1和圖9-2。圖9-1貨車輪軸生產(chǎn)線（數(shù)控加工）圖9-2貨車輪軸生產(chǎn)線（在線檢測）9.2.2轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)線轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)線包括搖枕組裝、側(cè)架組裝、交叉桿組裝、轉(zhuǎn)向架落成、正位檢測，見圖9-3、圖9-4,各工序采用合理的工藝布局，連續(xù)流、準(zhǔn)時化生產(chǎn)作業(yè)，實現(xiàn)了精益制造。圖9-3轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)線（轉(zhuǎn)向架落成）圖9-4轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)線（U形布置）9.2.3鋼材預(yù)處理線、下料生產(chǎn)線鋼材采用預(yù)處理線進(jìn)行表面處理，板材經(jīng)過開卷、拋丸除銹、噴涂工序間預(yù)涂底漆、烘干等工序進(jìn)行裁料，大部分沖壓件制造采用數(shù)控剪切、沖壓、折彎設(shè)備，提高零部件下料的尺寸精度。鋼板預(yù)處理生產(chǎn)線、型鋼預(yù)處理生產(chǎn)線分別見圖9-5、圖9-6。9.2.3鋼材預(yù)處理線、下料生產(chǎn)線圖9-5鋼板預(yù)處理生產(chǎn)線圖9-6型鋼預(yù)處理生產(chǎn)線下料生產(chǎn)線中的數(shù)控剪切中心、數(shù)控折彎機(jī)分別見圖9-7、圖9-8。9.2.3鋼材預(yù)處理線、下料生產(chǎn)線圖9-7下料生產(chǎn)線（數(shù)控剪切中心）圖9-8下料生產(chǎn)線（數(shù)控折彎機(jī)）9.2.4車體生產(chǎn)線車體生產(chǎn)線主要由中梁生產(chǎn)線、底架生產(chǎn)線、端側(cè)墻生產(chǎn)線（見圖9-9）、總裝生產(chǎn)線（見圖9-10）等構(gòu)成。圖9-9底架生產(chǎn)線圖9-10總裝生產(chǎn)線9.2.4車體生產(chǎn)線中梁生產(chǎn)線配備了組對、翻焊、壓平、鉆孔、鉚接以及矯正檢測等工位；底架生產(chǎn)線配備了組對、翻焊、地板鋪裝、地板自動焊接、底架焊接、底架矯正、底架檢測等工位；端側(cè)墻生產(chǎn)線配備了組對、正反面專機(jī)自動焊接、矯正等工位；車體總裝生產(chǎn)線配備了端側(cè)墻組裝、車體焊接、在線翻轉(zhuǎn)、側(cè)柱整體鉆專機(jī)、側(cè)柱鉚接等工位，各生產(chǎn)線采用了接口標(biāo)準(zhǔn)化、工裝夾具模塊化，實現(xiàn)了裝備的柔性化，適應(yīng)了系列化貨車產(chǎn)品的生產(chǎn)要求。同時，焊接設(shè)備自動化，大大提高了車體制造的質(zhì)量。車體油漆噴涂線（見圖9-11）主要由封閉式噴漆室、噴涂機(jī)械手、紅外線油漆干燥設(shè)備組成。噴漆室具有強(qiáng)制送排風(fēng)功能，可將過噴的漆霧有效處理，避免了環(huán)境污染及對操作人員身體健康的損害。9.2.5車體油漆噴涂線焊接技術(shù)3鐵路貨車設(shè)計與制造20世紀(jì)50年代初，我國開始仿制貨車，首先仿制了C1型30t敞車，采用鉚接鋼底架，鋼骨木板車體。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，焊接技術(shù)不斷進(jìn)步，在機(jī)車車輛的制造和修理上，逐漸用焊接結(jié)構(gòu)代替了鉚接結(jié)構(gòu)，貨車從鋼木混合結(jié)構(gòu)進(jìn)入全鋼結(jié)構(gòu)。我國先后制造了敞車、平車、棚車、罐車、漏斗車以及長大特種車等。9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展貨車用材料的發(fā)展1在20世紀(jì)50至70年代，車輛采用Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，并用以J422為代表的結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接。到20世紀(jì)80年代后期，我國開發(fā)了屈服強(qiáng)度為295MPa的Cu-P合金系09CuPTiRe耐候鋼和屈服強(qiáng)度為345MPa的Cu-P-Cr-Ni合金系的09CuPCrNi耐候鋼，并推行采用CO2氣體保護(hù)實心焊絲焊接。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展貨車用材料的發(fā)展1進(jìn)入21世紀(jì)后，不同于Cu-P-Cr-Ni耐候鋼成分體系，屈服強(qiáng)度分別為400MPa、450MPa、500MPa、550MPa的高強(qiáng)度高耐候鋼系列問世，并開始采用藥芯焊絲焊接。其中Q450NQR1鋼已經(jīng)廣泛用于70t、80t級貨車制造，為貨車增加載重提供了條件。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展貨車用材料的發(fā)展12005年開始采用耐候性能更好的鋁合金和TCS及T4003經(jīng)濟(jì)型鐵素體不銹鋼。新材料的采用對焊接裝備、焊接工藝提出了新的要求。鋁合金車輛生產(chǎn)線和C80型鋁合金運(yùn)煤敞車分別見圖9-12、圖9-13（見本書P331）。不銹鋼車輛生產(chǎn)線和C80B型不銹鋼運(yùn)煤敞車分別見圖9-14、圖9-15（見本書P331）。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展鐵路貨車設(shè)計與制造焊接裝備包括焊接設(shè)備、焊接輔機(jī)具和切割設(shè)備。在20世紀(jì)六七十年代，各工廠一般只有手工交流焊機(jī)和手工直流焊機(jī)，20世紀(jì)七八十年代有了少量氣體保護(hù)焊機(jī)和埋弧焊機(jī)，20世紀(jì)90年代開始?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)、埋弧焊機(jī)數(shù)量大幅上升。焊接裝備的發(fā)展29.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展鐵路貨車設(shè)計與制造2000年后，各工廠開始采用數(shù)字化焊機(jī)、焊接專機(jī)、焊接機(jī)器人等先進(jìn)設(shè)備，比如敞車側(cè)墻、端墻用上了焊接專機(jī)，C80B型不銹鋼敞車的焊接采用數(shù)字化焊機(jī)、焊接機(jī)器人等。焊接裝備的發(fā)展29.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展鐵路貨車設(shè)計與制造對于下料工序，在20世紀(jì)60至80年代采用剪板機(jī)下料和手工氧-乙炔切割，從20世紀(jì)90年代開始則采用數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控等離子切割機(jī)、精細(xì)等離子切割機(jī)、激光切割機(jī)等自動化設(shè)備。焊接裝備的發(fā)展29.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展焊接技術(shù)的發(fā)展3鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展在20世紀(jì)六七十年代，車輛焊接采用手工電弧焊方法及少量埋弧焊方法，到20世紀(jì)70年代末期開始試用效率高、焊接變形小的CO2氣體保護(hù)焊方法，到20世紀(jì)80年代各貨車新造工廠廣泛采用CO2氣體保護(hù)焊工藝。焊接技術(shù)的發(fā)展3鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)90年代末期開始推廣采用飛濺小、外觀成型好的富氬混合氣體保護(hù)焊方法，焊接生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量大大提升，2000年后，新材料、新技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了MIG焊、MAG焊、TIG焊等焊接方法在貨車行業(yè)的應(yīng)用。焊接技術(shù)的發(fā)展3鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展隨著新材料的應(yīng)用和產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，人們對焊接質(zhì)量的可靠性提出了更高的要求。為減少制造過程中人為因素的影響，降低工人的勞動強(qiáng)度，提高焊接生產(chǎn)效率，確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定，提升貨車制造工藝水平，貨車制造企業(yè)對車體鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位焊縫、長直焊縫采用自動化焊接。焊接技術(shù)的發(fā)展3鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展采用這種焊接方式，必須提高車輛部件的下料精度、組裝精度，為此貨車企業(yè)大力推廣先進(jìn)的自動、半自動的下料工藝、焊接工藝、焊接專機(jī)，自動線或柔性生產(chǎn)線，焊接機(jī)器人和各種不同層次的低成本生產(chǎn)流水線，全面提升了貨車制造焊接自動化水平，使貨車自動化焊接向前邁進(jìn)一大步。各制造工廠在工藝試驗研究、工藝裝備、焊接工藝、焊接質(zhì)量控制等方面加大投入和改進(jìn)，使貨車的制造質(zhì)量穩(wěn)步提升。鐵路貨車設(shè)計與制造1）數(shù)控切割下料技術(shù)的應(yīng)用機(jī)器人、焊接專機(jī)焊接的必要條件是工件下料組裝精度高，如果沒有很好的組裝精度，就難以實現(xiàn)自動化焊接技術(shù)。焊接技術(shù)應(yīng)用舉例49.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展鐵路貨車設(shè)計與制造1）數(shù)控切割下料技術(shù)的應(yīng)用因此，廣泛采用數(shù)控下料技術(shù)，半自動和全自動切割，數(shù)控火焰切割（見圖9-16，本書P332）,數(shù)控精細(xì)等離子切割（見圖9-17，本書P332）,水下等離子切割（見圖9-18，本書P333）,激光切割（見圖9-19，本書P333）,極大地提高了下料精度，為組裝焊接打下良好基礎(chǔ)。焊接技術(shù)應(yīng)用舉例49.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展焊接技術(shù)應(yīng)用舉例42）焊接機(jī)器人的應(yīng)用機(jī)器人焊接的工件，不論是裝配精度還是表面清潔度，要求都比半自動氣體保護(hù)焊要高得多，因此這種焊接方式一般用來焊接機(jī)械加工較多的部件（如轉(zhuǎn)向架部件）,或者結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不便實現(xiàn)半自動或?qū)C(jī)焊接的部件。焊接機(jī)器人焊接轉(zhuǎn)向架部件、側(cè)架支撐座、敞車側(cè)墻、敞車端墻分別見圖9-20至圖9-23（見本書P333）。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展焊接技術(shù)應(yīng)用舉例43）焊接專機(jī)的應(yīng)用鐵路貨車零部件的加工偏差較大，大多為不進(jìn)行機(jī)械加工的型鋼與板材搭接的長直焊縫。比如敞車的側(cè)墻、端墻等，其結(jié)構(gòu)形式非常適合采用焊接專機(jī)來焊接。側(cè)墻自動焊專機(jī)、端墻自動焊專機(jī)分別見圖9-24、圖9-25（見本書P334）。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.1貨車焊接技術(shù)的發(fā)展鐵路貨車設(shè)計與制造采用傳統(tǒng)耐候鋼制造的貨車自重大，車體耐腐蝕性差，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不好，而采用經(jīng)濟(jì)型鐵素體不銹鋼較好地解決了這些問題。從2005年開始，太鋼集團(tuán)、齊車公司、哈焊所等單位對鐵路貨車用鐵素體不銹鋼進(jìn)行開發(fā)研究。通過大量的試驗研究，這些單位共同攻克了鐵素體不銹鋼化學(xué)成分優(yōu)化和焊接工藝參數(shù)確定等技術(shù)難題，開始小批量制造TCS345鐵素體不銹鋼運(yùn)煤專用敞車。9.3.2鐵素體不銹鋼焊接工藝TCS345不銹鋼具有良好的耐腐蝕性和力學(xué)性能，但對焊接熱輸入敏感，焊接接頭組織晶粒粗大（見圖9-26，本書P334）,低溫沖擊韌性較低。另外，焊接時鋼水黏度大、流動性差，易造成焊接缺陷和焊縫成型不良。為進(jìn)一步保障車輛運(yùn)行可靠性，借鑒前期研究成果及小批量生產(chǎn)過程實踐經(jīng)驗，相關(guān)單位對鐵素體不銹鋼的材料成分、性能，以及焊接性進(jìn)行了優(yōu)化。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.2鐵素體不銹鋼焊接工藝通過優(yōu)化鈦（Ti）、鈮（Nb）、鎳（Ni）、錳（Mn）等元素含量，不銹鋼焊縫及熱影響區(qū)馬氏體組織比例增加，抑制了焊接時鐵素體晶粒的長大，焊縫及熱影響區(qū)組織得到細(xì)化（見圖9-27，見本書P335）,熱影響區(qū)低溫沖擊韌性顯著提高。改進(jìn)后的不銹鋼牌號為T4003,目前已大批量用于鐵路貨車的制造。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.2鐵素體不銹鋼焊接工藝通過對鐵素體不銹鋼同種材料、鐵素體不銹鋼與耐候鋼異種材料的各種焊接接頭形式、不同焊接熱輸入量的焊接試樣進(jìn)行拉伸、彎曲、-40℃沖擊、熱影響區(qū)金相組織和CTOD斷裂韌度等試驗、檢測，全面掌握了鐵素體不銹鋼焊接特性。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.2鐵素體不銹鋼焊接工藝鐵路貨車設(shè)計與制造針對鐵素體不銹鋼的焊接特性，提高部件下料尺寸精度，保證組對間隙，有效控制焊縫寬度；采用合理的焊接順序，避免焊縫交叉重疊，減少起、收弧頻次；配套使用數(shù)字化脈沖焊機(jī)，長直焊縫采用自動焊接，精確控制焊接工藝參數(shù)；保持焊接區(qū)域清潔，采用混合氣體保護(hù)；采用機(jī)械定位，水平位置焊接。有效控制焊接熱輸入量、減少焊縫缺陷，是保證鐵素體不銹鋼焊接質(zhì)量，提高焊縫疲勞可靠性的關(guān)鍵要素。9.3.2鐵素體不銹鋼焊接工藝根據(jù)鐵素體不銹鋼焊接工藝特點(diǎn)，設(shè)計時應(yīng)特別注意產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、焊接接頭的形式和位置的優(yōu)化，并且焊縫形式應(yīng)適應(yīng)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，使焊接結(jié)構(gòu)部位有利于應(yīng)力釋放，避免應(yīng)力集中而提高構(gòu)件疲勞壽命。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.2鐵素體不銹鋼焊接工藝鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制工業(yè)化大生產(chǎn)的生產(chǎn)過程質(zhì)量控制非常重要，要全員重視，全過程處于監(jiān)控狀態(tài)之下。鋼材和焊接材料入庫檢驗、工藝裝備的準(zhǔn)備、下料部件的精度、組裝精度、焊接規(guī)范參數(shù)、對焊縫的細(xì)節(jié)處理、焊后檢查等每一個環(huán)節(jié)都符合要求，才能獲得焊接質(zhì)量合格的產(chǎn)品。

焊縫的返修或返工焊接工藝技術(shù)要求定位焊要求焊錢準(zhǔn)備要求

焊接質(zhì)量檢驗142531.焊前準(zhǔn)備要求（1）對于采用富氬氣體保護(hù)焊、CO2氣體保護(hù)焊、手工電弧焊、埋弧焊等焊接方法進(jìn)行焊接的工件，組裝前工件表面接縫附近20mm范圍內(nèi)不允許存在油漆、油污和水分。（2）放置一段時間后再進(jìn)行焊接的工件，如工件上產(chǎn)生異物或浮銹，應(yīng)清除后再進(jìn)行焊接。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制2.定位焊要求（1）定位焊應(yīng)采用與正式焊縫等級相同的焊接材料，定位焊表面需平整、光滑，不允許有焊瘤、氣孔、夾雜、裂紋等缺陷。（2）在接縫端頭、拐角或焊縫交叉處50mm范圍內(nèi)不允許有定位焊縫，如由于工件原因無法保證，則需在相關(guān)部件組裝焊接工藝文件中對定位焊位置作出明確規(guī)定，嚴(yán)禁在端頭或拐角進(jìn)行定位焊。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制3.焊接工藝技術(shù)要求（1）重要承載焊縫，8mm及以上角焊縫采用多層多道焊。8mm的角焊縫可以采用2層2道焊，10mm及以上的角焊縫需采用2層3道焊或更多的層道焊。（2）對于采用多層多道焊的工件，應(yīng)先將工件的第一層焊完后再進(jìn)行下一層的焊接，依次類推。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制3.焊接工藝技術(shù)要求（3）每一道焊完后焊下一道之前，都應(yīng)將焊縫表面及施焊部位附近的焊渣、飛濺等異物清除干凈，保證符合焊接要求，同時必須檢查焊縫是否有缺欠，如有缺欠，需刨除補(bǔ)焊后再進(jìn)行后一道焊接，不允許用后一道焊縫蓋前一道焊縫的缺欠。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制3.焊接工藝技術(shù)要求（4）每一條焊縫起、收弧處應(yīng)填滿焊縫，不允許出現(xiàn)弧坑、裂紋等缺陷。（5）禁止在焊接區(qū)域外引弧及工件上調(diào)試焊接參數(shù)，避免電弧擦傷鋼板表面。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制4.焊接質(zhì)量檢驗（1）焊縫內(nèi)部缺欠的檢查。根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件或產(chǎn)品圖樣的規(guī)定，一般可采用射線照射、超聲波探傷等方法檢查，并按相關(guān)規(guī)定評估產(chǎn)品是否合格。（2）焊縫外觀檢查。用焊縫尺寸檢查樣板或焊縫檢測尺測量焊縫的形狀、尺寸及焊縫缺欠的尺寸。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制5.焊縫的返修或返工（1）焊縫存在裂紋，需將裂紋全部清除，打磨干凈確認(rèn)無誤后進(jìn)行補(bǔ)焊處理；（2）焊縫咬邊現(xiàn)象超過規(guī)定要求，需進(jìn)行補(bǔ)焊及修磨處理；（3）焊縫未填滿，需進(jìn)行補(bǔ)焊處理；（4）焊縫存在過渡不圓滑、焊瘤等，需進(jìn)行修磨處理；（5）焊縫表面氣孔、夾渣超過規(guī)定要求，需用碳弧氣刨全部清除，打磨干凈確認(rèn)無誤后進(jìn)行補(bǔ)焊處理；（6）焊縫存在內(nèi)部缺陷，需采用機(jī)械加工或碳弧氣刨將缺陷全部清除，打磨干凈確認(rèn)無誤后進(jìn)行補(bǔ)焊處理。鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制鐵路貨車設(shè)計與制造9.3.3

焊接質(zhì)量控制目前焊接品質(zhì)較大程度上仍依賴人的主觀因素，未來將采用監(jiān)控軟件實現(xiàn)焊接網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，可避免人為因素的影響，使傳統(tǒng)的焊接管理模式發(fā)生變化。采用全數(shù)字電焊機(jī)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，通過通信電纜進(jìn)行傳遞，可將焊接過程的參數(shù)實時地顯示并記錄在電腦中，利用全數(shù)字焊機(jī)的“焊接規(guī)范鎖定功能”,設(shè)定焊接電流的允許變化范圍，在超出范圍時進(jìn)行蜂嗚器報警提示，可有效規(guī)范焊工在操作時的行為（焊槍高度和角度，焊接速度等）,防止由操作不當(dāng)或設(shè)備故障（如氣體漏氣或壓力不足）等引起的長時間超規(guī)范作業(yè)，保證焊接質(zhì)量。整體芯鑄造技術(shù)4搖枕、側(cè)架不但涉及轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行性能，而且關(guān)系到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，是鐵路貨車十分重要的零部件。搖枕、側(cè)架的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量一直受到各國鐵路主管部門以及制造和運(yùn)營商的高度重視，是鐵路貨車行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。2000年以來，在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的帶動下，鐵路貨車重載提速運(yùn)輸迅速發(fā)展，由此對搖枕、側(cè)架的產(chǎn)品質(zhì)量和制造技術(shù)提出了更高、更嚴(yán)的要求。貨車主導(dǎo)制造廠和研究所聯(lián)合攻關(guān)，實現(xiàn)了我國搖枕、側(cè)架的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到世界領(lǐng)先水平的戰(zhàn)略目標(biāo)。歷史表明，我國搖枕、側(cè)架制造技術(shù)伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、鐵路運(yùn)輸?shù)男枰蜕鐣萍嫉倪M(jìn)步，始終在不斷發(fā)展進(jìn)步。20世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)發(fā)明了CO2水玻璃砂工藝，該工藝簡便易行、價格低廉、污染程度低，我國機(jī)車車輛制造行業(yè)開始推廣采用水玻璃砂工藝生產(chǎn)搖枕、側(cè)架。到20世紀(jì)60年代中期，水爆清砂工藝的發(fā)現(xiàn)和推廣，解決了水玻璃砂清砂困難的難題，形成了完整的水玻璃砂生產(chǎn)普通碳素鋼搖枕、側(cè)架的工藝和裝備體系。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧由于水爆清砂要求鑄件在高溫下（650℃左右）入水，鑄件容易在鑄態(tài)組織條件下激冷而產(chǎn)生毛細(xì)裂紋，因而大大縮短了搖枕、側(cè)架的疲勞壽命。為改善水爆清砂工藝帶來的問題，1987年開始，在搖枕、側(cè)架制造上推廣了水浴清砂工藝，該工藝將鑄件清砂入水溫度降低到500℃以下。水浴清砂工藝雖然在當(dāng)時為降低鑄件裂紋傾向起到了良好的促進(jìn)作用，但實際表明，鑄件在鑄態(tài)和激冷條件下仍然產(chǎn)生毛細(xì)裂紋。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧在鑄件材質(zhì)方面，為了提高材料的低溫沖擊韌性，20世紀(jì)80年代中期，我國對世界發(fā)達(dá)國家各國鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系和鐵路運(yùn)用情況進(jìn)行了系統(tǒng)對比分析，借鑒了國外先進(jìn)的鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系，1986年開發(fā)了B級鋼，并開始用于生產(chǎn)鐵路貨車轉(zhuǎn)向架搖枕、側(cè)架。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧在造型材料方面，隨著國內(nèi)外對水玻璃黏結(jié)、改性機(jī)理研究的深入和對采用樹脂砂生產(chǎn)鑄鋼件的工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，“九五”和“十五”期間，在技術(shù)上率先突破了有機(jī)酯水玻璃砂僅應(yīng)用于單件或小批量生產(chǎn)鑄鋼件的局限性，大部分工廠對原有傳統(tǒng)水玻璃砂系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，采用有機(jī)酯改性水玻璃砂工藝大批量生產(chǎn)搖枕、側(cè)架，并實施了搖枕、側(cè)架的干法清砂工藝。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧部分工廠先后建設(shè)了有機(jī)酯改性水玻璃造型、制芯生產(chǎn)線，還有部分工廠建設(shè)了樹脂砂造型線、潮模砂造型生產(chǎn)線和pep-set樹脂砂制芯線，徹底消除了鑄件在鑄態(tài)組織條件下進(jìn)行激冷而產(chǎn)生裂紋的可能性。在鑄造工藝設(shè)計方面，至21世紀(jì)初，搖枕、側(cè)架澆注系統(tǒng)逐步發(fā)展為兩大類型：搖枕為一端澆注和兩端澆注兩種形式，側(cè)架為中間澆注和兩端澆注兩種形式。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧搖枕、側(cè)架的制芯工藝除了各廠的型砂工藝和制芯方法不同外，砂芯分塊和組合方式大同小異：都采用分層、分段方式進(jìn)行砂芯分塊和組合。例如，轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架搖枕內(nèi)腔主體砂芯設(shè)計為兩層、三段，由至少六個分塊砂芯組成，如圖9-28（見本書P338）所示。搖枕分層、分段砂芯組合實物圖如圖9-29（見本書P338）所示。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架側(cè)架內(nèi)腔主體砂芯設(shè)計為兩層、五段，由至少十一個分塊砂芯組成，如圖9-30（見本書P338）所示。側(cè)架分層、分段砂芯組合實物圖如圖9-31（見本書P339）所示。在其他方面，到20世紀(jì)末，逐步淘汰了燃重油熱處理爐，21世紀(jì)初，采用了連續(xù)法整體磁化探傷方法對搖枕、側(cè)架關(guān)鍵部位進(jìn)行磁粉探傷。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧綜上所述，從20世紀(jì)90年代中后期開始，我國鐵路貨車搖枕、側(cè)架制造技術(shù)水平有了明顯提高，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）采用干法落砂清砂工藝，淘汰水浴清砂工藝。（2）全面采用B級鋼生產(chǎn)搖枕、側(cè)架，淘汰普通碳素鋼材質(zhì)。（3）采用爐溫自動控制熱處理爐進(jìn)行正火熱處理，淘汰燃重油熱處理爐。（4）重要部位采用濕法磁粉探傷檢查等。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧這些技術(shù)政策的實施，初步改變了我國搖枕、側(cè)架制造技術(shù)水平落后的局面，使產(chǎn)品質(zhì)量有了進(jìn)一步提高。但是，隨著我國鐵路貨車重載提速運(yùn)輸?shù)闹鸩綄嵤?，搖枕、側(cè)架的質(zhì)量缺陷帶來的安全隱患和安全事故日益突出。因此，為了提高搖枕、側(cè)架在新的運(yùn)行條件下的安全可靠性，必須對搖枕、側(cè)架的制造技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.1

我國搖枕、側(cè)架制造工藝歷史的簡要回顧通過分析和對運(yùn)用現(xiàn)場反復(fù)調(diào)查，對影響和降低搖枕、側(cè)架疲勞壽命的主要因素和存在的主要制造技術(shù)問題總結(jié)如下：（1）鑄件內(nèi)腔砂芯分塊太多，人為因素影響大，容易導(dǎo)致鑄件關(guān)鍵部位內(nèi)腔產(chǎn)生披縫、臺階、局部掉砂、多肉以及諸多芯撐熔合不良等缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致鑄件生產(chǎn)和服役過程中產(chǎn)生裂紋的傾向明顯增加。而且鑄件上有些影響轉(zhuǎn)向架重要性能和零部件受力情況的尺寸難以保證，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架運(yùn)用性能逐步下降，零部件受力逐步增大。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造通過分析和對運(yùn)用現(xiàn)場反復(fù)調(diào)查，對影響和降低搖枕、側(cè)架疲勞壽命的主要因素和存在的主要制造技術(shù)問題總結(jié)如下：（2）部分工廠冶煉工藝和過程欠佳，導(dǎo)致夾雜物等級和含氧、含氣偏高，使鑄件形成凝固收縮缺陷和較多焊修缺陷，并容易在焊補(bǔ)區(qū)造成延遲裂紋和再熱裂紋，（3）造型工藝不細(xì)致，在A部位、B部位的非評定區(qū)的熱節(jié)處存在局部縮孔等缺陷。（4）對照國外重載、快捷運(yùn)輸?shù)某晒?jīng)驗，我國鐵路貨車搖枕、側(cè)架所采用材質(zhì)的強(qiáng)度儲備有待提高。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害采用分塊制芯、組合下芯的工藝方法生產(chǎn)搖枕、側(cè)架，將對鑄件產(chǎn)生以下主要危害。（1）在澆注過程中，主體砂芯的分層和分段處，即鑄件內(nèi)腔的橫向和縱向，會產(chǎn)生較長的披縫，原因如下：①芯盒數(shù)量多，芯盒變形的概率大，組合下芯后，砂芯接縫處難以貼合嚴(yán)密；9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害（1）在澆注過程中，主體砂芯的分層和分段處，即鑄件內(nèi)腔的橫向和縱向，會產(chǎn)生較長的披縫，原因如下：②由于多數(shù)砂芯比較薄長，在存放過程中，特別是在春季和夏季，砂芯容易產(chǎn)生蠕變，致使分塊砂芯在組合下芯后，在主體砂芯的分層和分段處容易產(chǎn)生局部翹曲，從而形成砂芯局部間隙；9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害（1）在澆注過程中，主體砂芯的分層和分段處，即鑄件內(nèi)腔的橫向和縱向，會產(chǎn)生較長的披縫，原因如下：③由于砂芯數(shù)量較多，組合下芯時，容易產(chǎn)生較大的累計尺寸誤差，同時組合下芯過程中，砂芯難以準(zhǔn)確定位，容易造成分塊砂芯接合部位產(chǎn)生間隙（如圖9-32所示，見本書P340）。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害由上述原因形成的鑄件內(nèi)腔披縫，尤其是在搖枕、側(cè)架的關(guān)鍵部位（A、B部位）內(nèi)腔的披縫，容易產(chǎn)生以下鑄造缺陷和危害：①鑄件凝固冷卻過程中，披縫自身容易形成裂紋，如在鑄件清理時，對披縫清除不干凈，留存在披縫中的裂紋，在鑄件服役過程中將逐步擴(kuò)展張開，直至鑄件本體。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害由上述原因形成的鑄件內(nèi)腔披縫，尤其是在搖枕、側(cè)架的關(guān)鍵部位（A、B部位）內(nèi)腔的披縫，容易產(chǎn)生以下鑄造缺陷和危害：②即使披縫在凝固冷卻過程中沒有產(chǎn)生裂紋，但由于披縫邊緣通常呈不規(guī)則的鋸齒形狀，在鑄件服役過程中，鋸齒狀披縫邊緣的尖銳凹陷處也容易首先形成裂紋，并逐步擴(kuò)展至鑄件本體。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害由上述原因形成的鑄件內(nèi)腔披縫，尤其是在搖枕、側(cè)架的關(guān)鍵部位（A、B部位）內(nèi)腔的披縫，容易產(chǎn)生以下鑄造缺陷和危害：③在鑄件凝固和收縮過程中，由于厚度小，披縫通常首先凝固，而后阻礙鑄件收縮，容易在披縫與鑄件連接的根部（通常為直角）產(chǎn)生裂紋，尤其是橫向披縫形成的橫向裂紋更為有害。同時，由于披縫與鑄件連接的根部容易產(chǎn)生局部黏砂，掩蓋在黏砂帶下面的裂紋在清理和檢查過程中難以發(fā)現(xiàn)而容易被忽視，磁粉探傷也不能發(fā)現(xiàn)，從而使鑄件帶著裂紋出廠。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害由上述原因形成的鑄件內(nèi)腔披縫，尤其是在搖枕、側(cè)架的關(guān)鍵部位（A、B部位）內(nèi)腔的披縫，容易產(chǎn)生以下鑄造缺陷和危害：④由于披縫表面積大、厚度小，在澆注過程中，鋼水在此處容易吸收氣體，并且在凝固過程中，在披縫與鑄件連接的根部容易產(chǎn)生皮下氣孔或毛細(xì)裂紋，如圖9-33（見本書P340）所示。因這種氣孔和裂紋位于鑄件內(nèi)腔，如上所述，不易被發(fā)現(xiàn)和排除。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害（2）分塊砂芯組合下芯時，由于砂芯變形等，在接合處的底部容易形成臺階，造成鑄件重要受力部位壁厚突變或局部壁厚超差，服役過程中，臺階處形成多向應(yīng)力和應(yīng)力集中，壁厚較薄處應(yīng)力增大，壁厚較大處往往組織疏松，從而大大降低了斷裂韌度，導(dǎo)致該處形成早期疲勞裂紋而斷裂。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害（3）由于多數(shù)砂芯薄而長，所以在制芯、搬運(yùn)和組合下芯操作過程中，分塊砂芯容易在底部棱邊處破損。如果在砂芯破損后下入型腔，則鑄件相應(yīng)部位形成局部多肉，除了與披縫的危害相似，還可能造成局部凝固模數(shù)增大而形成縮孔或疏松，如果在組合下芯操作時使砂芯棱邊碰壞或擠壓破損，則會形成大塊掉砂。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害（4）分塊砂芯組合下芯通常為手工操作，會反復(fù)搬運(yùn)和碰撞砂芯，容易使砂芯棱邊處的冷鐵松動或脫落進(jìn)入型腔，澆注時嵌入鑄件內(nèi)部，且后面工序不易發(fā)現(xiàn)，造成鑄件服役時突然折斷。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害（5）分塊砂芯組合下芯時，必須采用芯撐（如圖9-36所示，見本書P342）,一件搖枕或側(cè)架使用芯撐多達(dá)30余個，芯撐對鑄件質(zhì)量有以下不良影響：①若芯撐不能與鑄件熔合，如圖9-37（見本書P342）所示，則會減少鑄件的有效承載面積，并形成局部宏觀缺陷而成為疲勞裂紋源，在循環(huán)應(yīng)力的作用下逐漸擴(kuò)展。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害（5）分塊砂芯組合下芯時，必須采用芯撐（如圖9-36所示，見本書P342）,一件搖枕或側(cè)架使用芯撐多達(dá)30余個，芯撐對鑄件質(zhì)量有以下不良影響：②若芯撐表面發(fā)生銹蝕或鍍鋅層在澆注過程中產(chǎn)生氣孔，則鍍錫或鋅層在與鑄件接觸后產(chǎn)生局部有害元素成分偏析，使鑄件局部性能惡化。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造1.采用分塊組合砂芯工藝產(chǎn)生的主要危害（5）分塊砂芯組合下芯時，必須采用芯撐（如圖9-36所示，見本書P342）,一件搖枕或側(cè)架使用芯撐多達(dá)30余個，芯撐對鑄件質(zhì)量有以下不良影響：③使用過程中，受芯撐搓擠而脫落的型砂直接掉入型腔（如圖9-38所示，見本書P343）,在鑄件內(nèi)部或表面形成砂眼、多肉。而內(nèi)腔出現(xiàn)的缺陷通常不易發(fā)現(xiàn)和處理，給運(yùn)行安全埋下隱患。上述缺陷的存在，容易使搖枕、側(cè)架在運(yùn)行過程中產(chǎn)生早期脆性斷裂，造成鐵路安全事故，并帶來嚴(yán)重后果。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造2.應(yīng)對措施根據(jù)上述分析，為了使搖枕、側(cè)架滿足鐵路貨車提速重載運(yùn)輸?shù)男枰仨毑扇∫韵麓胧海?）在鑄造工藝方面，開發(fā)長大復(fù)雜砂芯整體制芯技術(shù)，搖枕、側(cè)架主體砂芯采用整體砂芯和整體砂芯機(jī)械下芯工藝，同時，采用金屬芯盒和先硬化后取模的方法，實現(xiàn)鑄件內(nèi)腔關(guān)鍵部位平順，無披縫、臺階，提高鑄件壁厚尺寸的均一性，減少砂眼和芯撐熔合不良等鑄造缺陷。進(jìn)一步優(yōu)化鑄造工藝，消除鑄件關(guān)鍵部位內(nèi)部的縮孔缺陷。采用拋丸表面強(qiáng)化處理技術(shù)，使鑄件表面形成均勻的壓應(yīng)力，從而進(jìn)一步提高鑄件的疲勞性能，并顯著提高鑄件的表面質(zhì)量。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造2.應(yīng)對措施根據(jù)上述分析，為了使搖枕、側(cè)架滿足鐵路貨車提速重載運(yùn)輸?shù)男枰?，必須采取以下措施：?）在煉鋼方面，在進(jìn)一步規(guī)范煉鋼操作的基礎(chǔ)上，采用LF爐或鋼包吹氬和喂絲等鋼水精煉工藝，進(jìn)一步降低有害元素和非金屬夾雜物含量，使全部鋼水達(dá)到優(yōu)質(zhì)鋼標(biāo)準(zhǔn)。（3）在材料方面，研制B+級鋼，并全面采用B+級鋼生產(chǎn)搖枕、側(cè)架，將材料力學(xué)性能提高一個等級。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造2.應(yīng)對措施根據(jù)上述分析，為了使搖枕、側(cè)架滿足鐵路貨車提速重載運(yùn)輸?shù)男枰?，必須采取以下措施：?）在檢測方面，進(jìn)一步加強(qiáng)搖枕、側(cè)架的表面缺陷檢查，將原有濕法黑色磁粉整體探傷改進(jìn)為濕法熒光磁粉整體探傷；制訂超聲波和X射線檢測標(biāo)準(zhǔn)，對搖枕、側(cè)架重要部位實施X射線探傷的定期檢測和超聲波探傷的日常檢查；采用超聲波測厚方式檢測搖枕、側(cè)架重要部位的壁厚，采用三坐標(biāo)測量儀進(jìn)行尺寸測量，進(jìn)一步保證搖枕、側(cè)架的可靠性。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造2.應(yīng)對措施從國外鐵路貨車搖枕、側(cè)架制造技術(shù)發(fā)展水平來看，盡管有的發(fā)達(dá)國家采用了“一片式”砂芯，但實際上砂芯最大長度很短，主體砂芯沒有實現(xiàn)整體芯工藝。其他國家搖枕、側(cè)架鑄造工藝都采用分塊制芯、組合下芯工藝。從整個鑄造行業(yè)制芯技術(shù)的發(fā)展水平來看，原有機(jī)械制芯設(shè)備技術(shù)無法滿足大批量長大復(fù)雜砂芯的生產(chǎn)要求。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造2.應(yīng)對措施因此，必須進(jìn)行跨企業(yè)、跨專業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，才能在2~3年的時間內(nèi)，使我國搖枕、側(cè)架的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到世界領(lǐng)先水平，促進(jìn)我國鐵路貨車重載提速運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，并帶動企業(yè)技術(shù)水平的升級，提高國際競爭力。9.4.2

我國搖枕、側(cè)架制造工藝存在的主要問題與應(yīng)對措施鐵路貨車設(shè)計與制造China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES通過探索和實踐，我國在較短時間內(nèi)實現(xiàn)并推廣了B+級鋼搖枕、側(cè)架整體芯制造技術(shù)。下面簡要介紹整體制芯的四種方法。整體制芯方法一是采用ISOCURE冷芯盒樹脂砂整體射芯、三乙胺固化的一次成型方法。9.4.3整體砂芯工藝方案China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES整體制芯方法二采用冷芯盒制芯系統(tǒng)將ISOCURE樹脂砂分別一次射制主體上、下殼芯，并在主體砂芯的分芯面上留出均勻的“鉚合通孔”,經(jīng)三乙胺固化后，再將上、下殼芯合在一起，并在“鉚合通孔”中射制鎖芯，通過鎖芯將上、下殼芯無縫地連接在一起，從而制作成整體砂芯。9.4.3整體砂芯工藝方案China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES整體制芯方法三是采用改性水玻璃砂和擠壓鎖芯成型的整體制芯方法。整體制芯方法四是采用有機(jī)酯固化改性水玻璃砂和震實加壓實制芯工藝的整體制芯方法。9.4.3整體砂芯工藝方案鐵路貨車設(shè)計與制造通過系統(tǒng)研究低合金鑄鋼材料的成分、組織和性能的關(guān)系，戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所研制出B+級鋼材料（ZG25MnCrNi）,這種B+級鋼改善了凝固結(jié)晶方式，從而有效地細(xì)化了一次結(jié)晶組織，進(jìn)一步改善了鑄件內(nèi)部組織的致密程度。同時，通過提高鋼中奧氏體組織的穩(wěn)定性，降低了熱處理的臨界轉(zhuǎn)變溫度，從而大大細(xì)化了鐵素體和珠光體組織（常溫組織）,晶粒度從B級鋼的7～8級提高到8～9級。B+級鋼的研制19.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)鐵路貨車設(shè)計與制造鑄件的力學(xué)性能、抗疲勞性能和材料的抗裂能力得到較大幅度提高，力學(xué)性能提高一個等級，最大疲勞循環(huán)次數(shù)比B級鋼提高30%以上，材料的臨界裂紋尖端張開位移（CTOD）比B級鋼提高10%。由于同時細(xì)化了鑄件的高溫和常溫組織，鑄造裂紋和焊接裂紋的傾向性進(jìn)一步降低。B+級鋼的研制19.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)為了進(jìn)一步減少鋼水中的氣體和夾雜物，提高鑄鋼件的內(nèi)在質(zhì)量，在優(yōu)化現(xiàn)有煉鋼工藝和操作的基礎(chǔ)上，推廣采用了鋼包吹氬/喂絲、LF鋼包爐等鋼水精煉技術(shù)，現(xiàn)已全部投產(chǎn)。通過優(yōu)化冶煉工藝和推廣采用爐外精煉技術(shù)，鋼中有害元素的含量大大降低，各廠90%的爐次硫、磷含量控制在0.020%以下，99.8%的爐次控制在0.030%以下；鋼中夾雜物提高了一個等級，鋼的低溫沖擊韌性進(jìn)一步提高。鐵路貨車設(shè)計與制造鋼水爐外精煉工藝的推廣應(yīng)用29.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)各研究所聯(lián)合攻關(guān)組開展了搖枕、側(cè)架內(nèi)部缺陷與疲勞強(qiáng)度關(guān)系的試驗研究。通過對新造和服役搖枕、側(cè)架的大量射線檢驗、疲勞試驗檢驗和實物解剖驗證，獲得了大量的試驗數(shù)據(jù)和搖枕、側(cè)架的A、B部位各類缺陷X射線圖片。射線探傷3鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)同時對鑄鋼搖枕、側(cè)架射線照相檢驗技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，確定了缺陷定性、定量標(biāo)準(zhǔn)及射線照相檢驗標(biāo)準(zhǔn)圖譜，該項目為鑄造工藝和過程質(zhì)量的改進(jìn)提供了依據(jù)，對控制和提高搖枕、側(cè)架的內(nèi)在質(zhì)量具有重要意義。為了提高X射線探傷的時效性，有的工廠采用了X射線數(shù)字成像技術(shù)（DR）對搖枕、側(cè)架進(jìn)行在線檢測，采用工業(yè)CT進(jìn)行定期檢測和工藝改進(jìn)。射線探傷3鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)為了進(jìn)一步提高鑄件表面缺陷的探傷靈敏度，中國鐵道科學(xué)研究院金化所在聯(lián)合攻關(guān)組各成員單位的配合下，開展了無暗室濕法熒光磁粉整體探傷工藝研究，以及紫外線輻照度與環(huán)境白光照度之間對應(yīng)關(guān)系的研究，試驗測試并繪制出白光強(qiáng)度與紫外線輻照強(qiáng)度關(guān)系曲線圖，通過理論和試驗研究，為無暗室熒光磁粉探傷提供了理論和實踐依據(jù)。目前，各廠已全部推廣應(yīng)用了無暗室濕法熒光磁粉整體探傷工藝，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性。鐵路貨車設(shè)計與制造熒光磁粉探傷49.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)為了進(jìn)一步提高搖枕、側(cè)架內(nèi)部缺陷的日常檢測和控制水平，通過探索鑄件內(nèi)部缺陷特征與超聲波反射傳播之間的關(guān)系，聯(lián)合攻關(guān)組各成員單位進(jìn)行了大量試驗，積累了數(shù)以萬計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地研究了搖枕、側(cè)架超聲波探傷技術(shù)。超聲探傷5鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)采用三坐標(biāo)測量儀測量整體芯搖枕、側(cè)架的形位尺寸，采用超聲波測厚儀測量鑄件壁厚尺寸。鐵路貨車設(shè)計與制造尺寸檢測69.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)鐵路貨車設(shè)計與制造采用拋丸表面強(qiáng)化處理技術(shù)，對搖枕、側(cè)架進(jìn)行拋丸強(qiáng)化處理，研究表明，適當(dāng)?shù)膾佂鑿?qiáng)化，可使鑄件表面產(chǎn)生均勻的殘余壓應(yīng)力，從而使鑄件表面產(chǎn)生以下效應(yīng)：（1）使原始輪廓中微小尖凹表面鈍化，并消除該處可能存在的微觀表面拉應(yīng)力，（2）表面強(qiáng)化后，抑制了表面駐留滑移帶（PSB）的產(chǎn)生，從而抑制了低碳鋼疲勞裂紋沿PSB萌生的概率。表面強(qiáng)化79.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)鐵路貨車設(shè)計與制造（3）表面塑性變形使得晶界扭曲，使得表面可能萌生的裂紋尖端沿晶界擴(kuò)展時，將消耗更多的表面自由能，從而降低了裂紋尖端在晶界的擴(kuò)展速率。當(dāng)鋼丸速度不小于75m/s,并且鋼丸流量保持一定時，鑄件表面在熱能和變形能的聯(lián)合作用下可能產(chǎn)生再結(jié)品，表層將形成超細(xì)晶?；蚣{米晶。（4）加工硬化使得表層材料比內(nèi)部材料有更高的強(qiáng)度。表面強(qiáng)化79.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)鐵路貨車設(shè)計與制造（5）在搖枕、側(cè)架服役過程中，可抵消部分表面宏觀拉應(yīng)力，試驗表明，適當(dāng)?shù)膾佂鑿?qiáng)化不但大大提高了鑄件的表面質(zhì)量，而且大大降低了產(chǎn)生早期疲勞裂紋的形核萌生和快速擴(kuò)展的概率，進(jìn)一步提高了鑄件的疲勞性能，零部件的疲勞壽命可提高約15%～20%。經(jīng)過拋丸強(qiáng)化的側(cè)架、搖枕分別如圖9-39、圖9-40所示（見本書P346）。表面強(qiáng)化79.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)鐵路貨車設(shè)計與制造另外，表面的多向拉應(yīng)力將較大幅度地降低零部件的斷裂韌度，而表面打磨會產(chǎn)生表面拉應(yīng)力。尤其是采用粗砂輪打磨時，粗粒磨料的鑿削作用，將使鑄件產(chǎn)生尖凹紋理較深的粗糙表面。因此，熱處理后，搖枕、側(cè)架的重要部位的最終打磨紋理方向，應(yīng)為搖枕、側(cè)架的縱向；采用的最終打磨工具，應(yīng)為細(xì)小磨粒砂輪；打磨工序應(yīng)盡可能在最終拋丸強(qiáng)化之前完成。表面強(qiáng)化79.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)通過修訂產(chǎn)品技術(shù)條件，對鋼水冶煉質(zhì)量和鑄件熱處理質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求，從而提高了產(chǎn)品的可靠性。新的技術(shù)條件主要作了如下重要變化：（1）降低鋼中磷、硫等有害元素的含量，以及鋼中氧、氫等氣體含量，使鋼水達(dá)到優(yōu)質(zhì)鋼標(biāo)準(zhǔn)。（2）增加了金相組織及非金屬夾雜物的檢測要求。（3）增加了濕法熒光磁粉探傷和超聲波、射線內(nèi)部缺陷探傷檢查要求。（4）加嚴(yán)對疲勞試驗要求，使搖枕在組合載荷條件下試驗達(dá)到100萬次以上。鐵路貨車設(shè)計與制造產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提升89.4.4整體芯搖枕、側(cè)架配套技術(shù)經(jīng)過兩年多的生產(chǎn)實踐和運(yùn)用證明，采用整體芯工藝生產(chǎn)的B+級鋼搖枕、側(cè)架的工藝先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定、使用性能大大提升，為我國鐵路貨車裝備升級換代和鐵路貨車重載提速的快速發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。（1）搖枕、側(cè)架砂芯采用整體芯工藝，大大提高了制造技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量。整體砂芯表面光滑，曲面連續(xù)完整，消除了分體砂芯帶來的鑄件內(nèi)腔裂紋、臺階、芯撐熔合不良等一系列質(zhì)量缺陷和安全隱患。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果由于整體砂芯抗變形能力較強(qiáng)，相對位置不會竄動，砂芯尺寸精度及穩(wěn)定性高，因而采用這種工藝提高了鑄件的尺寸精度及其穩(wěn)定性，有利于提高轉(zhuǎn)向架和貨車的運(yùn)行性能和安全可靠性。采用整體砂芯，下芯時大大減少了芯撐數(shù)量，關(guān)鍵部位取消了芯撐，保證了鑄件有效承載面積；同時避免了在安放、使用芯撐時，受芯撐搓擠而脫落的型砂掉入型腔，在鑄件內(nèi)部或表面形成砂眼。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果采用制芯線和整體制芯方案，減少了人為因素的影響，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，并改善了勞動條件。采用整體制芯工藝，減少了制芯和下芯操作工人的數(shù)量，生產(chǎn)效率也有進(jìn)一步提高。經(jīng)過對國外同行業(yè)工藝和裝備水平的對比分析，可以看出，我國鐵路貨車搖枕、側(cè)架的整體芯制造技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果（2）搖枕、側(cè)架采用B+級鋼制造，使其力學(xué)性能提升了一個強(qiáng)度等級。B+級鋼和B級鋼的力學(xué)性能指標(biāo)比較見表9-1（見本書P347）；批量生產(chǎn)的B+級鋼力學(xué)性能見表9-2（見本書P347）。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果鋼種屈服強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度/MPa延伸率/%斷面收縮率/%沖擊值A(chǔ)kv/J（-7℃）B+級鋼≥345≥550≥24≥36≥20B級鋼≥260≥485≥24≥36≥20表9-1B+級鋼和B級鋼的力學(xué)性能指標(biāo)比較鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果爐號屈服強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度/MPa延伸率/%斷面收縮率/%沖擊值A(chǔ)kv/J（-7℃）A599375610274966、65、67B678360610284746、41、33B682435630305972、67、84表9-2批量生產(chǎn)的B+級鋼力學(xué)性能（3）鋼水質(zhì)量全部達(dá)到優(yōu)質(zhì)鋼標(biāo)準(zhǔn)，熱處理質(zhì)量穩(wěn)步提高。整體芯B+級鋼部分爐號的夾雜物、品粒度、熱處理等級如表9-3（見本書P347）所示。B+級鋼基體組織（鐵素體+珠光體）評判結(jié)果如圖9-41（見本書P348）所示。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果試樣材質(zhì)爐號夾雜物晶粒度熱處理等級備注B+級鋼A599I,Ⅲ型細(xì)1.5級8.5正火組織4級整體芯搖枕、側(cè)架B+級鋼B678I,Ⅲ型細(xì)1.5級8正火組織4級整體芯搖枕、側(cè)架B+級鋼B682I,Ⅲ型細(xì)1.5級9正火組織3級整體芯搖枕、側(cè)架表9-3整體芯B+級鋼部分爐號的夾雜物、品粒度、熱處理等級（4）搖枕、側(cè)架疲勞強(qiáng)度大幅提高，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。整體芯B+級鋼搖枕在組合載荷試驗條件下，按規(guī)定完成100萬次循環(huán)后，再加大試驗載荷20%繼續(xù)試驗，所有整體芯B+級鋼搖枕都通過了120萬次試驗。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果按上述試驗和加載方法試生產(chǎn)的轉(zhuǎn)K6搖枕最大循環(huán)次數(shù)累計達(dá)184萬次，轉(zhuǎn)K5搖枕最大循環(huán)次數(shù)累計達(dá)200萬次，比用原工藝和原材質(zhì)生產(chǎn)的搖枕最大循環(huán)次數(shù)提高60～80萬次，疲勞循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。整體芯B+級鋼側(cè)架按規(guī)定完成試驗循環(huán)次數(shù)后，加大試驗載荷40%繼續(xù)試驗，累計循環(huán)次數(shù)達(dá)到50萬次而均無裂紋。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果（5）搖枕、側(cè)架制造工藝技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量基本達(dá)到世界領(lǐng)先水平，產(chǎn)品質(zhì)量檢測手段高于發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果（6）采用整體芯技術(shù)和B+級鋼材料顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量、零部件的可靠性和疲勞壽命，因而大大提高了鐵路運(yùn)輸安全性，延長了廠修周期和搖枕、側(cè)架使用壽命，提高了搖枕、側(cè)架和車輛壽命期內(nèi)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而大幅度提高了我國鐵路貨車制造行業(yè)和企業(yè)的全球競爭能力。這種工藝降低了人工成本，改善了勞動條件，減少了人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果采用整體芯技術(shù)和B+級鋼材料生產(chǎn)的搖枕、側(cè)架分別如圖9-42、圖9-43（均見本書P348）所示。綜上所述，通過采用整體砂芯工藝、B+級鋼材料、鋼水精煉技術(shù)、超聲波和射線內(nèi)部探傷、濕法熒光磁粉表面探傷、超聲波測量和三維測量、表面強(qiáng)化處理等技術(shù)措施，顯著地提高了搖枕、側(cè)架的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量，大幅度提高鑄件形位尺寸精度，進(jìn)一步保證了車輛的運(yùn)行性能和搖枕、側(cè)架的安全可靠性。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果生產(chǎn)過程采用整體砂芯和先進(jìn)可靠的制芯線，減少了人為因素的影響，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)一步改善了勞動條件，從根本上改變了生產(chǎn)效率低、質(zhì)量影響因素多、質(zhì)量穩(wěn)定性差的落后局面。另一方面，隨著我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展和西方國家對優(yōu)質(zhì)鑄件的需求，我國鐵路貨車搖枕、側(cè)架制造技術(shù)向更深、更高和更精細(xì)的方向發(fā)展。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果因此，我國搖枕、側(cè)架制造技術(shù)的主要發(fā)展方向如下：（1）精確控形：進(jìn)一步開發(fā)精確成型技術(shù)，發(fā)展凈終形和近凈終形制造技術(shù)，從而進(jìn)一步提高搖枕、側(cè)架的形位尺寸精度和內(nèi)外表面質(zhì)量，改善轉(zhuǎn)向架的性能。（2）精確控構(gòu)：預(yù)測和控制宏觀組織（凝固組織形態(tài)和尺寸）、微觀組織（亞品界、枝品間距等）、強(qiáng)化相的形態(tài)和分布，成分和組織的均勻性等，從而大幅提高搖枕、側(cè)架的力學(xué)性能。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果因此，我國搖枕、側(cè)架制造技術(shù)的主要發(fā)展方向如下：（3）在研發(fā)新的成型技術(shù)的同時，開發(fā)高性能、精細(xì)化的新材料。（4）淘汰能耗大、污染大、效率低、效益低的傳統(tǒng)工藝，研發(fā)環(huán)境友好、效益好的制造工藝技術(shù)和裝備。（5）開發(fā)高純凈、低消耗的鋼水冶煉工藝技術(shù)。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果因此，我國搖枕、側(cè)架制造技術(shù)的主要發(fā)展方向如下：（6）研究和發(fā)展更先進(jìn)、更科學(xué)、更可控的凝固加工技術(shù)，以獲得更精細(xì)、更致密的凝固組織，并逐步實現(xiàn)對產(chǎn)品多尺度精細(xì)結(jié)構(gòu)的精確控制。（7）發(fā)展和推廣凝固過程的模擬仿真技術(shù)。（8）研發(fā)制造過程和產(chǎn)品質(zhì)量的檢測技術(shù)和儀器設(shè)備。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果因此，我國搖枕、側(cè)架制造技術(shù)的主要發(fā)展方向如下：（9）精益制造、制造信息化等技術(shù)將得到進(jìn)一步深化和推廣。（10）各項工藝技術(shù)和裝備將更加人性化、現(xiàn)代化。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果當(dāng)前，我國搖枕、側(cè)架的制造技術(shù)正在朝著高質(zhì)量、高效率、低消耗、低污染的良性循環(huán)方向快速發(fā)展。因此，我國搖枕、側(cè)架的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到并保持世界領(lǐng)先水平將成為必然。鐵路貨車設(shè)計與制造9.4.5

實施效果制動系統(tǒng)制造技術(shù)5China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES長期以來，貨車制動系統(tǒng)存在以下慣性質(zhì)量問題：①車輪踏面擦傷故障率高；②主支管集塵器處易漏泄，支管折斷現(xiàn)象較為突出；③制動零配件防盜性能差，丟失現(xiàn)象嚴(yán)重；④相同車型配件互換性差；⑤閘瓦間隙小，列檢作業(yè)更換閘瓦難度較大。9.5.1模塊化組裝的重要性China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES造成以上問題的原因主要在于：貨車制動系統(tǒng)的設(shè)計缺乏統(tǒng)一的設(shè)計規(guī)范，各工廠的制動計算方法不同，參數(shù)取值存在差異；不同主導(dǎo)單位設(shè)計的貨車上，相同作用、相同規(guī)格配件采用各自企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，檢修時配件互換有一定困難；制造工藝規(guī)范不一致，各廠家制造基準(zhǔn)不完全一致，按同一圖樣生產(chǎn)的貨車存在差異?？偠灾O(shè)計和工藝沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，缺乏約束。9.5.1模塊化組裝的重要性China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES針對上述問題，從2006年7月開始，貨車使用單位組織貨車制造工廠全面開展貨車制動系統(tǒng)“設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、工藝規(guī)范化、制造商品化，實現(xiàn)零部件互換”技術(shù)攻關(guān)，即“三化一互換”。貨車制動系統(tǒng)全面實施模塊化組裝后，提高了零部件制造和組裝精度，實現(xiàn)了不同生產(chǎn)廠家、不同車型主要零部件的互換，在方便檢修的同時，降低了制動系統(tǒng)泄漏的可能性。9.5.1模塊化組裝的重要性China'skeyShanghaiCompositeIndexhelditspoisethroughthemarketjittersbuthasstillfallen9.38percentsincethebeginningoftheyear,closingat2,763.99onFriday.TheChiNextindex,trackingShenzhen'sinnovativestartup-heavyboard,hasshed16.86EXPANDINGTHELOGISTICSSERVICES制動系統(tǒng)模塊化組裝工藝的實施，推動了制造工藝技術(shù)和管理水平的提升，實現(xiàn)了貨車制造向精益化轉(zhuǎn)變，創(chuàng)建了中國鐵路貨車生產(chǎn)管理的新模式。9.5.1模塊化組裝的重要性貨車制動系統(tǒng)設(shè)計制造缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使得各車輛主導(dǎo)設(shè)計單位設(shè)計的貨車制動系統(tǒng)千差萬別，造成產(chǎn)品零件制造缺乏商品性，零配件制造質(zhì)量一致性差，導(dǎo)致貨車制動裝置的組裝以散件手工組裝方式為主。組裝現(xiàn)場存在大量現(xiàn)場配裝、配焊和強(qiáng)力組裝，產(chǎn)品與圖樣差異性大，產(chǎn)品檢驗的標(biāo)準(zhǔn)也僅以在交檢、交驗狀態(tài)下達(dá)到單車試驗的要求為準(zhǔn)，制動系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)難以保證，車輛投入使用后制動裝置頻繁發(fā)生故障，嚴(yán)重影響車輛使用效率和列車運(yùn)行安全。因此，要糾正上述問題，必須首先制訂設(shè)計和工藝標(biāo)準(zhǔn)。鐵路貨車設(shè)計與制造9.5.2制動系統(tǒng)設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)（1）對單一車型：制動裝置按模塊進(jìn)行劃分，模塊內(nèi)部統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，模塊間控制相對位置關(guān)系。（2）對相似結(jié)構(gòu)的不同車型：要求其各模塊應(yīng)盡量一致，不同車輛相同功能配件應(yīng)盡可能互換。“”1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化鐵路貨車設(shè)計與制造9.5.2制動系統(tǒng)設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)①對車輛用配件：要求優(yōu)先選用《70t級鐵路貨車制動裝置技術(shù)條件（試行）》推薦的制動配件。②制動裝置分為四個模塊：120閥模塊（含儲風(fēng)缸、調(diào)整閥及連接管系）、制動缸模塊（含閘調(diào)器、制動缸前后杠桿）、脫軌自動制動裝置模塊和制動主管模塊。模塊內(nèi)部統(tǒng)一定位基準(zhǔn)，模塊間控制相對位置關(guān)系。不同車輛相同功能配件應(yīng)盡可能互換。制動系統(tǒng)模塊示意圖如圖9-44所示（見本書P351）?！啊?設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化鐵路貨車設(shè)計與制造9.5.2制動系統(tǒng)設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化鐵路貨車設(shè)計與制造9.5.2制動系統(tǒng)設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)（1）以“先油漆，后組裝”為生產(chǎn)組織形式，各制造單位的生產(chǎn)工藝必須滿足《70t級鐵路貨車制動裝置技術(shù)條件（試行）》的要求。（2）規(guī)定各工廠制造同一車型時，制動裝置制造組裝工藝定位基準(zhǔn)應(yīng)一致，從工藝規(guī)范上保證不同廠家同一車型產(chǎn)品的配件互換性。（3）規(guī)定制動附屬件及管件不得配裝，不得強(qiáng)力組裝，以保證制動裝置的組裝質(zhì)量。“”2工藝規(guī)范化鐵路貨車設(shè)計與制造9.5.2制動系統(tǒng)設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)制動零部件的制造必須符合產(chǎn)品圖樣及技術(shù)條件的要求。把每件制動零部件當(dāng)作商品進(jìn)行制造，完成油漆后，在配件運(yùn)輸、轉(zhuǎn)序及存放過程中必須采取防護(hù)、防塵措施，保證配件達(dá)到直接組裝標(biāo)準(zhǔn)?！啊?制造商業(yè)化鐵路貨車設(shè)計與制造9.5.2制動系統(tǒng)設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)鐵路貨車設(shè)計與制造9.5.3制動系統(tǒng)的制造工藝底架附屬件技術(shù)條件及制造工藝1底架制造工藝與附屬件組裝的要求2空氣制動系統(tǒng)零部件的制造工藝3制動配件的組裝工藝4型鋼板材加工前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，處理后鋼材表面清潔度應(yīng)符合GB/T8923.1-2011中Sa21/2級要求，表面粗糙度為30～80μum,拋丸處理后進(jìn)行可焊性金屬防銹漆，干膜厚度為10~20μm。（1）將附屬件熱軋角鋼吊座完全改變?yōu)榘宀膲盒徒Y(jié)構(gòu)，同時將原尖角結(jié)構(gòu)改成更加人性化的R15的圓角過渡結(jié)構(gòu)。（2）規(guī)定附屬件板材下料不得采用手工切割去除材料，周邊倒棱，去除飛邊毛刺。1底架附屬件技術(shù)條件及制造工藝1）《70t級鐵路貨車制動裝置技術(shù)條件（試行）》底架附屬件技術(shù)條件鐵路貨車設(shè)計與制造9.5.3制動系統(tǒng)的制造工藝型鋼板材加工前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，處理后鋼材表面清潔度應(yīng)符合GB/T8923.1-2011中Sa21/2級要求，表面粗糙度為30～80μum,拋丸處理后進(jìn)行可焊性金屬防銹漆，干膜厚度為10~20μm。（3）規(guī)定附屬件板材下料直角邊垂直度不大于1mm,方板對角線差不大于2mm。部分壓型件垂直度要求控制在1~1.5m