SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：本文结合接触网关键零部件的机械加工结构特征，根据机械加工的技术要点与具体工艺内容，研究接触网关键零部件的机械加工智能化改造。
关键词：接触网；关键；零部件；机械加工；智能化；改造；分析
接触网是进行列车运行所需的电流输送的重要环节与部分[1]，如果接触网中的关键零部件运行失效，导致接触网的电流输送以及列车供电等产生受到影响。尤其是随着我国高速铁路技术的快速发展以及铁路运行服务质量的不断改善提升，对高速铁路运行的供电系统及其有关零部件性能的可靠性要求也不断提升[2]。另一方面，在进行接触网的有关零部件制造中，由于其制造成本的不断提高，再加上制造应用设备与技术的相对落后现状，导致与我国高速铁路技术发展呈不相匹配的状态[3,4]，因此，迫切需要通过对接触网制造有关技术和设备的优化改造和升级，满足我国高速铁路技术发展与运行提升的有关需求。本文将结合接触网关键零部件的机械加工结构特征，并且根据接触网关键零部件的机械加工技术要求与具体工艺内容，对其机械加工的智能化改造进行研究。
1接触网关键零部件的主要类型与机械加工工艺特征分析
1.1主要类型分析
对接触网的主要零部件，根据其用途不同进行划分，主要包括定位装置、腕臂装置、电连接装置、下锚装置、中心锚结和整体吊弦等。在上述各零部件中，腕臂装置与定位装置是应用在供电导线的悬吊以及定位中，其能够对接触网受电弓和供电导线之间的均匀摩擦及因摩擦引起的局部强烈磨损的控制进行保障；而下锚装置是进行供电导线所需额定张力提供的重要装置，它能够对接触网受电弓取流以及高速通过时因摩擦产生的受电弓振动波有效控制提供支持，并对接触网受电弓和导线接触的静电力控制进行保障，从而有效避免接触电阻增大或者是放电间隙引起的拉弧情况。根据上述分析可知，接触网的关键零部件主要包括腕臂装置、下锚装置以及定位装置三个结构装置，其关键零部件的机械加工制造质量，直接影响系统的供电运行的可靠性。
值得注意的是，其结合接触网关键零部件的机械加工结构特征与具体工艺要求，在实际加工和制造中，需要进行腕臂装置进行腕臂管连接所用的抱箍类零部件以及下锚补偿装置中的轴类零部件、下锚补偿装置中进行轴承结构密封使用的挡块部件、下锚补偿装置中的棘轮轮体、刚性悬挂的中间接头等加工。
1.2机械加工的工艺特征
根据上述对接触网关键零部件及其机械加工内容的分析，在进行上述各关键零部件的机械加工与制造中，首先，对抱箍类零部件的加工是以热模锻工艺成型技术实现的，其加工过程中会涉及钻5-Φ13连接通孔等工艺内容，在该项工艺环节，不仅需要对孔心距的准确性进行保证，以确保其连接的精准度，而且需要对圆弧两侧孔以圆弧中心为准的对称性进行保证，以避免对该零部件加工的质量和效果产生不利影响。针对这一情况，在具体加工中会采用数控钻孔中心方法，以有效满足其加工制作的工艺内容和要求。其次，在加工轴类零件的过程中，主要加工下锚补偿装置的滑轮轴以及棘轮轴，该加工环节在使用无油免维护轴承进行加工的时候，对轴和轴承摩擦面的尺寸精度及其形位公差等具有较高的要求，并且要求其加工零部件的表面粗糙度不高于0.4μm，因此，一般采用具有高精度的数控车削技术进行零部件加工和制造。在进行接触网的挡块加工中，由于挡块属于盘类零部件，在接触网运行中起到轴承结构限位与密封的作用，其多采用不锈钢棒材进行车削加工和制成，在具体加工中也比较适宜采用数控车削中心进行加工制造。在下锚补偿装置中，棘轮本体作为其核心部件，对其传动效率要求在97%以上，多是采用铝合金材料进行低压铸造加工制成，并且加工棘轮本体时，需要关注中间和轴承以及轴相互配合的孔，其中，轴承结构对轴向定位与密封功能的可靠性要求较高，并且需要进行较大的径向力以及一部分轴向分力承担，再加上其孔结构较为复杂，且精度要求与形位公差等要求较高，因此，在具体加工中需要对孔的加工精度进行有效控制，以确保其加工部件的传动效率能够满足有关需求。值得注意的是，对棘轮本体的传统加工中，是采用数控车床进行2次装夹定位完成的，这种加工方式所加工部件的形差公式不能满足其要求，因此，需要通过先进的工艺设计与加工，以更好地满足其零部件加工的有关要求。
2接触网关键零部件机械加工的智能化改造研究
在进行接触网关键零部件机械加工的智能化改造中，根据上述接触网关键零部件的类型及其机械加工工艺特征的分析，结合其关键零部件的主要类型与现有加工工艺的情况，进行合理的智能化改造与设计，促进接触网关键零部件机械加工质量和水平的不断提升。
2.1对抱箍类零部件钻攻的加工与智能化改造分析
根据上述对接触网抱箍类零部件加工及其工艺特征的分析，从其加工产品的结构特点等方面出发，采用履带式物料转运系统与回转式关节机器人的工件上料、卸料等功能，进行智能化改造。其中，在上述的零部件加工生产工艺系统中，通过将物料转运系统设置在两台数控钻攻的中心，以对两台设备在具体加工中的装料与卸料等动作需求进行满足。此外，其生产系统中所采用的回转式关节机器人手爪还具有浮动定位以及自动夹紧、松开等功能，并且是以双手爪机构进行设置和应用，在具体加工运行中，由一只手爪进行待加工的毛胚抓取，另一只手爪负责进行已经加工完成的成品抓取，可以有效减少机器人的动作频率。在改造的过程中，为满足对抱箍类零部件加工的有关需求，其钻攻中心连接中还设置有精密定位机构的工装，能够对加工工件的定位状态进行实时监测，同时由钻攻中心M对其工件加工中的夹紧与松开等动作完成进行自动控制。
2.2对中间接头钻攻加工的智能化改造分析
在进行接触网的中间接头钻攻加工与智能化改造中，由于中间接头额定生产线上下料道的结构和抱箍类零部件加工的上下料道结构相同，均采用步进式电机链条进行驱动，并且加工单元也采用两台VCP-400L加工中心，同时进行23.5kN的大扭矩主轴装配以及6轴关节机器人的机床卸料系统，以此满足其工件加工与制造的要求。其中，与抱箍类零部件加工生产线结构不同的是，中间接头加工生产线的毛胚定位是以外形定位形式实现的，并且在具体设计中，对复合轨中间接头产品的兼容加工进行考虑和体现，具体加工中进行不同工艺切换时，可通过进行机器人手爪与工装夹具更换即可进行。如下图1所示，即为接触网中间接头部件加工生产线的夹具结构示意图。该图中，1和6分别表示的是两个固定定位块，2表示的是工件，3表示的是主压紧缸，4和5则表示两个辅助顶紧液压缸。
图 1 滑轮轴车削生产工艺布局示意图
2.3滑轮轴加工工艺及智能化改造分析
在进行接触网的轴类零部件加工中，一般需要通过两次装夹进行加工固定，因此，为满足其零部件加工的需求，在设计中设置两个相应的加工单元。通常情况下，通过对其工件加工工序的合理分割，确定两个加工单元的具体装夹定位方案以及工艺内容，然后按照节拍匹配等原则和要求对其进行加工工艺进行有效分割。其中，在对加工工艺的分割过程中，节拍匹配原则实际上就是要求两个加工单元的加工时间基本相同，以避免加工应用中出现加工单元之间停工待料等情况，影响工件加工的整体质量和效益。值得注意的是，由于Φ30外圆位和无油轴承的配合面具有较高的精度要求，并且其表面粗糙度要求不能超过0.4μm，针对这一情况，在设计过程中，需要将夹紧面调整至Φ22螺纹过渡面位置，否则导致两个加工单元的工艺内容形成不对称的情况，造成生产损失。综合上述情况，对轴类工件的加工生产线设计与智能化改造中，就可以通过将两个加工单元中的第一加工单元使用两台数控车削中心进行设计工程，而对第二加工单元则设置一台数控车削中心，以采用这种2+1的组合生产线模式，来满足其工件加工与智能化改造的有关需求。其中，按照上述智能化改造方案，在具体设计和应用中，根据其现场的实际情况进行设计和分析，对存在较突出的生产场地限制等因素影响的情况，也可以采用如下图1所示的1+1模式进行滑轮轴车削生产线组装与生产应用。
2.4挡块加工与智能化改造
挡块的生产与加工中，同样需要通过两次装夹进行固定，其生产线设计和轴类零部件的生产线基本相同，可通过一字形布置，在工件加工中由桁架机器人对两套加工单元进行串并与装料、卸料支持，其生产线中的加工设备设置也和轴类零部件相同，从而确保对挡块加工工艺设备及系统的有效维护和管理。需要注意的是，与轴类零部件不同，挡块的长度相对较短，其加工使用的毛胚直径为Φ50，因此，在具体加工中使用六工位盘型的上下料系统进行生产和加工，从而更好地满足工件加工的质量和效果的需求。
3结语
本文对接触网关键零部件机械加工的智能化改造进行研究，该研究结果有利于促进接触网关键零部件的机械加工质量的提升，从而确保接触网关键零部件的运行和使用的性能，为我国机械加工的智能化发展提供良好的支持，并推动智能化技术各行业领域的广泛应用，其具有十分积极的作用和意义。
参考文献
[1]卫明博.重载铁路接触网的零部件振动防松方法分析[J].制造业自动化,2019,41(8):108-109,128.
[2]刘龙杰.高铁接触网铝合金零部件微弧氧化防腐工艺的改进[J].电气化铁道,2020,31(2):92-94.
[3]丁洁.电气化铁路铝合金接触网零部件腐蚀探讨[J].中国机械,2020(20):154,156.
[4]李昌胜.用于铁路接触网零部件的便携式超声检测仪设计[J].无损检测,2019,41(5):63-68.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/37196.html
