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| 編輯推薦： |
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《轨道车辆制造工艺》是高等学校机车车辆专业本科生教材，也可作为相关专业技术人员的参考书。
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| 內容簡介： |
《轨道车辆制造工艺》是普通高等学校车辆工程专业卓越特色系列规划教材之一，主要介绍轨道车辆转向架和车体的制造工艺。
《轨道车辆制造工艺》共八章。第一章介绍轨道车辆的特点与基本组成、轨道车辆制造工艺基本概念及轨道车辆制造的发展历史和现状等；第二章介绍机械加工基础知识，重点介绍车轴、车轮、轴箱及构架的机械加工及典型加工设备；第三章介绍转向架组装，重点介绍轮对组装及其质量评价、轴箱组装和典型转向架组装工艺过程；第四章介绍车体零部件的冲压加工，重点介绍各种冲压工序变形特点、冲压模具设计；第五章介绍车体装配焊接工艺，重点介绍焊接结构特点及焊接变形分析、不锈钢和铝合金车体焊接工艺特点；第六章介绍货车车体制造工艺过程，重点介绍通用敞车车体工艺部件的装配-焊接工艺和车体总装工艺流程等；第七章介绍客车车体制造工艺过程，重点介绍25型客车车体工艺部件的装配-焊接工艺和车体总装工艺流程等；第八章介绍动车组车体制造工艺过程，重点介绍铝合金车体工艺部件的装配-焊接工艺和车体总装工艺流程等。
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| 目錄：
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前言
第一章 绪论
一、轨道车辆的特点
二、轨道车辆的基本组成
三、轨道车辆制造发展简史
第二章 转向架零件的机械加工
第一节 机械加工工艺基础
一、基础知识
二、机械加工工艺过程的组成
第二节 机械加工工艺规程设计
一、机械加工工艺过程的作用
二、机械加工工艺规程制订的原则
三、机械加工工艺过程的类型
四、机械加工工艺规程制订的依据与步骤
五、制订机械加工工艺规程考虑的问题
第三节 夹具设计基础
一、工件在夹具中的定位
二、机床夹具
三、专用夹具
四、装配焊接夹具
第四节 转向架典型零件机械加工
一、车轴加工工艺
二、车轮加工工艺
三、轮轴加工专用设备
第五节 轴箱和构架机械加工
一、轴箱加工工艺
二、构架加工工艺
三、构架加工设备
第六节 计算机辅助制造简介
一、CAM概述
二、数控系统及其工作过程
三、数控系统运动控制方式
四、计算机在数控系统中的应用
五、成组技术
六、计算机辅助工艺规程设计
七、计算机辅助NC编程
复习思考题
第三章 转向架组装
第一节 机械装配基本知识
一、机械装配基本概念
二、机械装配基本内容
三、机械装配精度
四、装配方法
第二节 轮对组装
一、轮对组装技术要求
二、轮对组装工艺过程
三、轮对组装的质量评价
第三节 轴箱组装
一、轴箱组装方法
二、轴箱体组装
第四节 转向架组装
一、转向架组装工艺流程
二、轴箱弹簧组装
三、转向架组装及落车
四、驱动装置-齿轮箱安装动力转向架
五、其他部件的安装
六、转向架组装尺寸检查
七、车体与转向架的上下关系尺寸检查
八、转向架组装过程图解
复习思考题
第四章 车体零件的冲压工艺
第一节 概述
一、冲压加工的特点
二、冲压工艺的分类
三、冲压设备
第二节 冲裁
一、冲裁时板料的变形过程
二、冲裁件断面特征
三、冲裁力的计算及压力机公称压力的选取
四、排样设计
五、冲裁模的分类及组成
六、冲裁模设计
七、冲裁模主要零部件的结构形式
八、冲裁间隙及凸、凹模刃口尺寸的计算
九、冲裁件的结构工艺性
第三节 弯曲
一、弯曲变形过程
二、弯曲后的回弹
三、最小弯曲半径
四、弯曲件的结构工艺性
第四节 拉深
一、拉深过程中金属变形的特点
二、压边装置及其选择
三、拉深次数的确定
四、拉深件毛坯尺寸的确定
五、拉深件的结构工艺性
第五节 冷挤压
一、冷挤压的基本方式
二、冷挤压工艺的特点
三、冷挤压件结构工艺性
第六节 冲压工艺规程的制订
一、冲压工艺规程制订的步骤及内容
二、零件图的分析
三、冲压工艺方案的确定
四、确定模具的结构形式
五、冲压设备选择
六、编写冲压工艺卡
七、冲压工艺规程的编制实例
复习思考题
第五章 车体焊接结构及工艺
第一节 车体制造中的焊接方法
及设备
一、焊接方法及其分类
二、车体制造中常用焊接方法
三、新型焊接电源设备
第二节 车体结构的焊接变形
一、焊接应力和变形分析
二、常见焊接结构的残余变形
三、车体结构焊接变形及防止措施
四、车体结构焊接变形的矫正
第三节 焊接结构及接头强度计算
一、焊接结构的主要特点
二、焊接接头及其基本形式
三、焊接结构设计
四、焊接接头静强度计算
第四节 不锈钢车体焊接特点
一、不锈钢焊接特性
二、不锈钢焊接工艺
三、不锈钢焊接的主要问题及防止措施
第五节 铝合金车体焊接特点
一、铝合金种类及焊接特性
二、铝合金焊接工艺
三、铝合金焊接的主要问题及防止措施
复习思考题
第六章 货车制造
第一节 概述
一、货车车体结构组成
二、装配系统图
三、货车制造工艺流程
第二节 底架组焊工艺
一、主要技术要求
二、中梁制造工艺
三、底架制造工艺
第三节 侧墙组焊工艺
一、主要技术要求
二、侧墙制造的工艺过程
第四节 端墙组焊工艺
一、主要技术要求
二、端墙制造工艺过程
第五节 车体钢结构总组装及货车总组装工艺
一、主要技术要求
二、车体钢结构总组装工艺过程
三、货车总组装工艺过程
复习思考题
第七章 客车制造
第一节 概述
一、车体钢结构装配系统图
二、车体钢结构的流水生产布局
第二节 车体钢结构备料及预处理
一、车体钢结构下料
二、车体表面处理
第三节 底架组焊工艺
一、主要技术要求
二、工艺分析
三、底架制造
第四节 侧墙组焊工艺
一、主要技术要求
二、侧墙组焊
三、侧墙组焊存在的问题及预防措施
第五节 车顶组焊工艺
一、主要技术要求
二、车顶装配基准
三、车顶组焊
四、车顶组焊存在的问题及预防措施
第六节 端墙组焊工艺
第七节 车体钢结构总组装工艺
一、主要技术要求
二、车体钢结构总组装
第八节 客车总组装工艺
一、木结构安装
二、车窗安装
三、钩缓、制动装置安装
四、车电装置安装
五、卫生设备安装
六、车体钢结构油漆
七、落车检查
八、试运转
复习思考题
第八章 动车组制造
第一节 概述
一、动车组车体结构及工艺特点
二、动车组装配系统图
第二节 底架组焊工艺
一、底架组焊技术要求
二、底架组焊工艺过程
第三节 侧墙组焊工艺
一、侧墙结构组成
二、侧墙组焊工艺过程
三、侧墙焊接变形分析及防止措施
第四节 车顶组焊工艺
一、车顶结构特点
二、车顶组焊工艺过程
第五节 端墙组焊工艺
一、端墙结构特点
二、端墙组焊工艺过程
第六节 驾驶室组焊工艺
一、驾驶室结构特点
二、驾驶室组焊工艺过程
第七节 车体总组装
一、车体总组装工艺特点
二、车体总组装工艺过程
第八节 动车组总装
一、动车组总装工艺流程
二、车下设备安装
三、车内设备安装
四、驾驶室设备组装
五、车顶设备组装
六、落车及交验
复习思考题
参考文献
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第一章绪论
一、轨道车辆的特点
铁路运输的运载工具是轨道车辆。广义地说，所谓轨道车辆是指必须沿着专设的轨道运行的车辆，这些车辆在社会生活的各个方面获得了广泛的应用。除在铁路干线上及在厂矿、林区运行的轨道车辆外，城市中的轻轨车辆、有轨电车、地下轨道车辆、建筑工地及矿井中运送土石等的翻斗小车、某些工厂车间内运送物料的有轨车辆、旅游设施中的缆车、悬挂式单轨车以及研制中的磁悬浮车等均可列入有轨车辆的范畴。本书中提到的轨道车辆，不论其本身是否具有牵引动力，均能运送旅客或货物。仅提供牵引动力的机车不属于轨道车辆。本书主要论述在铁路干线上运行的轨道车辆，在不会混淆的情况下把它简称车辆。由于各种有轨车辆之间有许多共同的特点，本书所述的车辆结构原理基本上也适用于其他有轨车辆。
轨道车辆与其他车辆的最大不同点在于这种车辆的轮子必须在专门为它铺设的钢轨上运行。这种特殊的轮轨关系成了轨道车辆结构上最大的特征，并由此产生出许多其他的特点。
1自行导向：除轨道车辆之外的各种运输工具几乎全有操纵运行方向的机构，唯轨道车辆通过其特殊的轮轨结构，车轮才能沿轨道运行而无需专人掌握运行的方向，如图1-1所示。
图1-1导向力示意图
2低运行阻力：除坡道、弯道及空气对车辆的阻力，运行阻力主要来自于走行机构中的轴与轴承以及车轮与轨面的摩擦阻力。轨道车辆的车轮及钢轨都是含碳量偏高的钢材，轮轨接触处的变形较小，而且铁道线路的结构状态也尽量使其运行阻力减小，故轨道车辆运行中的摩擦阻力较小，如图1-2所示。
图1-2车轮在钢轨上滚动
3成列运行：由于以上两个特点决定它可以编组、连挂组成列车。为了适应成列运行的特点，车厢与车厢之间需设连接、缓冲装置，且由于列车的惯性很大，每辆车均需设制动装置，如图1-3所示。
图1-38辆编组的高速列车
4严格的外形尺寸限制：轨道车辆只能在规定的线路上行驶，无法像其他车辆那样主动避让靠近它的物体，为此要制定限界，严格限制车辆的外形尺寸以确保运行安全。图1-4为铁路限界。铁路限界是铁路安全行车的基本保证之一，是铁路各业务部门必须遵循的基础技术规程。铁路限界由机车车辆限界简称车限和建筑限界简称建限两者共同组成，两者间相互制约与依存。
图1-4铁路限界
二、轨道车辆的基本组成
铁道车辆从出现至今，由于不同的目的、用途及运用条件，车辆形成形形色色的类型与结构，但均可以概括为由以下五个基本部分组成。
1车体。车体是容纳乘客和驾驶员驾驶的地方，又是安装与连接车辆其他组成部分的基础，如图1-5所示。早期的车体除底架多以木结构为主，辅以钢板、弓形杆等来加强；近代的车体以钢结构或轻金属结构为主，尽量使所有的车体构件均承受载荷以减轻自重。绝大部分车体均有底架，视需要添加端墙、侧墙及车顶等。为使车体轻量化，高速动车组车体通常采用铝合金和不锈钢材料制造，而铝合金将是今后动车组车体的主导材料。
2转向架。它介于车体与轨道之间，牵引和引导车辆沿钢轨行驶和承受来自车体及线路的各种载荷并缓和动作用力，是保证车辆运行品质的关键部件，如图1-6所示。早期二轴车的转向架将轮对、轴箱、弹簧等直接装在车体底架下，近代转向架的结构形式多样，一般都做成一个相对独立的通用部件以适应多种车辆的需要。高速动车组转向架还包括带动力的转向架。转向架通常由轮对轴箱装置、弹簧悬挂装置、构架或侧架、基础制动装置和支承车体的装置组成。
a铝合金客车车体bC80货车车体
图1-5车体
a客车转向架b货车转向架
图1-6转向架
3制动装置。它是保证列车准确停车及安全运行所必不可少的装置，如图1-7所示。由于整个列车的惯性很大，不仅要在机车上设制动装置，还必须在每辆车上也设制动装置，这样才能使运行中的车辆按需要减速或在规定的距离内停车。车辆上常见的制动装置是通过列车主管中空气压力的变化而使制动装置产生相应的动作。此外，车辆上还设有手制动装置，货车在编组、调车作业中常要用到手制动装置，其他车辆的手制动装置作为一种辅助装置以备急需。
制动装置包括动力制动装置、空气制动装置、控制系统和电子防滑器等。
a盘形制动b踏面制动
图1-7制动装置
4连接、缓冲装置。车辆要成列运行必须借助于连接装置。机械连接包括车钩缓冲装置和风挡等；同时还有车辆之间的电气和空气管路的连接、高压电器连接、辅助系统和列车供电连接以及控制系统连接等，如图1-8所示。早期的连接装置仅考虑牵引工况，由链条、销子之类组成链子钩，之后在链子钩两侧装有带弹性的缓冲盘以适应推送，这种结构虽然陈旧但某些国家仍在使用。近代车辆的连接装置多为各种形式的自动车钩和密接式车钩。车钩后部的钩尾框中装有能储存和吸收机械能的缓冲装置，以缓和列车冲动。
a密接式车钩缓冲装置b风挡及管线连接
图1-8车辆连接装置
5车辆内部设备。车辆内部设备是一些能良好地为运输对象服务而设于车体内的固定附属装置，如图1-9所示，如客车上的电气、给水、取暖、通风、空调、座席、卧铺、行李架等装置，旅客信息服务系统等。货车由于类型不同，内部设备也因此千差万别，一般来说，比客车简单，如棚车中的拴马环、床托等分别为运送大牲畜及人员所设；其他如保温车、家畜车等各有其特殊的内部设备。
a一等车内设备b餐车二等车合造车
图1-9车辆内部设备
对于高速动车组，除以上五个组成部分，还包括以下三个组成部分。
1牵引传动系统。该系统包括主电路、高压设备、受电弓、主断路器、其他高压设备、主变压器、牵引变流器、牵引电机、变速器及电传动系统的保护等。
2辅助供电系统。该系统主要由辅助变流器、蓄电池、充电机等组成。辅助供电系统专门为牵引供电系统以外的其他车内设备进行供电，如空气压缩机、空气调节系统、采暖设备、照明设备、旅客服务设备等。
3动车组控制及信息管理系统。现代列车普遍配置了基于网络的分布式计算机控制系统，提供整列车的控制、监测、诊断等功能。列车通信网络就是应用于列车上的计算机通信网络。列车网络控制已成为动车组的必备技术之一。该系统可实现各动力车的重联控制、全列车所有由计算机控制的部件联网通信和资源共享、全列车的制动控制、自动门控制、轴温监测及空调控制等功能，并完成全列车的自检及故障诊断决策。
三、轨道车辆制造发展简史
我国轨道车辆制造业始于新中国成立初期。中国铁路机车车辆工业管理体制，由最初的铁道部厂务局，中间经历一系列变化，到2008年，发展成为中国北车股份有限公司简称中国北车和中国南车股份有限公司简称中国南车。
中国北车下属的主要公司厂家有：长春轨道客车股份有限公司、唐山轨道客车有限责任公司、齐齐哈尔铁路车辆集团有限责任公司、太原机车车辆厂、济南机车车辆厂、西安车辆厂等。
中国南车下属的主要公司厂家有：青岛四方机车车辆股份有限公司、南京浦镇车辆厂、株洲车辆厂、眉山车辆厂、武昌车辆厂、北京二七车辆厂、石家庄车辆厂等。
长春轨道客车股份有限公司前身是长春客车厂，始建于1954年，隶属中国北车。现已成为我国最大的轨道客车和城市轨道车辆的研发、制造和出口基地。
青岛四方机车车辆股份有限公司前身是四方机车车辆厂，诞生于1900年10月。它是中国高速列车产业化基地，铁路高档客车的主导设计制造企业，国内地铁、轻轨车辆定点生产厂家和国家轨道交通装备产品重要出口基地。
唐山轨道客车有限责任公司前身是唐山机车车辆厂，始建于1881年，是中国第一家轨道装备制造企业。曾制造出中国第一辆客车——“銮舆龙车”，研制了中国第一辆货车、第一辆特种车和第一辆高级公务车等，成为轨道装备高端产品制造基地。
齐齐哈尔铁路车辆集团有限责任公司前身是齐齐哈尔车辆厂，始建于1935年，是中国轨道货车、轨道起重机设计制造领军企业和出口基地，隶属于中国北车。
中国北车和中国南车是中国轨道交通装备制造行业的领军企业，也是世界轨道交通装备制造行业的重要成员，具备铁路机车车辆含动车组、城市轨道车辆、工程机械机电设备、电子设备及相关部件等产品的研发、设计、制造、维修等综合能力，是中国最大的轨道车辆制造商。我国轨道车辆制造的发展可概括为以下几个阶段。
2014年12月30日，中国南车和中国北车发布重组公告，将中国南车和中国北车合并组建国有企业—中国中车股份有限公司，中文简称为“中国中车”，英文名称为“CRRCCorporationLimited”，英文简称为“CRRC”。通过重组整合，以进一步提升公司的业务规模，增强盈利能力，打造以轨道交通装备为核心、跨国经营、全球领先的大型综合性产业集团。如图1-10所示。
图1-10中国铁路机车车辆工业管理体制
一1949～1957年仿制阶段
1949年，我国开始制造货车，首先仿制了C1型30t敞车，采用铆接钢底架、钢骨木板车体、转15型螺栓拱架结构转向架和滑动轴承轮对。从此以后，我国制造的货车车型逐渐增加，先后制造了平车、棚车、各种用途的罐车、漏斗车、家畜车和保温车等，货车的吨位也逐渐由30t、40t增加到50t，标志着中国铁路货车实现了载重由30t级向50t级的第一次大的升级换代。同时也设计制造了转6型和转8型D轴三大件货车铸钢转向架及部分60t货车，如N6和N12型平车。
1953年，我国正式成批制造21型全钢客车，是中国铁路第一代主型客车，如图1-11所示。采用101型均衡梁式铸钢转向架，如图1-12所示。21型客车虽然结构不十分先进，但是开辟了中国自己制造车辆的历史。21型客车有硬席车、硬卧车、软席车、软卧车、餐车、行李车和邮政车等车种。21型客车1961年停止生产，逐渐由22型客车取代。
图1-1121型客车图1-12101型转向架
1955年，仿照苏联全钢客车制造了车长为23.6m的22型客车，采用独立温水取暖，是中国铁路第二代主型客车，如图1-13所示。有一部分车辆采用大气压式蒸汽取暖，称为23型。两种客车的车体结构基本相似。22型客车1994年停止生产。
1956～1957年，仿制苏联无导框式转向架成为我国的201系列的D轴转向架和仿制带螺旋弹簧和液压减振器的202型C轴转向架。202型客车转向架逐步改进，成为我国C轴客车主型转向架，如图1-14所示。
图1-1322型客车图1-14202型转向架
二1958～1977年独立设计制造阶段
经过一段时间的仿制过程，我国轨道车辆企业已经积累了相当丰富的经验，从各铁路院校中培养出的一批轨道车辆高级专业设计人才也逐渐成长，我国的轨道车辆工业迈上了一个新台阶。
在此阶段，先后由株洲车辆厂、齐齐哈尔车辆厂、太原机车车辆厂、西安车辆厂等设计制造50t级和60t级的平车、敞车如C62和C65型敞车等、棚车、漏斗车和罐车等。
1958年，四方机车车辆厂成功研制了我国第一列双层客车。
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