客运专线道岔制造

客运专线道岔的制造

中铁宝桥股份有限公司

二○○七年八月

客运专线道岔的制造

第一部分：国内自主研发客运专线道岔

一、 概述

国内客运专线道岔的自主研发采用产、学、研、用相结合的模式，通过原始创新，自行研发生产客运专线道岔，着力打造中国铁路道岔品牌，实现中国铁路道岔研究、设计、制造技术的新飞跃，这是铁道部实施自主创新战略举措的一项重要步骤。客运专线道岔研究的主要内容包括：侧向80km/h、160km/h及220km/h系列道岔。道岔号数及主要几何参数如下表：

国产大号码道岔几何参数

V侧 (km/h) 80 160 220 号数 18 42 62 道岔角 3° 10’ 47.4″ 1° 21’ 50.13” 0°55’ 26.56” 前长A (m) 31.729 60.573 后长B (m) 37.271 96.627 全长L (m) 69.0 157.2 201 曲线半径 (m) 1100（圆） 5000—>∞（圆+缓） 8200—>∞（圆+缓） 尖轨/基本轨长(m) 21.45/ 23.392 44.24/ 46.19 54.45/ 56.401 辙叉长度(m) 20.992 30.592 42.48 长/短 心轨 14.325/ 8.21 24.97/ 20.42 36.86/ 32.31 70.784 130.216 国产大号码道岔质量（吨） V侧 (km/h) 80 160 220 号数 18 42 62 单根尖轨＋ 基本轨组件 6.01 11.74 18.0 可动心轨 辙叉组件 8.79 13.9 19.3 转辙器 ＋岔枕组件 38.92 81.94 97.68 可动心轨辙叉 ＋岔枕组件 31.43（含护轨） 67.26 93.4 目前完成试制的主要产品有：250km/h客运专线60kg/m钢轨18号单开道岔、350km/h客运专线60kg/m钢轨18号、42号单开道岔；其中250km/h客运专线60kg/m钢轨18号单开道岔已成功运用于我国铁路第六次大提速中，350km/h客运专线60kg/m钢轨 42号单开道岔已完成了尖轨、心轨的转换及伸缩卡阻等相关试验，350km/h客运专线60kg/m钢轨 18号单开道岔已进入首组试制阶段。 二、 道岔零部件制造

客运专线道岔因其高平顺性要求，结构设计与既有道岔有较大的不同，零部件加工精度要求高，其技术及制造难度大，为确保试制工作顺利进行，在前期首

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组250km/h客运专线60kg/m钢轨18号单开道岔试制时，进行了一系列重点工艺试验研究，制定了道岔制造技术条件、加工工艺方案、吊装、运输方案等，并完成了主要工件加工用工装的设计制造和工艺文件的编制。

1.技术文件的准备

结合公司生产实际和工艺设备情况，对产品设计图进行了工艺性审查后，为确保道岔零部件在制造的每一过程中，都有技术文件作指导，编制了工艺方案报告、工艺路线、机械加工工艺过程卡片、主要零部件加工工序卡片、转辙器及可动心轨辙叉组装工序卡片等10余种指导文件及有关技术条件等技术工艺管理文件。

2.工装的设计制造及加工刀具的准备

根据工艺方案报告的要求，新设计锻压、顶弯、号孔、机加工、检测、组装、垫板焊接等模具、工装样板20余种（套）。为提高主要零部件的加工精度及生产效率，针对钢轨件原材料的机加工性能特点，在试制前期，设计制造了专用刀具，并进行了相应的加工工艺试验，基本实现了道岔零部件的全部数控加工，确保产品加工精度满足标准规定的要求。

3.工艺试验

为确保高质量道岔产品的试制要求，对关键工序及关键零部件生产加工合理可行的工艺方案及工艺参数进行了下列工艺试验，取得了理想的效果，并应用于此次产品的试制实践中。

? 60D40钢轨跟端压型工艺试验 ? 特种断面翼轨插入段机加工工艺试验 ? 零部件标识、标记工艺试验 ? 垫板焊接变形及调直工艺试验 ? 钢轨调直工艺试验 ? 尖轨不足位移试验

通过以上工艺试验，确定的工艺参数和工艺方法合理可行，达到了预期的目的。

4.关键工序、关键零部件工艺攻关及验证

在首组250km/h客运专线60kg/m18号单开道岔的试制中，主要解决了以下

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关键技术课题：

（1）60D40钢轨跟端压型工艺

客运专线道岔尖轨、心轨均采用60D40钢轨制造，UIC标准60D40钢轨的跟端压型是道岔制造的关键技术之一。60D40钢轨的断面面积与60kg/m标准断面钢轨相差很小，面积之比仅为1：1.06，加之要求锻压段要预留加工余量，工艺难度极大。经过精心设计模具和工艺试验，优化锻压工艺方案，成功开发了1套60D40轨跟端压型模具，模具采用活动组合式结构，设计时，充分考虑到客专道岔钢轨锻压成型段要进行无损检测而预留机械加工余量或打磨抛光余量等因素，新设计模具能确保锻压成型的标准轨金属量富有、饱满。经过反复多次的试验和钢轨加热温度的调整及模具改进，形成了轨底擀压、在5000t热模锻压力机上热锻压成型的工艺方法，该方法满足了客专道岔用60D40钢轨跟端成型的技术要求。

（2）钢轨件的机械加工

客专道岔钢轨件的各部位加工精度要求很高，按照制造标准要求，钢轨件加工后要求直线度达到2mm/m，钻孔的位置公差仅0.5mm，原有的工艺不能满足要求。为了使钢轨轨顶帽型与标准帽型更吻合，通过分析60kg/m钢轨、60D40钢轨工作边、轨顶面直线度调直工艺试验结果，改进了轨顶铣刀，并且采用轨头两侧都加工的工艺。为了保证轨件钻孔精度，在现有设备的基础上，经过多次工艺试验，采取了数控铣床钻孔的方式，并制造了专用的40m钢轨质量检测平台，保证了钢轨件机械加工质量，满足了设计要求。

（3）钢轨调直工艺攻关

按照客专道岔制造标准要求，钢轨件直线度的控制是本次客专道岔制造的又一工艺难点，通过对60kg/m钢轨、60D40钢轨工作边、轨顶面直线度调直工艺试验结果的分析，制定了“先粗调后精调；先顶面后工作边；最后局部调修”的工艺方案，并制造了专用的40m钢轨质量检测平台，以保证钢轨件的质量

（4）特种断面翼轨插入段机加工

特种断面翼轨插入段，是工电接合的部位，也是该道岔最为特殊、复杂的一段结构，其形位尺寸的误差将直接影响该部位道岔零部件的安装和电务设备的运行。为此，对特种断面翼轨插入段的机加工，采用多种成型刀具，在三轴联动的数控机床上，对轨顶帽型、轨腰、轨底等部位分别进行一次加工成型。确保特

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种断面翼轨插入段的机加工形位尺寸满足客专道岔的标准。

（5）垫板焊接质量的控制

客专道岔垫板的焊接焊缝内在质量和表面质量比既有产品要求高，焊缝须进行探伤检验。焊角高度要求达到8mm，而且要求成形美观，在正式焊接前，进行了工艺试验，经过对电流电压和施焊顺序的多次调整，选定了合适可行的焊接参数和焊接方法。焊缝通过着色探伤和超声探伤，完全符合客专道岔的标准

（6）垫板焊接变形及调直工艺

客专道岔垫板的制造精度要求非常严格，板厚公差为：-0.3mm～+0.3mm，平面度为0.2mm，平行度为0.3mm，表面粗糙度为12.5um。此外，垫板结构为焊接形式，垫板焊接后，产生了一定量的焊接变形，变形量和变形部位随着垫板结构的不同而不一致，有的部位因为没有受力点，使得压力机锤头无法施压，给垫板的矫正带来了很大困难。通过分析垫板加工余量、进给量、加工热变形、焊接电流等因素对垫板平面度、平行度的影响，以及冷调的最佳控制精度及超长板件热调的精度控制等的试验研究，最终选定了“分步加工，调直控制，精加工保证”的工艺方案，保证了垫板质量。

（7）外协、外购件的质量控制

客专道岔采用了大量的外协和外购件。铸铁和铸钢件、橡胶件、硫化垫板、岔枕、精密铸造等外协外购件的质量要求、性能和精度等级都有很大的提高，为了确保外协、外购件产品的质量，中铁宝桥有关部门制定了专门的技术标准，除了对外购件按照《客运专线道岔暂行技术条件》及公司制定的《客运专线道岔外购件、外协件检验规则》进行专项检验外，在外协件、外购件的生产中，专门派人入驻生产厂家监理质量和督促进度。外协、外购件进厂后，再经过技术人员的认定，以便及时发现问题。确保了客专道岔试制工作的顺利进行。

（8）零部件标识、标记工艺

为了确保垫板标记清晰美观，在试制前，分别采用了冲字和压字两种方法打印垫板标识，经过反复调整和对比，最终采用压力机压字的方法。采用这种方式后，字迹清楚美观，达到了客专道岔的要求。还有大量的诸如表面处理、工装器具的改进等措施，保证了产品试制达到各项要求。

5. 主要零部件的制造

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