论文部分内容阅读
摘要：目前我国已经完成了高铁接触网零件的国产化进程，这些零件在应用上是比较可靠的，但其生产制造过程中还存在一些问题，而信息化技术的引入则能够解决接触网零件生产制造过程遇到的困境。基于此，本文笔者从接触网零件设计、生产制造、检验和试验等几个角度出发，分析了信息化技术与接触网零件制造过程的融合，具有一定的参考价值。
关键词：信息化技术；接触网；零件；生产制造；融合
电气化铁路处于高速发展之中，这对其核心技术产品--接触网零件的可靠性提出了更高的要求，需要相关工作人员进行更全面且深入的研究。而二十一世纪是信息化时代，如何利用日新月异的信息化技术和手段来提高接触网零件的可靠性，成为一个亟待解决的课题。
1.接触网零件制造的概述
接触网主要是由零部件将线、索、绝缘子、支柱等连接成一个整体，从而向高速运行的电力机车输送电能。在接触网零件制造的过程中，要求根据接触网零件设计者的要求，采用最经济合理的材料和工艺，制造出能够满足使用者需求的零部件。
目前接触网零部件的材料主要包括铜合金、钢材和铝合金，零部件采用的连接方式多为钩、环连接，固定方式为螺栓，因此对配合关系要求不严，生产工艺主要是锻、铸、焊、冲，大部分零件通过上述工艺即可生产成型，然后辅助钻孔后热浸镀锌即可成为成品。
2.信息化技术与与接触网零件制造过程的融合
2.1.信息化技术与接触网零件设计开发的融合
目前高铁及客运专线电气化铁路行业进入了CAD应用时代，即用计算机设计电子图纸以代替人工绘制的纸质图纸。目前国际主流CAD商业软件系统包括Siemens UGS、Solidworks、CATIA、Pro/E、Inventor与AutoCAD等，随着实体造型发展至参数造型和特征造型阶段，当今CAD软件已经能够提供多种造型方法。
在接触网零件的设计过程中，使用信息化技术能够极大地简化设计流程，减轻设计人员的工程量，并且方便设计人员就行方案的修正。这里以腕臂为例，来说明Solidworks在腕臂设计时的优越性：
第一，Solidworks提供基准坐标系、基准平面、图层、绘图参数化、渲染、视图、选择拾取、捕捉、测量等基本环境的配置与建模辅助功能；Solidworks具有草图绘制功能，在所选择的参考面上绘制点、线、圆、圆弧、椭圆、矩形、多边形与样条曲线等形状，添加平行、垂直、水平、竖直、角度、固定、点重合等约束关系，提供尺寸变量、方程式等尺寸驱动方法，支持剪切、延伸与镜像等编辑方法。采用Solidworks，能够极大地简化设计人员对腕臂设计的工作量，通过设置适合的参数来对腕臂的结构、尺寸等进行调整，最终设计出适合使用者需求的腕臂。与此同时，如果使用者在腕臂设计过程中提出新的需求，那么设计人员可以在原有基础上进行相应的修正，而不必在纸上重新绘图。
第二，Solidworks能够实现多种常用格式的孔、槽等加工特征的自动生成，以及用户自定义特征的添加，方便用户构造几何模型；Solidworks提供投影、相交、轮廓提取多种空间曲线等成形方法，以及三维曲线扫掠及放样，以及替换与填充等方式的空间曲面造型。这就意味着，设计人员在设计过程中，可以实时查看腕臂的立体曲面造型，从而及时发现设计存在的问题和采取修正措施，避免平面绘图时难以估计整体的缺陷。
2.2. 信息化技术与接触网零件生产制造的融合
接触网零件的生产工艺主要有以下几种：
2.2.1.铸造工艺。接触网零件的铸造以压力铸造、熔模铸造和金属型铸造为主，其中熔模铸造是用易熔化的材料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温培烧即可绕注的铸造方法；压力铸造是指培融金属在高压下高速充型，并且在压力下凝固的铸造方法；金属型铸造是指在重力作用下，将熔融金属绕入金属型而获得铸件的方法。
2.2.2.锻造工艺。锻造指加压设备及工具（模具）作用下，使还料、铸锭产生局部或全部塑性变形，以获得一定形状、几何尺寸的锻件的加工方法。接触网零件的锻造工艺有自由锻造、精密锻造、回转锻造以及液态模锻等。
2.2.3.镀锌工艺。接触网零件容易被大气中的氧气、水分等腐蚀，因此需要釆用热浸镀锌工艺对碳素铸钢和碳素结构钢进行表面防腐蚀处理，在酸雨以及含有腐烛性气体的区域（如化工厂附近）宜优先考虑使用不绣钢和有色金属材料。
这里将以铸造工艺为例，探讨信息化技术与接触网腕臂生产制造的融合。目前制造企业已经开始推广应用适合于腕臂铸造生产各方面需求的计算机专家系统，并在生产中向着高效率、多功能和实用化目标发展；制造企业开始推行计算机集成制造系统，借助计算机网络、数据库集成腕臂铸造生产各环节的数据，综合运用锻造技术、系统工程技术和信息技术等，将腕臂铸造生产过程中有关人、设备、技术和经营管理要素进行有机稽核，从而实现产品的优质和低耗；制造企业开展涵盖腕臂铸造生产各方面的集成化铸造信息处理系统，以此来对腕臂铸造的各环节（包括物料的进出、生产组织和协调、生产工艺、与外界信息的交流等）进行改造，并进一步向企业资源计划发展，从而达到铸造生产的最佳化。
2.3. 信息化技术与接触网零件检验、试验的融合
在接触网零件的检验和试验过程中，采用信息化技术可以将检验和试验项目同标准模板组合起来，操作系统可以实现标准模板应用的功能，通过具体标准建立相应模板，将模板中的项目对应单项结论，可以避免出现标准收集不全、项目错误和信息滞后等常规问题，同时还可以节约大量的人力和物力。与此同时，为了减少接触网零件制造企业各部门间流程运作和衔接的工作阻力，在企业内部构建信息共享的平台，能够将接触网零件从设计、生产、试验到检验各过程的数据进行及时共享，确保管理层及时了解产品制造过程中出现的各种问题，从而有针对性地制定解决措施，避免产品出现重大质量问题。
3.结论
接触网零件制造过程还存在着产品差异大、性能不稳定等缺陷，而将信息化技术与接触网零件制造过程进行融合，不仅可以节约大量的人力和物力，而且有助于提高产品的质量和制造企业的管理能力，因此是非常必要的。
关键词：信息化技术；接触网；零件；生产制造；融合
电气化铁路处于高速发展之中，这对其核心技术产品--接触网零件的可靠性提出了更高的要求，需要相关工作人员进行更全面且深入的研究。而二十一世纪是信息化时代，如何利用日新月异的信息化技术和手段来提高接触网零件的可靠性，成为一个亟待解决的课题。
1.接触网零件制造的概述
接触网主要是由零部件将线、索、绝缘子、支柱等连接成一个整体，从而向高速运行的电力机车输送电能。在接触网零件制造的过程中，要求根据接触网零件设计者的要求，采用最经济合理的材料和工艺，制造出能够满足使用者需求的零部件。
目前接触网零部件的材料主要包括铜合金、钢材和铝合金，零部件采用的连接方式多为钩、环连接，固定方式为螺栓，因此对配合关系要求不严，生产工艺主要是锻、铸、焊、冲，大部分零件通过上述工艺即可生产成型，然后辅助钻孔后热浸镀锌即可成为成品。
2.信息化技术与与接触网零件制造过程的融合
2.1.信息化技术与接触网零件设计开发的融合
目前高铁及客运专线电气化铁路行业进入了CAD应用时代，即用计算机设计电子图纸以代替人工绘制的纸质图纸。目前国际主流CAD商业软件系统包括Siemens UGS、Solidworks、CATIA、Pro/E、Inventor与AutoCAD等，随着实体造型发展至参数造型和特征造型阶段，当今CAD软件已经能够提供多种造型方法。
在接触网零件的设计过程中，使用信息化技术能够极大地简化设计流程，减轻设计人员的工程量，并且方便设计人员就行方案的修正。这里以腕臂为例，来说明Solidworks在腕臂设计时的优越性：
第一，Solidworks提供基准坐标系、基准平面、图层、绘图参数化、渲染、视图、选择拾取、捕捉、测量等基本环境的配置与建模辅助功能；Solidworks具有草图绘制功能，在所选择的参考面上绘制点、线、圆、圆弧、椭圆、矩形、多边形与样条曲线等形状，添加平行、垂直、水平、竖直、角度、固定、点重合等约束关系，提供尺寸变量、方程式等尺寸驱动方法，支持剪切、延伸与镜像等编辑方法。采用Solidworks，能够极大地简化设计人员对腕臂设计的工作量，通过设置适合的参数来对腕臂的结构、尺寸等进行调整，最终设计出适合使用者需求的腕臂。与此同时，如果使用者在腕臂设计过程中提出新的需求，那么设计人员可以在原有基础上进行相应的修正，而不必在纸上重新绘图。
第二，Solidworks能够实现多种常用格式的孔、槽等加工特征的自动生成，以及用户自定义特征的添加，方便用户构造几何模型；Solidworks提供投影、相交、轮廓提取多种空间曲线等成形方法，以及三维曲线扫掠及放样，以及替换与填充等方式的空间曲面造型。这就意味着，设计人员在设计过程中，可以实时查看腕臂的立体曲面造型，从而及时发现设计存在的问题和采取修正措施，避免平面绘图时难以估计整体的缺陷。
2.2. 信息化技术与接触网零件生产制造的融合
接触网零件的生产工艺主要有以下几种：
2.2.1.铸造工艺。接触网零件的铸造以压力铸造、熔模铸造和金属型铸造为主，其中熔模铸造是用易熔化的材料制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温培烧即可绕注的铸造方法；压力铸造是指培融金属在高压下高速充型，并且在压力下凝固的铸造方法；金属型铸造是指在重力作用下，将熔融金属绕入金属型而获得铸件的方法。
2.2.2.锻造工艺。锻造指加压设备及工具（模具）作用下，使还料、铸锭产生局部或全部塑性变形，以获得一定形状、几何尺寸的锻件的加工方法。接触网零件的锻造工艺有自由锻造、精密锻造、回转锻造以及液态模锻等。
2.2.3.镀锌工艺。接触网零件容易被大气中的氧气、水分等腐蚀，因此需要釆用热浸镀锌工艺对碳素铸钢和碳素结构钢进行表面防腐蚀处理，在酸雨以及含有腐烛性气体的区域（如化工厂附近）宜优先考虑使用不绣钢和有色金属材料。
这里将以铸造工艺为例，探讨信息化技术与接触网腕臂生产制造的融合。目前制造企业已经开始推广应用适合于腕臂铸造生产各方面需求的计算机专家系统，并在生产中向着高效率、多功能和实用化目标发展；制造企业开始推行计算机集成制造系统，借助计算机网络、数据库集成腕臂铸造生产各环节的数据，综合运用锻造技术、系统工程技术和信息技术等，将腕臂铸造生产过程中有关人、设备、技术和经营管理要素进行有机稽核，从而实现产品的优质和低耗；制造企业开展涵盖腕臂铸造生产各方面的集成化铸造信息处理系统，以此来对腕臂铸造的各环节（包括物料的进出、生产组织和协调、生产工艺、与外界信息的交流等）进行改造，并进一步向企业资源计划发展，从而达到铸造生产的最佳化。
2.3. 信息化技术与接触网零件检验、试验的融合
在接触网零件的检验和试验过程中，采用信息化技术可以将检验和试验项目同标准模板组合起来，操作系统可以实现标准模板应用的功能，通过具体标准建立相应模板，将模板中的项目对应单项结论，可以避免出现标准收集不全、项目错误和信息滞后等常规问题，同时还可以节约大量的人力和物力。与此同时，为了减少接触网零件制造企业各部门间流程运作和衔接的工作阻力，在企业内部构建信息共享的平台，能够将接触网零件从设计、生产、试验到检验各过程的数据进行及时共享，确保管理层及时了解产品制造过程中出现的各种问题，从而有针对性地制定解决措施，避免产品出现重大质量问题。
3.结论
接触网零件制造过程还存在着产品差异大、性能不稳定等缺陷，而将信息化技术与接触网零件制造过程进行融合，不仅可以节约大量的人力和物力，而且有助于提高产品的质量和制造企业的管理能力，因此是非常必要的。