为减少高速列车在运行时受到的气动阻力,根据V型微结构沟槽的减阻机理,建立了若干组几何参数不同的V型微结构沟槽。验证了计算域、边界条件、湍流模型的合理性,对微结构沟槽面的减阻效果进行了数值仿真计算,分析了微结构沟槽面附近的速度、壁面摩擦应力云图。结果表明沟槽结构使得壁面附近流场的粘性底层厚度增加,沟槽顶部的阻力系数较大,底部和中部的阻力系数较小。与平面摩擦阻力相比,各组几何参数不同的微结构沟槽面都得到了不同程度的减阻效果,最佳减阻效果达到10.09%。

为了测量立铣刀的螺旋角,基于接触式测量设计了一种在机测量方法。该方法在五轴磨床上通过测头与立铣刀接触获取探测点的坐标,根据这些坐标值计算螺旋角。研究了在机测量系统软硬件组成。针对螺旋角的测量,建立了螺旋线模型。通过测量路径生成算法对螺旋线数学模型进行分析确定探测点和运动矢量,通过测量代码生成算法根据探测点和运动矢量生成测量数控代码,通过数据处理算法对探测点坐标进行计算求得螺旋角。经过测量验证,实测螺旋角绝对误差不超过0.218°,相对误差不超过0.8%,方差不超过0.006平方度。

针对磨削球头立铣刀周刃偏心型后刀面的工艺参数化定义不完善,由砂轮姿态突变导致的后刀面磨削宽度不均匀等问题,提出了一种球头立铣刀后刀面采用平行砂轮加工的磨削轨迹算法。该算法首先建立了一种具有齿偏中心量的球头立铣刀刀刃曲线模型,根据模型结构对相关坐标系及其转换关系进行了定义。随后,在描述砂轮姿态的坐标系下构建了砂轮初始磨削姿态模型以及对其工艺参数进行了定义,并根据转换关系对砂轮磨削姿态进行了统一表达。最终,算法的验证通过仿真及实际加工环境进行,并通过测量仪器对后刀面相关参数进行了测量,算法的可行性及准确性得到了进一步验证。

在数控机床加工过程监控时,由于存在采集频率波动导致监控阈值与信号不同步的问题,导致监控精度下降,从而会影响监控精度。因此针对阈值和信号的精确时间同步要求,提出了基于NC程序段的相对时间同步方法。通过对实时同步误差的计算和判断,采用程序段号对阈值和信号的时间偏差进行校准,减少了监控信号的超前或滞后量。通过对比试验,验证了本方法对提高监控阈值与信号的时间同步性的有效性,提高监控准确性。

结合高速列车谱系化技术平台及系列车型研制的需求，以特征相似性分析为基础构建了高速列车转向架装配CAPP系统，实现了高速列车转向架装配工艺的快速变型设计。该系统首先输入转向架的CAD模型并从模型中提取出设计特征和工艺特征（即装配特征），然后以设计特征和装配特征为基础，将模板项目和实例项目进行相似度分析，得到相似度较高的模板车型，最后在模板的基础上做相应变型，生成新车型转向架的装配工艺规程。