随着我国铁路高速化和重载化的发展,轮轨间复杂且过大的作用力使得轮轨磨耗日益严重,严重磨耗后的车轮会降低机车的平稳性及安全性,此时需要对车轮进行镟修维护。根据大量实测数据表明,车轮轮缘磨耗到限后进行镟修修复时的金属镟修量在直径方向达到32 mm,使得踏面处有用金属浪费严重。因此设计新的镟修型面来减少踏面镟修量、降低车轮维护成本,具有极高实际应用价值和理论指导意义。本文通过轮轨型面测量仪,对沈阳到大连线路区间段的机车车轮外形进行长期跟踪测量,并依据所得大量数据分析出车轮轮缘厚度磨耗与运行里程之间的关系,以及车轮型面的磨耗规律,且定义出车轮在磨耗过程中出现的几个典型时期型面,提出了以这些典型磨耗期型面作为机车车轮镟修型面的思路,并分析出以不同磨耗时期型面作为镟修型面时所需的车轮直径镟修量。通过结合电力机车车轮轮径使用限度要求、车轮轮缘厚度磨耗与运行里程之间关系、车轮踏面磨耗量、车轮直径镟修量四大要素,计算出了车轮以不同磨耗时期型面作为镟修型面后的使用寿命,最终选择以磨耗III期型面作为机车车轮经济性镟修型面。通过建立轮轨弹塑性接触有限元模型进行计算分析,新设计镟修型面和磨耗后的曲线处钢轨匹配时,轮轨接触面积增大且有效降低了轮轨间等效接触应力,即相比JM-3镟修型面,新设计镟修型面轮轨匹配性更好;通过建立机车动力学模型,进行多工况及多种轮轨型面匹配情况下各方面性能的验证与比较,新设计镟修型面满足各项机车动力学性能指标要求,并且轮对的脱轨系数和轮轨垂向力等动力学性能要优于JM-3璇修型面。通过上述的研究工作,证实了基于设计型面作为镟修型面的可行性,不但能满足机车安全性、舒适性各项要求,同时减小了车轮镟修时的金属镟修量,大大延长了车轮使用寿命,降低了机车车轮的维护成本。此方案可供路局相关部门借鉴和使用。