鋁合金車體關(guān)鍵尺寸控制工藝

鋁合金車體關(guān)鍵尺寸控制工藝序言：在交通運(yùn)輸市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，高速動(dòng)車組隨著國(guó)內(nèi)生產(chǎn)趨于飽和，高鐵、城鐵并行多品種、小批量、高密度、快節(jié)奏的生產(chǎn)新常態(tài)，極大考驗(yàn)基層生產(chǎn)單位的人力資源與制造能力，解決基層人力資源與制造能力難題需要公司給予幫助,高質(zhì)量、高效率完成車體制造，解決車體制造產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，存在反復(fù)操作現(xiàn)象，浪費(fèi)人力物力顯得尤為重要。主要闡述了中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組鋁合金車體關(guān)鍵尺寸的控制工藝，對(duì)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組鋁合金車體結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵尺寸進(jìn)行介紹，通過(guò)系統(tǒng)分析制訂出關(guān)鍵尺寸控制工藝，制定一線員工操作標(biāo)準(zhǔn)，高質(zhì)量完成中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組鋁合金車體生產(chǎn)制造。1.車體結(jié)構(gòu)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組動(dòng)車組最高時(shí)速350km，由2輛帶駕駛室的頭車和6輛中間車組成共8輛車的編組，采用TC01/M02/TP03/MH04/MB05/TP06/M07/TC08配置，其編組如圖1所示。IH-J■IM151VlVVIVVIVillllllffl*dijuiiiiiiiiiniuj-.IH-J■IM151VlVVIVVIVillllllffl*dijuiiiiiiiiiniuj-.J圖一車體采用鋁合金車體，其具有重量輕、耐腐蝕、壽命長(zhǎng)、外觀平整度好及易于制造美觀車體等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能提供良好氣密性，隔聲、降噪，為乘客提供舒適的車內(nèi)環(huán)境，節(jié)省能源。車體作為動(dòng)車組列車的關(guān)鍵承載部件，是一個(gè)封閉的焊接箱形結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到各種力的作用，起到了保護(hù)乘客安全作用的同時(shí)，也為乘客提供寬闊、舒適的旅行空間。車體由底架、側(cè)墻組成、車頂、端墻和司機(jī)室等鋁合金材質(zhì)的大部件組成，如圖二所示。圖車體組成關(guān)鍵尺寸車體組成的關(guān)鍵尺寸為車體長(zhǎng)度、箱體斷面尺寸和撓度值等，箱體斷面尺寸包括寬度、高度和對(duì)角線差值，這些尺寸直接決定了車體的內(nèi)部空間大小、運(yùn)行安全和車體的使用壽命等，具體尺寸如附表所示。TC01/TC08車體長(zhǎng)25542mmM02/TP03/MH04/MB05/TP06/M07車體長(zhǎng)25000mm車體高2800mm車體寬3360mm關(guān)鍵尺寸控制工藝(1)車體長(zhǎng)度尺寸控制工藝車體是由底架、側(cè)墻、車頂和端墻裝配焊接后形成，其長(zhǎng)度取決于底架、側(cè)墻和車頂長(zhǎng)度，所以其三大部件的長(zhǎng)度就相當(dāng)關(guān)鍵。車體長(zhǎng)度尺寸控制是通過(guò)在大部件上進(jìn)行機(jī)加工藝方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，分析總結(jié)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組組焊工藝合理性，同時(shí)考慮長(zhǎng)度公差和考慮焊接會(huì)造成長(zhǎng)度方向上收縮較小，將底架邊梁和地板加工時(shí)兩端各加長(zhǎng)1mm,保證底架正反裝小部件焊接完成后的長(zhǎng)度為車體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸；平頂和圓頂加工時(shí)沒(méi)有放長(zhǎng)量長(zhǎng)Omm,原因是車頂小件較少，車頂組焊完成后長(zhǎng)度方向收縮可忽略不計(jì)；側(cè)墻為整體側(cè)墻且本身組焊過(guò)程中預(yù)制撓度，側(cè)墻組焊后經(jīng)加工使側(cè)墻兩側(cè)長(zhǎng)度各加長(zhǎng)1mm。通過(guò)部件公差優(yōu)化，底架、側(cè)墻、車頂長(zhǎng)度方向尺寸是車體縱向中心為基準(zhǔn)，端墻與車體環(huán)形連接采用連接板，有效保證車體形成后的最終長(zhǎng)度尺寸滿足公差要求。

車體制造難點(diǎn)在箱體結(jié)構(gòu)尺寸的控制上，因?yàn)楦鞔蟛考罾塾?jì)，部件合成過(guò)程保證尺寸關(guān)聯(lián)性較大，且車體組成后結(jié)構(gòu)尺寸需要調(diào)修，難度較大浪費(fèi)人力物力，箱體的斷面尺寸由底架、側(cè)墻和車頂三部分組焊而成，車體內(nèi)外共8道焊縫，不同的是為加強(qiáng)車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，車體內(nèi)側(cè)4道焊縫采用打底蓋面兩層焊接形式，為保證焊接完成后車體的寬度、高度和對(duì)角線尺寸，焊前通過(guò)專用頂針夾具等輔助工裝預(yù)制反變形，保證車體焊接后結(jié)構(gòu)尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)要求。車體高度主要取決于側(cè)墻和車頂高度，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組側(cè)墻自身在工裝組焊時(shí)預(yù)作出撓度且撓度值等于車體設(shè)計(jì)撓度（0—8）mm所以側(cè)墻的高度尺寸需控制在理論值（0，+8mm）的范圍才能保證車體組焊最終撓度的需要。車體的寬度尺寸與底架邊梁上寬，側(cè)墻外形弧度，車頂自身寬度有關(guān)，同時(shí)在組焊過(guò)程中通過(guò)焊接預(yù)制反變形來(lái)保證的。圖四（3）圖四（3）箱體斷面尺寸控制工藝車體焊接順序?yàn)橄韧夂髢?nèi)，先下后上。外側(cè)焊縫采用焊接機(jī)械手進(jìn)行焊接，焊接車體外側(cè)焊縫會(huì)使車體在寬度方向上變大，車體內(nèi)部的高度會(huì)有些下降但影響不大，因此車體外側(cè)焊接時(shí)支撐高度是設(shè)計(jì)尺寸達(dá)到正極限即可，此時(shí)不必支撐寬度。焊接完成外側(cè)焊縫后需對(duì)車體斷面尺寸進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)值調(diào)整箱體的寬度的預(yù)制反變形量，相應(yīng)寬度值越小反變形量越大。由于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組車體內(nèi)測(cè)焊接采取兩層兩道焊接方式，焊接內(nèi)側(cè)焊縫會(huì)對(duì)車體寬度方向產(chǎn)生向車體內(nèi)側(cè)較大的焊接應(yīng)力，使用寬度支撐調(diào)整寬度方向的反變形量到理論值+16mm—+20mm。由于寬度支撐量的加大會(huì)使內(nèi)高降低，所以高度的反變形調(diào)整為理論數(shù)值正極限，重新調(diào)整車體對(duì)角線尺寸，確保對(duì)角線尺達(dá)到寸0—2mm。車體內(nèi)部焊接完成待冷卻后，拆掉車內(nèi)中間部位所有支撐工裝，只需留用兩端對(duì)角線頂針并調(diào)整尺寸合格后組對(duì)一二位端墻，組對(duì)端墻時(shí)端墻上方需向外傾斜4-5mm保證端墻與車體環(huán)形連接時(shí)影響端墻垂直度，端墻焊接時(shí)有反彈錘敲擊連接板及焊縫區(qū)域，目的是消除焊接應(yīng)力同時(shí)保證連接板與車體的平度不能超過(guò)3mm，端墻焊接完成后，就形成了最終箱體斷面尺寸，最后可通過(guò)局部的機(jī)械調(diào)修或火焰調(diào)修來(lái)實(shí)現(xiàn)寬高比的最優(yōu)化。車體撓度控制工藝中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組車體撓度由總組成工裝完成，利用水準(zhǔn)儀測(cè)量工裝支撐撓度值為0-0-2-5-8-5-2-0-0，通過(guò)下拉裝置將底架邊梁下平面與工裝支撐座靠嚴(yán)，底架通過(guò)工裝來(lái)實(shí)現(xiàn)撓度。側(cè)墻組焊過(guò)程中通過(guò)工裝預(yù)制撓度焊接后撓度值為08mm自身有撓度，組對(duì)側(cè)墻-車頂-端墻，保證車頂、側(cè)墻、底架間隙均勻