軌道交通車輛底架組焊裝備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

馮發(fā)亮 羅海松

中車廣東軌道交通車輛有限公司 廣東 江門 529000

【關(guān)鍵字】軌道交通；焊接；設(shè)計(jì)；裝備應(yīng)用

組焊工裝是焊接機(jī)械裝備的一種。組焊工裝和焊接工序在生產(chǎn)中相互配合，有利于焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化的實(shí)現(xiàn)，可以使裝配和焊接質(zhì)量得到提高，裝配過程更加快速準(zhǔn)確，能夠使焊接中和焊接后所產(chǎn)生的焊接變形得到有效的防止。為了提高底架鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，設(shè)計(jì)了一種專門焊接輔助的裝備，那就是軌道交通車輛底架組焊工裝。

一、技術(shù)要求和底架的結(jié)構(gòu)

圖1

如圖1所示，就是新型的軌道交通車輛底架鋼結(jié)構(gòu)。長度為3900mm，寬度為2630mm，高大約830mm，組成結(jié)構(gòu)有一件枕梁、左右側(cè)梁各一件、前后端梁各一件，另外還有各種較小的橫梁、縱梁和連接板，大概重約1.3噸，其中前后端梁的質(zhì)量各為0.2噸，左右側(cè)梁的質(zhì)量各為0.02噸，枕梁的質(zhì)量為0.2噸。

技術(shù)上的要求是枕梁的安裝工作面要在同一個(gè)平面上，1mm的平面度誤差，前端梁的上平面和后端梁的上平面高低差不大于2mm，同理，左側(cè)上平面和右側(cè)梁上平面的高低差也不大于2mm，對角線的距離是4020±2mm等。

二、底架前端梁組焊的裝備

(一)定位方式、定位面。主定位平面可以使用底架前端梁的臺階底平面確定，縱向定位平面則可以用底架前端梁的前端側(cè)平面來確定，而工件的橫向定位孔可以由前端側(cè)面上的一組連接孔中，兩個(gè)孔來確定。

(二)裝備的結(jié)構(gòu)和夾緊的方式。如圖2是底架前端梁組焊裝備的示意圖。底架前端梁部件臺階底面的平面定位使用六點(diǎn)確定，在組焊裝備的相應(yīng)定位平面上使用這六點(diǎn)的定位面定位。因?yàn)榈准芮岸肆簩儆诤附蛹园呀M焊裝備的定位平面制成了能夠調(diào)控的結(jié)構(gòu)。臺階底平面定位的平面度由調(diào)整準(zhǔn)確組焊裝備的六點(diǎn)定位平面來確保。底架前端梁的縱向定位由在組焊裝備側(cè)平面上定位底架前端梁的前側(cè)面實(shí)現(xiàn)。底架前端梁的橫向定位可以將兩個(gè)定位銷插入前端側(cè)面上的兩個(gè)工藝定位孔中，再用定位靠模上的定位孔做基準(zhǔn)來確定。

圖2

上面所講的定位工序都完成后，工件側(cè)向可以使用組焊裝備的左端側(cè)面和右端側(cè)面來調(diào)節(jié)夾緊裝置，然后使用多個(gè)弓形可調(diào)夾緊件壓緊工件上平面，這就是組焊裝備上定位夾緊底架前端梁的整個(gè)過程[2]。

三、底架左右側(cè)梁的組焊裝備

(一)定位面和定位的方式。基本標(biāo)準(zhǔn)選擇使用底架中心平面，在底架左右兩側(cè)對稱分布。

例如，定位底架左側(cè)梁，可以將左側(cè)梁底平面設(shè)為定位平面，左側(cè)梁的縱向定位就可以用其中心線來對齊組焊裝備的橫向中心標(biāo)記來確定，其側(cè)平面可以成為左側(cè)梁的橫向定位面。

圖3

(二)裝備的結(jié)構(gòu)和夾緊方式。如上圖3所示的就是底架左側(cè)梁組焊的裝備結(jié)構(gòu)示意圖。因?yàn)樽髠?cè)梁的結(jié)構(gòu)是狹長條狀，具備的剛性比較差，多點(diǎn)的設(shè)置，而且分別定位夾緊每點(diǎn)的四側(cè)面。在組焊裝備的五個(gè)可以調(diào)整的平面支撐點(diǎn)上使左側(cè)梁底平面進(jìn)行定位，在組焊裝備的五個(gè)側(cè)面定位點(diǎn)上進(jìn)行側(cè)平面的定位，再將左側(cè)梁中間的刻線和組焊裝備的橫向中心標(biāo)記對準(zhǔn)，從左側(cè)梁部件的上平面和內(nèi)側(cè)面分別使用可拆卸移動式夾緊件夾緊，這樣可以使左側(cè)梁部件的定位夾緊能夠有效完成，也能使在焊接時(shí)產(chǎn)生的變形得到防止[3]。

四、底架枕梁的組焊裝備

(一)主要的定位方式和定位面。主要定位平面設(shè)置為底架枕梁的芯盤平面。將底架枕梁芯盤的四個(gè)安裝孔里的兩個(gè)對角孔設(shè)選為定位孔，來確保定位的精確定位得以在組焊裝備上使用枕梁一面二銷的方式進(jìn)行。

(二)裝備的結(jié)構(gòu)和夾緊方式。在組焊裝備的定位孔中，通過工件定位孔插入可拆卸的定位銷，再將工件用平面緊壓螺旋栓給壓緊，合理的根據(jù)底架枕梁的形狀來設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置。與此同時(shí)需要使底架枕梁的上部、前后、側(cè)面都布置有四個(gè)可以調(diào)節(jié)的夾緊裝置，底架枕梁的下部左右側(cè)面也設(shè)置可調(diào)節(jié)裝置兩個(gè)。這就是底架枕梁在組焊的裝備上完成定位夾緊的過程[4]。

將兩個(gè)定位銷設(shè)計(jì)成為可以拆卸的結(jié)構(gòu)，可以使底架在組焊完成后因?yàn)楹附幼冃嗡a(chǎn)生的與組焊裝備卡住的現(xiàn)象得以控制，另外側(cè)面的可調(diào)節(jié)夾緊裝置也要設(shè)置成避免與組焊裝備相互干涉的位置。

結(jié)束語

隨著我國科技的不斷創(chuàng)新，眼下新型的軌道交通車輛存在底架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛性差等缺點(diǎn)，本文通過研究探索各類的底架焊接工藝，又進(jìn)行了各種的現(xiàn)場試驗(yàn)，從中設(shè)計(jì)了底架組焊裝備。組焊裝備符合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和焊接工藝的要求，能夠使焊接變形得到有效的控制，另外通過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證后，可以為底架批量生產(chǎn)打下地基，實(shí)現(xiàn)我國科技的持續(xù)發(fā)展。