軌道交通車輛底架組焊裝備的設計與應用

馮發亮 羅海松

中車廣東軌道交通車輛有限公司 廣東 江門 529000

【關鍵字】軌道交通；焊接；設計；裝備應用

組焊工裝是焊接機械裝備的一種。組焊工裝和焊接工序在生產中相互配合，有利于焊接生產的機械化和自動化的實現，可以使裝配和焊接質量得到提高，裝配過程更加快速準確，能夠使焊接中和焊接后所產生的焊接變形得到有效的防止。為了提高底架鋼結構焊接質量，設計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、技術要求和底架的結構

圖1

如圖1所示，就是新型的軌道交通車輛底架鋼結構。長度為3900mm，寬度為2630mm，高大約830mm，組成結構有一件枕梁、左右側梁各一件、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，其中前后端梁的質量各為0.2噸，左右側梁的質量各為0.02噸，枕梁的質量為0.2噸。

技術上的要求是枕梁的安裝工作面要在同一個平面上，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，左側上平面和右側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平面來確定，而工件的橫向定位孔可以由前端側面上的一組連接孔中，兩個孔來確定。

(二)裝備的結構和夾緊的方式。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確定，在組焊裝備的相應定位平面上使用這六點的定位面定位。因為底架前端梁屬于焊接件，所以把組焊裝備的定位平面制成了能夠調控的結構。臺階底平面定位的平面度由調整準確組焊裝備的六點定位平面來確保。底架前端梁的縱向定位由在組焊裝備側平面上定位底架前端梁的前側面實現。底架前端梁的橫向定位可以將兩個定位銷插入前端側面上的兩個工藝定位孔中，再用定位靠模上的定位孔做基準來確定。

圖2

上面所講的定位工序都完成后，工件側向可以使用組焊裝備的左端側面和右端側面來調節夾緊裝置，然后使用多個弓形可調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過程[2]。

三、底架左右側梁的組焊裝備

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

例如，定位底架左側梁，可以將左側梁底平面設為定位平面，左側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記來確定，其側平面可以成為左側梁的橫向定位面。

圖3

(二)裝備的結構和夾緊方式。如上圖3所示的就是底架左側梁組焊的裝備結構示意圖。因為左側梁的結構是狹長條狀，具備的剛性比較差，多點的設置，而且分別定位夾緊每點的四側面。在組焊裝備的五個可以調整的平面支撐點上使左側梁底平面進行定位，在組焊裝備的五個側面定位點上進行側平面的定位，再將左側梁中間的刻線和組焊裝備的橫向中心標記對準，從左側梁部件的上平面和內側面分別使用可拆卸移動式夾緊件夾緊，這樣可以使左側梁部件的定位夾緊能夠有效完成，也能使在焊接時產生的變形得到防止[3]。

四、底架枕梁的組焊裝備

(一)主要的定位方式和定位面。主要定位平面設置為底架枕梁的芯盤平面。將底架枕梁芯盤的四個安裝孔里的兩個對角孔設選為定位孔，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行。

(二)裝備的結構和夾緊方式。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，合理的根據底架枕梁的形狀來設置相應的夾緊裝置。與此同時需要使底架枕梁的上部、前后、側面都布置有四個可以調節的夾緊裝置，底架枕梁的下部左右側面也設置可調節裝置兩個。這就是底架枕梁在組焊的裝備上完成定位夾緊的過程[4]。

將兩個定位銷設計成為可以拆卸的結構，可以使底架在組焊完成后因為焊接變形所產生的與組焊裝備卡住的現象得以控制，另外側面的可調節夾緊裝置也要設置成避免與組焊裝備相互干涉的位置。

結束語

隨著我國科技的不斷創新，眼下新型的軌道交通車輛存在底架結構復雜，剛性差等缺點，本文通過研究探索各類的底架焊接工藝，又進行了各種的現場試驗，從中設計了底架組焊裝備。組焊裝備符合產品的設計和焊接工藝的要求，能夠使焊接變形得到有效的控制，另外通過實際生產驗證后，可以為底架批量生產打下地基，實現我國科技的持續發展。