客車車身骨架合裝工藝探討

代振海 朱遠祥 東剛

摘 要：國內(nèi)生產(chǎn)客車的廠家在大批量生產(chǎn)期間，采用的生產(chǎn)工藝多是以生產(chǎn)線生產(chǎn)效率提升為主，具體由五大總成合裝、六大總成合裝形式組成。本文就客車車身骨架合裝工藝展開研究，分析了客車車身結(jié)構(gòu)及骨架構(gòu)成、車身骨架合裝工藝，并展望了客車車身骨架合裝機，以供參考。

關(guān)鍵詞：客車;車身骨架;合裝工藝

五大總成合裝表示將客車車身前、后圍骨架總成，左、右側(cè)圍骨架總成，大頂骨架總成，在地面胎具上分別組合焊接后，依托合裝胎具組裝為一體。六大總成合裝表示以五大總成合裝作為基礎(chǔ)，同時合裝地板骨架。合裝基本都在批量生產(chǎn)線第一工位進行，所以合裝質(zhì)量、生產(chǎn)效率將會對整個生產(chǎn)線效率構(gòu)成直接影響。

1 客車車身結(jié)構(gòu)及骨架構(gòu)成

車身骨架可謂是車身的主體，其與車身覆蓋件相連接，承載著車身負荷，同時還是裝配車身附件與內(nèi)外飾的基礎(chǔ)。客車車身結(jié)構(gòu)主要包含全承載式、非承載式和半承載式等三種承載形式。

全承載式車身底架屬于類似于“鳥籠”的獨立格柵式空間結(jié)構(gòu)，是由矩形鋼管、型鋼焊制而成，主要有左右側(cè)圍骨架、前后圍骨架、頂圍骨架及底架總成等，選用整體化框架結(jié)果技術(shù)，在經(jīng)過合裝組焊之后，形成了車身六面體，有著較為復雜的制作工藝與工裝;非承載式車身底架是通過焊制矩形鋼管、型鋼形成的，屬于平面體結(jié)構(gòu)，車身結(jié)構(gòu)相對簡單，具有較高的生產(chǎn)效率，定位、組焊容易，此類車身結(jié)構(gòu)形式備受廣大客車生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注;半承載式車上是通過螺栓將車身底架連接三架底盤，或是以焊接方式連接，隨后與頂圍骨架、左右側(cè)圍骨架、前后圍骨架通過合裝組焊制成，底盤舉升機構(gòu)、底盤定位機構(gòu)是合裝設(shè)備內(nèi)必不可少的配置。

2 客車車身骨架合裝工藝

客車車身合裝表示依托合裝設(shè)備，通過對客車前后圍骨架、左右側(cè)圍骨架及頂圍骨架等總成的定位組焊成型，形成車身六面體結(jié)構(gòu)，且與設(shè)計要求適應。

2.1 合裝工藝分類

就客車的底盤結(jié)構(gòu)與工藝流程方式而言，各有差異存在。國內(nèi)現(xiàn)有客車生產(chǎn)企業(yè)在制作車身時所選用的工藝基本是以脫殼合裝工藝（非通過式合裝工藝）和非脫殼合裝工藝（底盤通過式合裝工藝）為主[1]。

脫殼合裝工藝表示依托組焊胎具，通過焊接的方式將車身六大片（包含車身底架）組合為車身六面體，隨后采用車身蒙皮艙門制作工序，并在結(jié)束涂裝后將底盤合裝，能最大限度規(guī)避底盤烘烤的情況，此類合裝工藝目前被廣大客車生產(chǎn)企業(yè)所運用。合裝設(shè)備屬于脫殼合裝工藝中結(jié)構(gòu)相對簡單的設(shè)備，定位機構(gòu)接觸車身底架的面積較大，能夠?qū)崿F(xiàn)均衡的受力和方便準確的定位。但是，該工藝也有一個弊端存在，即在調(diào)整車身高度方向的裝配基準線時，具有一定難度。

非脫殼合裝工藝則是在裝配車身底架與底盤之后，組焊頂圍骨架、左右側(cè)圍骨架和車身前后圍骨架為整體骨架后再焊接。合裝設(shè)備屬于該工藝中結(jié)構(gòu)相對復雜的一個，為了方便再次定位會配備舉升機構(gòu)，對于定位夾緊機構(gòu)要求相對來說十分嚴格。

2.2 合裝設(shè)備

合裝設(shè)備屬于大型專用工藝設(shè)備，主要負責組合車身的六大片，使其成為車身六面體。通過該設(shè)備的使用，可對車身骨架進行吊裝、定位，同時還能將其夾緊并合裝組焊。有關(guān)定位精度、可靠性及剛度等方面的要求較高。合裝設(shè)備的組成包含六部分，分別為左右側(cè)圍骨架合裝焊胎、頂圍骨架裝配吊具、底架合裝焊胎、前后圍骨架合裝焊胎。合裝設(shè)備通過可調(diào)式、可拆卸式定位夾緊裝置和液壓驅(qū)動立體合攏裝置的運用，能將不同車型車身生產(chǎn)需要滿足[2]。對于骨架總成來說，夾緊裝置發(fā)揮著固定的功效，在此基礎(chǔ)上還能將可能發(fā)生于骨架構(gòu)件組焊中的扭曲變形、角變形等最大限度規(guī)避。氣動和液壓是合裝設(shè)備夾緊裝備的兩種主要方式，前者無污染且具有較快的夾緊速度，唯一不足便是穩(wěn)定性方面;后者盡管夾緊力充足，但是易泄露污染。

2.3 合裝工序及定位

有關(guān)流水線生產(chǎn)效率、車身整體質(zhì)量等方面而言，車身合裝工序發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，因此必須引起高度重視。常用車身骨架合裝工序為：①吊裝側(cè)圍骨架并定位、夾緊;②定位、測平底架并夾緊;③合攏側(cè)圍骨架并夾緊、焊接;④吊裝、定位前后圍骨架并夾緊、焊接;⑤吊裝頂圍骨架并定位、焊接;⑥形成車身六面體。

六大片骨架定位正確與否，會對車身骨架合裝工序焊接質(zhì)量構(gòu)成直接影響。其中，側(cè)圍骨架的定位基本是從外表面進行，通過合裝設(shè)備的上、中、下定位夾緊總成分別定位底架結(jié)合處梁或側(cè)圍窗上、下邊梁并夾緊，該過程中還需對左右側(cè)圍弧度予以控制，確保適應于圖樣要求。水平與縱向定位總成都屬于可調(diào)整內(nèi)容，可單一調(diào)控側(cè)骨架總成Z與X方向尺寸。平臺式定位是定位底架時的主要方法，X、Y、Z三向均可調(diào)，有利于組焊側(cè)圍骨架。將左右側(cè)骨架合攏并與車身寬度相符后，采用簡易定位法確定吊入后的前后圍骨架高度，并在左右側(cè)圍骨架的運用下合理判斷Z和Y方向位置。當上述五大片骨架順利合攏后，頂圍骨架位置也就基本明確，吊入頂圍骨架后夾緊，并將車身骨架合攏，即可完成六大片骨架的組焊[3]。該過程中，原各骨架總成的貼合度、平整度及質(zhì)量狀況需保持。

3 客車車身骨架合裝機展望

客車車型有很多種，是以訂單生產(chǎn)模式為主，不論采用的合裝設(shè)備為何種，一旦車型出現(xiàn)了更新，那么就可能無法使用現(xiàn)有的合裝設(shè)備。就如目前的合裝機在U型梁車身形式的生產(chǎn)中便不適用。

然而，盡管合裝夾具功能要求多，但是也不能將合裝設(shè)備的研究忽略，今后合裝設(shè)備必然會朝著高度智能化（機械手自動操作）、自動化（全數(shù)控PLC控制）、更高精度（三維坐標實施檢測）、專業(yè)化（校車專用合裝夾具等）的方向發(fā)展。

4 結(jié)語

客車可謂是當前人們中短途出行的必備交通工具，與城際軌道、城市地鐵并列旅客中短途出行交通工具。客車車身在客車結(jié)構(gòu)組成中，屬于至關(guān)重要的部件，其骨架合裝工藝屬于關(guān)鍵性的生產(chǎn)工藝之一。通過對合裝設(shè)備的合理設(shè)計，嚴格控制車身骨架合裝工藝質(zhì)量，方可為客車整體質(zhì)量、生產(chǎn)效率的提升提供保障。

參考文獻：

[1]石成義，張東，韓華然等.客車鋁車身骨架合裝方法研究[J].客車技術(shù)與研究，2019，41（01）：22-25.

[2]任娟，顧偉.客車車身骨架合裝工藝[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（07）：123.

[3]馬永杰，楊彩紅.客車車身骨架合裝設(shè)備分析及展望[J].機械工程與自動化，2016（02）：220-221.