和諧型機車板料折彎模具結構改進及應用

劉恩全

摘 要：通常情況下，和諧型機車鋼結構大部分零件都是由板料加工、折彎成型等工藝制造而成。其中，有一類特殊形狀的U形零件，折彎成型后，邊高尺寸會發生明顯變化，但開口寬度尺寸會相對縮減。在對機車板料折彎成型過程中，會出現擠壓折彎上模現象，難以實現零件快速成型。所以，在和諧型機車板料生產環節需要進行多次拆分拼接。借助科學方法，優化折彎機模具結構，采用合理解決措施，攻克技術難點，并將新型工藝應用在和諧型機車中，以保證機車質量。

關鍵詞：和諧型機車;U形零件;擠壓折彎上模

引言：和諧型電力機車屬于干線貨運交流電傳動機車，車體鋼結構主要采用的是整體承載結構形式，是由鋼板及鋼板壓型件組焊而成全鋼焊接結構。其中U形零件作為不可獲取的重要組成部分，在所使用的制造方法較為傳統，最終成品質量也難以保證，且需要消耗大量時間，也提高了制作成本。所以，應該在科學技術支持下，創新折彎成型工藝，實現和諧型機車高效運行。

1.原制造工藝

和諧型機車鋼結構中包含大量的特殊U形零件，且成型難度較大。如果直接使用折彎成型工藝進行操作，零件在成型翻轉過程中極易受到上模阻擋，對折彎上模造成擠壓，致使零件形狀發生變化，難以實現一次折彎成型，是成型工藝中的技術難點，需要對其給予高度重視。

1.1拆分拼接工藝

可將U形零件拆分為對稱兩件，在每件分別單邊折彎成型后，再進行拼接組焊操作。在制作與生產和諧型電力機車環節中，需要應用到特殊U形零件，在制作過程中就是使用拆分拼接工藝來完成作業。需要制造兩件L形零件，因為L形零件可在普通折彎模具上一次成型。L形零件在對接處位置，應該提前加工坡口，為焊接操作提供保障。焊接材料通常為低合金高強度材料，此類材料含有元素較多，焊接過程中部分元素會導致焊接鋼板硬度過高，焊接完成萃取效果無法實現預期目標。由于焊接質量不達標，設備故障問題頻發，還會制約設備質量。由于焊接缺陷會與焊接質量有直接關系，所以在具體施工過程中相關工作人員應該對此類問題給予高度重視。因此，特殊U形零件應采用拆分拼接工藝，盡可能規避生產效率低、質量較差等問題發生[1]。

1.2壓型模具工藝

在制作壓力機模具時，通常會采用整體成型工藝操作方法。壓力機模具成型，主要應用于尺寸規格相同或者大批量零件生產中，能夠從根本上提高生產效率，還能夠保障生產零件質量安全。但由于壓力機模具制作成本較高，需要消耗大量加工時間，也難以滿足現代化生產需求。再者，壓力機模具通用性較差，使用效率低下，情節嚴重會影響和諧型機車的正常運行。根據壓力機模具性能的差異特征，在具體制作過程中需要對規格及形狀不同的零件進行區分，還需要定期對模具進行維護，并對施工現場進行安全管理。在具體施工操作過程中，壓力機模具成型、零件定位及脫料等方面都較為困難。在零件成型階段，會存在竄位可能，進而影響零件質量。對尺寸精度要求較高的零件來講，應該留有一定的空間，在壓力機模具完全成型后，再進行切割處理，使零件滿足工藝質量規范，保證和諧型機車運行安全。

1.3摩擦焊接工藝

利用摩擦熱能，摩擦焊接技術可以使材料達到塑性狀態，在頂鍛力的作用下實現固相連接材料的焊接方法。焊縫質量高且穩定，焊縫的可焊性較廣，適用性較強，焊縫尺寸精度、焊縫組合精度高，焊接效率高，在可持續發展下，其成本低，環保，無弧光，無煙塵等特點得到了廣泛的應用。現階段，新型焊接工藝，取代了傳統閃光焊接工藝，使焊接接頭及產品質量有了明顯提高，對提高生產工序質量起到了積極作用。但從嚴格意義上講，摩擦焊接技術在我國目前還處于發展階段，也沒有得到普及，主要原因是摩擦焊接適合大批量標準件的車間生產，機車板料折彎模具材料生產環節都是近現場制作，摩擦焊接技術的潛力不能充分發揮。但是，隨著我國不斷發展和工業化的雙重推進，人們對焊接技術的特點有了更深刻的認識，大量生產出有規格尺寸的固定結構件，推動了焊接技術的全面發展[2]。

2.工藝開發

為從根本上解決制造工藝存在的問題，應對折彎機上模結構進行改進。不僅要增加折彎機上模高度，還要在上模開孔，已達到特殊U形零件實現不擠壓折彎上模的目的。特殊U形零件在折彎成型過程中，折彎上模會限制零件折彎成型。在使用傳統特殊U形零件制造工藝時，通過會采取拆分、拼接等方法，但生產成本過于高昂、效率低下、質量不達標等缺陷也較為突出。因此，為解決此類問題，應該制作增高、開孔式折彎上模。上模增高制作可根據折彎設備工作，對高度參數值進行規范管理，使其達到普通模具高度1-2.5倍左右。且折彎下模高度是在爭取上模高度最大值基礎上，能夠減小普通模具高度的0.3-2.5倍左右。

上模開口尺寸規格大小的界定，是嚴格按照零件所需折彎力進行制作，以保證上模工作強度符合標準。還可以將上模工作部分設計為可進行拆卸、替換的形式，保證折彎上模通用性不受影響，便于滿足機車板料折彎模具成型，更為豐富的不同板厚、不同規格形狀、封閉式管件類零件。通過折彎上模開孔，有效地避免了零件在成型過程中，易受上模阻擋的技術難點，且在零件成型后，也方便取出。

由于折彎上模材料應具有一定硬度與耐磨性，能夠使模具在特定工作條件下保證原本形狀及尺寸不變;且保證自身所具備強度及韌性優勢正常發揮，還能夠承載一定高壓與沖擊載荷。并對彎曲件施壓，使其直邊、圓角與上模全部靠緊，提升上模，實現板料可成型到位，保障機車運行安全。

結束語：

為提高和諧型機車運行效率，應積極開發新型技術，而U型彎零件模具自身具備制作便易、成本低、安全可靠、通用性強等特征，且還具有較強的工藝價值與經濟價值，能夠滿足現代化發展的實際需求，保障生產零件質量合格，以此實現和諧型機車正常運行。

參考文獻：

[1]翟啟斌，張學文.和諧型電力機車復合冷卻塔智能在線監測裝置的研制[J].鐵道機車車輛，2020，40（S1）：46-51+62.

[2]馬振明，吳永鵬，陶敏.和諧型機車板料折彎模具結構改進及應用[J].自動化應用，2019（12）：29-30+33.

（中車大連機車鋼結構分廠，遼寧 大連 116000）