殷實(shí)

摘要：本文首先闡述了鋁合金車體柔性工藝裝備，接著對(duì)鐵路貨車的工裝柔性化進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：鐵路貨車;柔性化;工藝裝備

引言

國(guó)內(nèi)鐵路貨車產(chǎn)品正處于高速發(fā)展階段，鐵路貨車生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品也在不斷推陳出新，為了更好地適應(yīng)市場(chǎng)的快速發(fā)展，在不同產(chǎn)品系列化的生產(chǎn)線上實(shí)施工藝裝備柔性化對(duì)國(guó)內(nèi)鐵路貨車生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展有極大的意義。

1鋁合金車體柔性工藝裝備

1.1側(cè)墻組焊柔性化工藝裝備

一方面是不同弧度方面的設(shè)計(jì)。因?yàn)殍F路貨車的車體端面形狀通常情況下，都會(huì)出現(xiàn)變化，對(duì)性能會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，而為了能夠符合性能需求，設(shè)計(jì)人員在側(cè)墻組柔性化工裝存放了轉(zhuǎn)動(dòng)輥?zhàn)?，共?個(gè)工位，每一個(gè)工位上都放置定位塊，形狀各有不同。這樣一旦側(cè)墻外形輪廓出現(xiàn)改變，工作人員只要啟動(dòng)切換按鈕，整個(gè)系統(tǒng)即會(huì)借助液壓裝置驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?，這些輥?zhàn)訒?huì)一起旋轉(zhuǎn)，以此實(shí)現(xiàn)各個(gè)形狀側(cè)墻組焊接組裝。

另一方面，長(zhǎng)度方面的設(shè)計(jì)。工裝只要是由兩個(gè)部分構(gòu)成，一個(gè)是基礎(chǔ)底座，另一個(gè)是定位卡緊模塊?；A(chǔ)底座主要是位于定位卡緊模塊之下，定位卡緊模塊可以在其上面進(jìn)行任意調(diào)整。側(cè)墻組焊長(zhǎng)度不同，則使用的卡緊模塊長(zhǎng)度組合也有相應(yīng)的差異，具體長(zhǎng)度組合視具體情況而定。

1.2底架組焊柔性化工藝裝備

一方面寬度方面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員主要是在底架邊梁處，將模塊壓緊，以此使得直線導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有所提升，進(jìn)而符合底架寬度條件。正常情況下，底架寬度在31384-31784mm之間，在這區(qū)間，任何鐵路車輛底架焊接都能夠滿足需求;另一方面，長(zhǎng)度方面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員將定位塊與壓緊汽缸融為一體，成為一個(gè)模塊結(jié)構(gòu)，同時(shí)將這一模塊結(jié)構(gòu)安裝在C型鋼中，由于C型鋼位于主體骨架上，因此模塊能夠在主體上水平移動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)各個(gè)長(zhǎng)度鐵路車輛底架不同的焊接需求。

1.3車頂焊接柔性工藝裝備

第一，寬度長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)。工藝裝備由兩部分構(gòu)成，一部分是基礎(chǔ)橫梁模塊，另一部分是定位夾緊模塊。為了能夠讓車頂寬度任意自由的調(diào)整，設(shè)計(jì)人員在定位夾緊模塊處又設(shè)置了一個(gè)三級(jí)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，原有的一、二級(jí)調(diào)整結(jié)構(gòu)能夠調(diào)整±50mm范圍，在此基礎(chǔ)上，車頂寬度能夠在2160-2360mm進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果這一調(diào)整量無(wú)法大大需求，就可以通過(guò)三級(jí)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此級(jí)別的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)能夠在±200mm進(jìn)行調(diào)整。

第二，長(zhǎng)度方面的設(shè)計(jì)。車頂柔性化功能重要是通過(guò)長(zhǎng)度不一、類型不一的車頂通過(guò)在基礎(chǔ)橫梁模塊移動(dòng)來(lái)完成的，而完成這一動(dòng)作則需要定位夾緊模塊。基礎(chǔ)橫梁模塊移動(dòng)后，是否能夠保證精度，需要導(dǎo)正銷來(lái)橫梁。

第三，正、反裝方面的設(shè)計(jì)。正車頂阻焊與反車頂阻焊組主要借助正裝車頂以及反裝車頂定位塊相互之間的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與此同時(shí)，也需要轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)以及精確定位。

1.4司機(jī)室組焊柔性化工藝裝備

第一，長(zhǎng)度方面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員為了能夠使工裝長(zhǎng)度方面更具柔性，通常都會(huì)將工裝分成很多組模塊，一旦司機(jī)室長(zhǎng)度需求發(fā)生變化，指需要對(duì)各個(gè)模塊之間的距離進(jìn)行調(diào)整即可;第二，寬度方面的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在側(cè)面定位板上有設(shè)計(jì)了直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。如果司機(jī)室寬度出現(xiàn)變化，就將定位銷完全拔出，而后移動(dòng)側(cè)面定位板，移動(dòng)方向與直線導(dǎo)軌滑動(dòng)方向要保持一致，待到滿足需求時(shí)，再將匯定位銷安裝上;第三，司機(jī)室不同弧度方面的柔性化設(shè)計(jì)。為了增強(qiáng)工裝弧度方面的柔性，在設(shè)計(jì)時(shí)把側(cè)面定位板設(shè)計(jì)成分體的兩部分（側(cè)面定位板與弧度用定位板）。當(dāng)司機(jī)室弧度發(fā)生變化時(shí)，只需要更換最前面的弧度定位板，即可完成工裝的轉(zhuǎn)變。

1.5車體總組成組焊柔性化工藝裝備

第一，車體寬度方面的柔性化設(shè)計(jì)。在組焊不同寬度的車體時(shí)，通過(guò)調(diào)整車體支撐模塊和車體拉緊模塊的相對(duì)位置（見(jiàn)圖1），來(lái)實(shí)現(xiàn)車體寬度方向的柔性化設(shè)計(jì)。第二，車體長(zhǎng)度方面的柔性化設(shè)計(jì)。在組焊不同長(zhǎng)度車體時(shí)，通過(guò)工裝預(yù)埋T型槽來(lái)調(diào)整車體支撐模塊和車體拉緊模塊的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)車體長(zhǎng)度方向的柔性化設(shè)計(jì)。

2鐵路貨車的工裝柔性化

2.1沖壓模具柔性化

組合模具無(wú)疑是一種較好的柔性化沖壓模具，它可由成系列的標(biāo)準(zhǔn)化元件根據(jù)加工對(duì)象的工藝要求隨時(shí)組裝而成，與專用模具相比，具有準(zhǔn)備周期短、成本低（各元件可以重復(fù)使用，節(jié)省了原材料和模具元件的設(shè)計(jì)與制造費(fèi)用）、對(duì)產(chǎn)品變化的適應(yīng)能力強(qiáng)并能達(dá)到較高的尺寸精度和幾何精度等優(yōu)點(diǎn)。

2.2組焊夾具柔性化

鐵路貨車全部為箱形結(jié)構(gòu)，各車型之間除了局部個(gè)性化結(jié)構(gòu)外，主要不同點(diǎn)在于長(zhǎng)度和寬度尺寸，目前國(guó)內(nèi)外鐵路貨車設(shè)計(jì)外觀尺寸通常在長(zhǎng)度17～26m、寬度2.6～3.2m范圍內(nèi)變化。通過(guò)對(duì)鐵路貨車制造用既有組焊夾具進(jìn)行歸納和整理，可以分為大部件組焊夾具與小部件組焊夾具。

各種大部件組焊夾具總體上均由基礎(chǔ)單元、支撐單元、夾緊單元、定位單元、導(dǎo)向單元等組成。以底架組對(duì)組焊夾具為例，現(xiàn)有鐵路貨車（除鋁合金車體外）底架由牽枕緩、邊梁、橫梁、地板組成，部分底架帶有中梁。底架組對(duì)組焊夾具包含基礎(chǔ)單元、支撐單元及牽枕緩、邊梁、橫梁、中梁定位夾緊單元等?；A(chǔ)單元由縱向通長(zhǎng)分布在兩側(cè)的T型槽預(yù)埋鐵組成;支撐單元由18根上平面帶T型槽的橫梁組成，通過(guò)螺栓安裝在基礎(chǔ)單元上;牽枕緩、邊梁、橫梁、中梁定位夾緊單元通過(guò)螺栓安裝在支撐單元上。

其中，基礎(chǔ)單元和支撐單元構(gòu)成同一結(jié)構(gòu)形式的工裝基礎(chǔ)，支撐單元可以在基礎(chǔ)單元上沿縱向方向調(diào)整;牽枕緩、邊梁、橫梁、中梁定位夾緊單元可以在支撐單元上沿橫向方向調(diào)整，定位夾緊單元必須進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)。各單元通過(guò)縱向及橫向方向的調(diào)整及更換標(biāo)準(zhǔn)化模塊能夠滿足不同車型底架的生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)工裝柔性化應(yīng)用。

小部件組焊夾具采用三維柔性組合夾具，由主體部分（支撐和夾具臺(tái)）和定位夾緊裝置組成。支撐調(diào)整工裝高度使工人操作變得更加舒適;夾具臺(tái)由單個(gè)或者數(shù)個(gè)上面及側(cè)面布滿縱橫分布標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)孔的焊接平臺(tái)組成。定位夾緊裝置由標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的定位件及鎖緊件、壓緊件組成。三維柔性組合夾具臺(tái)的5個(gè)面均加工有有規(guī)則的孔，大部分配件都可以通過(guò)定位鎖緊銷進(jìn)行各種定位和壓緊，柔性化程度很高。

2.3存放運(yùn)輸工裝柔性化

用于車體存放運(yùn)輸?shù)闹饕泄に囖D(zhuǎn)向架和架車支撐。工藝轉(zhuǎn)向架用于在鐵路上運(yùn)輸及存放車體，使用絲杠結(jié)構(gòu)或其他可調(diào)高度方式承載安裝了工藝心盤(pán)的不同結(jié)構(gòu)的車體。架車支撐用于存放車體，由框架、支撐、側(cè)定位及中心定位模塊組成，通過(guò)調(diào)整支撐的寬度和高度滿足了不同貨車的需求。

國(guó)際鐵路車輛所用轉(zhuǎn)向架的軌距除了1435mm的標(biāo)準(zhǔn)軌距外，還有1000mm、1067mm等窄軌軌距和1520mm、1600mm、1676mm等寬軌軌距。為了使非標(biāo)準(zhǔn)軌距的轉(zhuǎn)向架及貨車在標(biāo)準(zhǔn)鐵路上運(yùn)輸，特制造了轉(zhuǎn)向架運(yùn)輸小車，其工作流程為：將非標(biāo)準(zhǔn)軌轉(zhuǎn)向架或已安裝轉(zhuǎn)向架的貨車吊裝固定在小車上，通過(guò)人力或者機(jī)械動(dòng)力在鐵路上推至指定地點(diǎn)，再將轉(zhuǎn)向架或已經(jīng)安裝轉(zhuǎn)向架的貨車吊放至鐵路上。該運(yùn)輸小車通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)向架固定裝置的位置，可以運(yùn)輸各種軌距的轉(zhuǎn)向架或已經(jīng)安裝轉(zhuǎn)向架的貨車。

結(jié)束語(yǔ)

柔性化工裝的應(yīng)用明顯地縮短工裝的設(shè)計(jì)和制造周期、提高工裝利用率從而提高生產(chǎn)效率，減少工裝的重復(fù)性投入，進(jìn)而降低成本增強(qiáng)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。隨著國(guó)際鐵路貨車市場(chǎng)訂單的不斷增加，柔性化工藝裝備將在車輛制造中發(fā)揮更加突出的作用。

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（作者簡(jiǎn)介：中車沈陽(yáng)機(jī)車車輛有限公司）