李門門,孫宏宇,劉艷賓,陳明丹,曾威雄

(中車齊齊哈爾車輛有限公司,黑龍江 齊齊哈爾 161002)

1 問題描述

下側(cè)門的安研是C70E型敞車生產(chǎn)過程中的主要工序,GB/T 5600—2018《鐵道貨車通用技術(shù)條件》附錄B中規(guī)定:“對接式車門門縫間隙和搭接式車門與各搭接件間的間隙應(yīng)小于或等于6 mm?！睂嶋H生產(chǎn)過程中門縫間隙超差,需要對角柱加強板或下側(cè)門板進行校平,由于車體組裝完成后,無論是角柱加強板還是下側(cè)門板,其剛度都有所增強,校平難度較大,下側(cè)門門縫間隙超差大大增加了操作者的作業(yè)時間和勞動強度。經(jīng)過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn),影響下側(cè)門門縫間隙的主要因素有:

(1) 下側(cè)門板沖裁導(dǎo)致門邊產(chǎn)生拱形,集中表現(xiàn)在門板邊中部產(chǎn)生外凸變形;

(2) 下側(cè)門搭接處側(cè)墻角柱加強板內(nèi)凹,造成門縫間隙過大;

(3) 下側(cè)門折頁與搭扣扣鐵之間存在間隙,扣鐵沒有鎖緊折頁。

本文基于以上影響因素展開了分析,探究了產(chǎn)生問題的根本原因,并通過優(yōu)化工藝,提高了工作效率,解決了根本問題,保證下側(cè)門安研的門縫間隙符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 問題分析

2.1 下側(cè)門板沖裁導(dǎo)致門邊產(chǎn)生拱形

C70E型敞車下側(cè)門門板結(jié)構(gòu)為面包筋結(jié)構(gòu),如圖1所示,筋外平板寬度為45 mm。由于結(jié)構(gòu)原因,沖裁落料后門邊會產(chǎn)生平面度問題。測量統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),采用現(xiàn)有的沖裁工藝,下側(cè)門板的平面度問題集中表現(xiàn)為門板邊中部300～400 mm 區(qū)域產(chǎn)生外凸變形。

圖1 下側(cè)門門板結(jié)構(gòu)輪廓

2.2 下側(cè)門搭接處側(cè)墻角柱加強板內(nèi)凹

角柱加強板厚度為8 mm,經(jīng)測量角柱加強板在側(cè)墻完成組裝后平面度幾乎沒有變化,在側(cè)墻完成車體組裝后產(chǎn)生了不同程度的內(nèi)凹。該階段的焊接量僅僅為角柱加強板與端墻角柱板的內(nèi)側(cè)立焊縫焊接,以及角柱加強板與底架連接處的打底焊接,焊接量很小。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn),該焊接量對8 mm 厚的角柱加強板的內(nèi)凹趨勢影響不大。后經(jīng)跟蹤測量發(fā)現(xiàn),造成角柱板內(nèi)凹的主要原因有2個:

(1) 側(cè)墻與底架的撓度匹配問題,角柱加強板落在底架的側(cè)梁凸緣上,同時為了保證側(cè)墻上沿與端墻上沿保持水平高度,會對側(cè)墻整體進行頂壓、拉拽,導(dǎo)致角柱加強板產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力的趨勢,該趨勢外脹被端墻角柱板抵抗,進而導(dǎo)致角柱加強板產(chǎn)生內(nèi)凹趨勢;

(2) 角柱加強板與底架連接處補強圓鋼的焊接,該處焊接量大,焊后造成角柱加強板產(chǎn)生內(nèi)凹趨勢,在角柱加強板和端墻角柱板外側(cè)立焊縫未焊接之前焊接補強圓鋼,角柱加強板內(nèi)凹增加約3～5 mm。

2.3 下側(cè)門折頁與搭扣扣鐵之間存在間隙

復(fù)核C70E型敞車下側(cè)門的設(shè)計尺寸,在下側(cè)門垂直貼緊側(cè)墻時,折頁與扣鐵之間存在微小的間隙量,因為其設(shè)計原理是靠下側(cè)門懸掛后的自然狀態(tài)的外張讓折頁與扣鐵貼合,這樣必然會造成下側(cè)門門板與側(cè)墻角柱加強板無法完全貼合。另外,搭扣座是鑄造產(chǎn)品GB/T 6414-CT11級的鑄造精度,影響門縫間隙的關(guān)鍵尺寸是52 mm,如圖2所示。按照鑄造精度等級查詢可知,該尺寸實測值在50～54 mm 之間皆為合格。如果該尺寸實測值大于52 mm,勢必會增加折頁與扣鐵之間的間隙,進而增大門縫間隙。

圖2 搭扣座輪廓尺寸

3 優(yōu)化措施

3.1 下側(cè)門板生產(chǎn)工藝優(yōu)化

下側(cè)門板沖裁后門邊產(chǎn)生拱形且比較有規(guī)律,從沖裁方面考慮采取反向拱形切刃對下側(cè)門板進行沖裁落料,以修正門邊產(chǎn)生的拱形。試驗證明,更換反向拱形切刃后,下側(cè)門板的平面度得到了很好地優(yōu)化,下側(cè)門板板邊外凸控制在2 mm 以內(nèi)。

3.2 底架和側(cè)墻撓度匹配以及焊接順序生產(chǎn)工藝優(yōu)化

優(yōu)化底架和側(cè)墻組對夾具的定位擋,加強對底架和側(cè)墻生產(chǎn)過程的控制,盡可能讓側(cè)墻與底架的撓度完美匹配,加強端墻、側(cè)墻的高度檢查,以減少端墻、側(cè)墻的高度差。通過優(yōu)化,C70E型敞車底架交驗時的撓度實測值控制在8～12 mm,側(cè)墻組對時撓度值控制在6～7 mm,組焊完成后的實測值同樣控制在8～12 mm,解決了底架和側(cè)墻裝配撓度匹配的問題。

將角柱加強板與底架連接處補強圓鋼的焊接調(diào)整到角柱加強板和端墻角柱板立焊之后,角柱加強板的內(nèi)凹小于0.5 mm。

經(jīng)過實踐檢驗發(fā)現(xiàn),優(yōu)化后角柱加強板的內(nèi)凹得到了很好地控制,基本控制在2 mm 以內(nèi)。

3.3 下側(cè)門折頁和搭扣座設(shè)計尺寸工藝優(yōu)化

下側(cè)門板與側(cè)墻角柱加強板之間存在微小的間隙量,后期在設(shè)計原理的基礎(chǔ)上,從工藝層面對折頁尺寸進行了修正,減少了扣鐵與折頁的鎖閉關(guān)系對下側(cè)門門縫間隙的影響。另外,按照設(shè)計圖紙要求的鑄造精度生產(chǎn)的搭扣座不符合實際使用要求,從工藝層面出發(fā)對鑄件供應(yīng)商提出了內(nèi)控要求,讓其將相關(guān)尺寸按照工藝尺寸進行生產(chǎn)。結(jié)合以上措施,很好地優(yōu)化了下側(cè)門折頁與扣鐵之間的鎖閉關(guān)系,進而壓緊了下側(cè)門門板。

4 總結(jié)

通過對影響門縫間隙的3個主要因素進行研究分析并采取有針對性的工藝優(yōu)化措施,保證了C70E型敞車下側(cè)門安研門縫間隙控制在6 mm 以內(nèi),解決了下側(cè)門安研門縫間隙問題,大大提高了生產(chǎn)效率,滿足了客戶要求。