对铁道机车车辆制造工装改进研究

姚凯

摘要：铁道机车车辆制造是我国交通运输体系发展的重要组成部分，拥有高质量的、可正常运行的机车车辆是运输的前提。我国铁道机车作为主要的运输方式之一，必须要跟随时代的发展，满足人们的需求，不断提高铁道机车车辆的制造水平，改进生产工艺，才能够在高速发展的社会中不被淘汰。基于此，文章以我国提到机车车辆制造为研究对象，介绍了铁道机车车辆的生产线、焊接技术，并对铁道机车车辆的制造原理进行分析，从而对我国铁道机车车辆制造工艺进行改进，不断提高铁道机车车辆的生产水平与制造质量，为人们提供高性能的铁道机车车辆。

关键词：铁道机车车辆；工装；制造；焊接

铁路机车车辆是一种大型的、大批量运输的主要交通运输工具之一，在我国发展中起到了重要作用。铁道接车车辆的制作主要是通过焊接技术将各种钢材、铝合金、不锈钢等金属材料焊接成预想的效果，组成车体，之后利用人机工程学制作出相关的配件设施，完善各种电力系统、动力系统等。铁道机车车辆建造之初，是通过铆钉将木制品组成一个整体，后来随着科技的发展，使用金属与焊接技术代替了传统的制造方式。到科技发达的今天，各种先进的材料与制造技术都已成熟，可以根据社会发展与人们的需求对铁道机车车辆制造工艺进行改进，将铁道机车车辆更具人性化。

1铁道机车车辆生产线

目前的铁道机车车辆生产线如进行详细区分的话，有几种不同的形式，但是大致流程都相同。由前道工序制作出车体后，经过车内装配（配管、布线、内部装饰、设备安装作业）、涂装（也有粘贴彩色饰带的情况，如不锈钢车辆）、组装整车把另行装配的转向架装人车体）等流程作业，最后完成成品检查、验收后出厂。使用焊接、接合工艺技术较多的工段为其中的车体制造生产线及转向架制造生产线。

大多数的车体及转向架的制作流程（一般）是：先通过对板材进行塑性加工，制作出各种零部件；再通过接合（焊接）工艺组合这些零部件，装配成车体及转向架。

车体制作以箱状6面体为主，而转向架制作以组合空心梁状结构件为主。由于两种制作原材料的不同，因此制作顺序及方法也有差异，其中比较大的差异是焊接、接合的方法。随着通用的焊接、接合技术的发展，铁道机车车辆制造中的焊接、接合自动化作业也随之不断发展。不过，必须由人工处理的作业仍然较多，特别是由焊接、接合作业引起的工件的热变形、烧伤以及飞溅等的清除和修理作业，是最需要作业者的技能与经验的。目前，各车辆制造商的生产线仍处于自动化与手工作业并存使用的过渡期。

铁道车辆的结构可大致分为车体部份与转向架部份，前者是承载旅客与货物的，由6面体结构组成，后者则是走行装置。下文介绍了车体与转向架结构及部位的装配工序中所使用的焊接、接合工艺。

车体的焊接：6面体车体一般的制作顺序为：先焊接装配车体的各墙板件，然后通过焊接接合各墙板，组成整个车体；

端墻板件外侧长度方向上的侧墙板件长达20m左右，成为焊接作业负荷较大的部位。各制造厂家对于长度方向上的侧墙板件的装配方法各不相同，相比较而言采用直线型焊接作业的厂家较多，这也在一定程度上促进了焊接作业自动化的进程。

此外，作为一个特例，如新干线列车头车部份（车头车体结构）的装配，根据环境适应性（协调性）的要求，车体要采用适应空气动力学特性的形状，而用焊接作业装配该车头结构，可以说是难度很大的作业工序。

2夹具设计

2.1通常定位夹紧夹具组合

目前国内外转向架焊接构架制造中，侧梁组焊胎工件的定位夹紧通常有下面2种方式。这2种方式各有优缺点，气动定位夹紧夹具操作便捷，缺点是管路多，故障率高，操作不方便，电焊时不小心易烫坏气管，误操作气阀会夹伤操作人员，安全性较差，费用也较高。机械定位夹紧夹具结构简单，成本低，但效率不高，工人劳动强度大。

综合上述2种夹具而设计的一款新型定位夹紧夹具。操作时，工人手握抽拉旋紧杆，并带动螺杆拨销转动，使旋转螺杆前后运动，从而实现定位夹紧。导向及行程定位杆是限制定位尺寸工作完毕，按图示箭头转动抽拉旋紧杆，夹具退特点：操作简单，效率高，夹紧定位可靠，安全，维护少。

2.2常用夹具的设计

2.2.1翻转式夹具

翻转式夹具在工艺装备中较常使用，以往的设计结构，夹具的缺点是操作繁琐，插销易丢失。

2.2.2旋转式夹具

旋转式夹具，其优点是夹紧点或夹紧位置上下距离调整方便，多用于产品试制。该夹具设计时需考虑安装平台的板厚S1、孔间隙δ1、摩擦因数f等因素，在力N的作用下，为使旋转轴自锁，其计算方式如下：

（1）

（2）

（3）

其中：F为杆受到的正压力，P为摩擦阻力，M为翻转力矩，N为压紧力的反作用力，f为摩擦因数，δ为孔间隙，L为力臂，S为工作台板厚，S′为力F之间的距离，θ为转角。当P≥N时自锁。（当孔间隙δ较小时，可视为与力N平行）。

3改进设计

需要对铁道机车车辆的压头进行改进，在改进之后，压头的生产更为方便，在损坏之后极易更换。a压头的改进是利用O形橡胶密封圈挤入孔内，实现连接，制造要求中等。压头b是制造中常用的，属于螺旋入式，制造的要求比较低，非常容易生产；压头c则是利用孔与轴之间的极小间隙轻轻打入，实现两者的连接，但是在制造方面的要求非常高。

4结语

铁道机车车辆是我国铁路运输的重要设备，只有建设出高质量的、安全的铁道机车车辆，才能够为人们提供高效率与安全的运输环境。所以，本文对我国铁道机车车辆的生产进行了分析，简单介绍了一些车辆的焊接技术，通过相关的介绍对我国铁道机车车辆的制造工艺进行了改正，提高了制造水平，以便为我国铁道机车车辆制作提供相关建议。

参考文献：

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[3]翟建平，唐松柏.铁道机车车辆现行检验标准的分析[J].铁道技术监督，2003（06）.