轨道交通车辆底架组焊装备的设计与应用

冯发亮 罗海松

中车广东轨道交通车辆有限公司 广东 江门 529000

【关键字】轨道交通；焊接；设计；装备应用

组焊工装是焊接机械装备的一种。组焊工装和焊接工序在生产中相互配合，有利于焊接生产的机械化和自动化的实现，可以使装配和焊接质量得到提高，装配过程更加快速准确，能够使焊接中和焊接后所产生的焊接变形得到有效的防止。为了提高底架钢结构焊接质量，设计了一种专门焊接辅助的装备，那就是轨道交通车辆底架组焊工装。

一、技术要求和底架的结构

图1

如图1所示，就是新型的轨道交通车辆底架钢结构。长度为3900mm，宽度为2630mm，高大约830mm，组成结构有一件枕梁、左右侧梁各一件、前后端梁各一件，另外还有各种较小的横梁、纵梁和连接板，大概重约1.3吨，其中前后端梁的质量各为0.2吨，左右侧梁的质量各为0.02吨，枕梁的质量为0.2吨。

技术上的要求是枕梁的安装工作面要在同一个平面上，1mm的平面度误差，前端梁的上平面和后端梁的上平面高低差不大于2mm，同理，左侧上平面和右侧梁上平面的高低差也不大于2mm，对角线的距离是4020±2mm等。

二、底架前端梁组焊的装备

(一)定位方式、定位面。主定位平面可以使用底架前端梁的台阶底平面确定，纵向定位平面则可以用底架前端梁的前端侧平面来确定，而工件的横向定位孔可以由前端侧面上的一组连接孔中，两个孔来确定。

(二)装备的结构和夹紧的方式。如图2是底架前端梁组焊装备的示意图。底架前端梁部件台阶底面的平面定位使用六点确定，在组焊装备的相应定位平面上使用这六点的定位面定位。因为底架前端梁属于焊接件，所以把组焊装备的定位平面制成了能够调控的结构。台阶底平面定位的平面度由调整准确组焊装备的六点定位平面来确保。底架前端梁的纵向定位由在组焊装备侧平面上定位底架前端梁的前侧面实现。底架前端梁的横向定位可以将两个定位销插入前端侧面上的两个工艺定位孔中，再用定位靠模上的定位孔做基准来确定。

图2

上面所讲的定位工序都完成后，工件侧向可以使用组焊装备的左端侧面和右端侧面来调节夹紧装置，然后使用多个弓形可调夹紧件压紧工件上平面，这就是组焊装备上定位夹紧底架前端梁的整个过程[2]。

三、底架左右侧梁的组焊装备

(一)定位面和定位的方式。基本标准选择使用底架中心平面，在底架左右两侧对称分布。

例如，定位底架左侧梁，可以将左侧梁底平面设为定位平面，左侧梁的纵向定位就可以用其中心线来对齐组焊装备的横向中心标记来确定，其侧平面可以成为左侧梁的横向定位面。

图3

(二)装备的结构和夹紧方式。如上图3所示的就是底架左侧梁组焊的装备结构示意图。因为左侧梁的结构是狭长条状，具备的刚性比较差，多点的设置，而且分别定位夹紧每点的四侧面。在组焊装备的五个可以调整的平面支撑点上使左侧梁底平面进行定位，在组焊装备的五个侧面定位点上进行侧平面的定位，再将左侧梁中间的刻线和组焊装备的横向中心标记对准，从左侧梁部件的上平面和内侧面分别使用可拆卸移动式夹紧件夹紧，这样可以使左侧梁部件的定位夹紧能够有效完成，也能使在焊接时产生的变形得到防止[3]。

四、底架枕梁的组焊装备

(一)主要的定位方式和定位面。主要定位平面设置为底架枕梁的芯盘平面。将底架枕梁芯盘的四个安装孔里的两个对角孔设选为定位孔，来确保定位的精确定位得以在组焊装备上使用枕梁一面二销的方式进行。

(二)装备的结构和夹紧方式。在组焊装备的定位孔中，通过工件定位孔插入可拆卸的定位销，再将工件用平面紧压螺旋栓给压紧，合理的根据底架枕梁的形状来设置相应的夹紧装置。与此同时需要使底架枕梁的上部、前后、侧面都布置有四个可以调节的夹紧装置，底架枕梁的下部左右侧面也设置可调节装置两个。这就是底架枕梁在组焊的装备上完成定位夹紧的过程[4]。

将两个定位销设计成为可以拆卸的结构，可以使底架在组焊完成后因为焊接变形所产生的与组焊装备卡住的现象得以控制，另外侧面的可调节夹紧装置也要设置成避免与组焊装备相互干涉的位置。

结束语

随着我国科技的不断创新，眼下新型的轨道交通车辆存在底架结构复杂，刚性差等缺点，本文通过研究探索各类的底架焊接工艺，又进行了各种的现场试验，从中设计了底架组焊装备。组焊装备符合产品的设计和焊接工艺的要求，能够使焊接变形得到有效的控制，另外通过实际生产验证后，可以为底架批量生产打下地基，实现我国科技的持续发展。