伍豪杰, 徐德安, 楊 樂, 陳文志, 吳志宏

(中車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司, 湖南 株洲 412007)

在我國幾乎所有的客車都采用全承載車身結(jié)構(gòu)[1-5]。底架作為全承載車身結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,是整車功能性安裝件的載體,底架各安裝硬點(diǎn)的精度直接決定了各部件的裝配精度,從而直接影響整車使用性能[6-12]。本文從工藝流程和工裝設(shè)計(jì)兩方面著手,對(duì)底架安裝硬點(diǎn)制作精度的提升進(jìn)行闡述。

1 現(xiàn)行工藝流程及工裝設(shè)計(jì)

1.1 工藝流程

全承載客車的底架制作主要包括單片制作、分總成制作和總拼制作,每一道工序均是在特定的焊接平臺(tái)利用工裝來保證相關(guān)尺寸。對(duì)于氣囊懸架客車來說,常見的底架安裝硬點(diǎn)有氣囊托盤安裝支座、推力桿安裝支座、減震器安裝支座、穩(wěn)定桿安裝支座,其現(xiàn)行的工藝流程如圖1所示,通常是在單片制作時(shí)將推力桿支座進(jìn)行定位焊接,在分總成制作時(shí)將氣囊托盤安裝支座、減震器安裝支座、穩(wěn)定桿安裝支座進(jìn)行定位焊接,最后在總拼工位將前、中、后三段分總成進(jìn)行合拼,形成一個(gè)完整的底架。

圖1 底架制作工藝流程

1.2 工裝設(shè)計(jì)

根據(jù)上述底架制作的工藝流程,底架安裝硬點(diǎn)工裝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下:

1) 設(shè)計(jì)專門的定位工裝,在單片焊接完成后,利用定位工裝將前后段推力桿安裝支座分別定位在對(duì)應(yīng)的單片上,如圖2所示。

圖2 單片各安裝硬點(diǎn)定位工裝示意圖

2) 在前、后段焊接胎具上分別設(shè)計(jì)氣囊托盤安裝支座、減震器安裝支座、穩(wěn)定桿安裝支座的定位裝置,如圖3所示。

圖3 前、后段各安裝硬點(diǎn)定位工裝示意圖

3) 在總拼焊接胎具上設(shè)計(jì)相應(yīng)的Z向墊塊和X向限位塊,前、中、后段合拼時(shí)X和Z向的定位,利用尼龍線從車架前段拉到后段,用卷尺對(duì)中,保證前、中、后段Y0線的重合,如圖4所示。

圖4 總拼工位定位工裝示意圖

2 改進(jìn)方案

現(xiàn)行的底架制作工藝,只能保證單片總成中安裝硬點(diǎn)的相對(duì)精度,拼裝形成總成后的各安裝硬點(diǎn)的相對(duì)精度無法保證。比如:單片上定位推力桿安裝支座,只能保證相對(duì)應(yīng)的單片上同一定位工裝上各推力桿安裝支座的相對(duì)尺寸精度;前、后段總成焊接時(shí)只能保證前段或者后段上氣囊托盤安裝支座、減震器安裝支座、穩(wěn)定桿安裝支座三者的相對(duì)尺寸精度。而總拼焊接時(shí)分別是以橫梁或者縱梁進(jìn)行定位,未對(duì)各安裝硬點(diǎn)的相對(duì)位置進(jìn)行有效控制,因此,拼裝形成總成后的各安裝硬點(diǎn)的相對(duì)精度無法保證。針對(duì)上述現(xiàn)行底架制作工藝存在的缺陷,下面從工藝流程和工裝設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 工藝流程優(yōu)化

對(duì)現(xiàn)有工藝流程進(jìn)行優(yōu)化,形成新的工藝流程,如圖5所示。

圖5 底架制作優(yōu)化工藝流程

1) 將所有底架安裝硬點(diǎn)轉(zhuǎn)移至總拼工位進(jìn)行焊接,減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換造成的尺寸偏差積累。

2) 前、中、后段在分總成制作時(shí)完成加焊和整形,總拼時(shí)再焊接底架安裝硬點(diǎn),減少焊接變形對(duì)尺寸精度的影響。

2.2 工裝設(shè)計(jì)優(yōu)化

根據(jù)優(yōu)化后的底架制作工藝流程,對(duì)底架安裝硬點(diǎn)工裝設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化:

1) 在總拼焊接胎具上設(shè)計(jì)前、中、后段的對(duì)中裝置,取消利用尼龍線保證前、中、后段Y0線的重合的傳統(tǒng)模式,如圖6所示。

圖6 總拼工位前、中、后段骨架定位工裝優(yōu)化示意圖

2) 在總拼焊接胎具上分別設(shè)計(jì)氣囊托盤安裝支座、減震器安裝支座、穩(wěn)定桿安裝支座、推力桿安裝支座的定位裝置,如圖7所示。優(yōu)化后的總拼工位如圖8所示。

圖7 總拼工位底盤安裝硬點(diǎn)定位工裝優(yōu)化示意圖

2.3 應(yīng)用效果

改進(jìn)后的方案在我司多批氣囊懸架底架制作上進(jìn)行驗(yàn)證和推廣,可將底架各安裝硬點(diǎn)的相對(duì)位置偏差控制在1 mm以內(nèi)。同時(shí),三段合拼時(shí),通過限位工裝替代之前的拉線法和現(xiàn)場測量法,合拼效率提升了30%以上。

3 結(jié)束語

針對(duì)現(xiàn)有氣囊懸架底架制作時(shí)存在各安裝硬點(diǎn)的相對(duì)尺寸精度無法保證的缺陷,通過工藝流程和工裝設(shè)計(jì)優(yōu)化,可將底架各安裝硬點(diǎn)的相對(duì)尺寸偏差控制在1 mm以內(nèi),并進(jìn)行了驗(yàn)證和推廣。這對(duì)解決底盤異響、制動(dòng)跑偏、磨胎等異常問題有著積極的作用。板簧車也可以采用類似的方法進(jìn)行改善和提升。