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(duì)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?shí)際生產(chǎn)過程中門縫間隙超差,需要對(duì)角柱加強(qiáng)板或下側(cè)門板進(jìn)行校平,由于車體組裝完成后,無論是角柱加強(qiáng)板還是下側(cè)門板,其剛度都有所增強(qiáng),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(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)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(qiáng)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(huì)產(chǎn)生平面度問題。測(cè)量統(tǒng)計(jì)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(qiáng)板內(nèi)凹

角柱加強(qiáng)板厚度為8 mm,經(jīng)測(cè)量角柱加強(qiáng)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(qiáng)板與端墻角柱板的內(nèi)側(cè)立焊縫焊接,以及角柱加強(qiáng)板與底架連接處的打底焊接,焊接量很小。經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn),該焊接量對(duì)8 mm 厚的角柱加強(qiáng)板的內(nèi)凹趨勢(shì)影響不大。后經(jīng)跟蹤測(cè)量發(fā)現(xiàn),造成角柱板內(nèi)凹的主要原因有2個(gè):

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

(2) 角柱加強(qiáng)板與底架連接處補(bǔ)強(qiáng)圓鋼的焊接,該處焊接量大,焊后造成角柱加強(qiáng)板產(chǎn)生內(nèi)凹趨勢(shì),在角柱加強(qiáng)板和端墻角柱板外側(cè)立焊縫未焊接之前焊接補(bǔ)強(qiáng)圓鋼,角柱加強(qiáng)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(jì)尺寸,在下側(cè)門垂直貼緊側(cè)墻時(shí),折頁與扣鐵之間存在微小的間隙量,因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)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(huì)造成下側(cè)門門板與側(cè)墻角柱加強(qiáng)板無法完全貼合。另外,搭扣座是鑄造產(chǎn)品GB/T 6414-CT11級(jí)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(jí)查詢可知,該尺寸實(shí)測(cè)值在50～54 mm 之間皆為合格。如果該尺寸實(shí)測(cè)值大于52 mm,勢(shì)必會(huì)增加折頁與扣鐵之間的間隙,進(jìn)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(duì)下側(cè)門板進(jìn)行沖裁落料,以修正門邊產(chǎn)生的拱形。試驗(yàn)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(duì)夾具的定位擋,加強(qiáng)對(duì)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(qiáng)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(yàn)時(shí)的撓度實(shí)測(cè)值控制在8～12 mm,側(cè)墻組對(duì)時(shí)撓度值控制在6～7 mm,組焊完成后的實(shí)測(cè)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(qiáng)板與底架連接處補(bǔ)強(qiáng)圓鋼的焊接調(diào)整到角柱加強(qiáng)板和端墻角柱板立焊之后,角柱加強(qiáng)板的內(nèi)凹小于0.5 mm。

經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),優(yōu)化后角柱加強(qiáng)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(jì)尺寸工藝優(yōu)化

下側(cè)門板與側(cè)墻角柱加強(qiáng)板之間存在微小的間隙量,后期在設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上,從工藝層面對(duì)折頁尺寸進(jìn)行了修正,減少了扣鐵與折頁的鎖閉關(guān)系對(duì)下側(cè)門門縫間隙的影響。另外,按照設(shè)計(jì)圖紙要求的鑄造精度生產(chǎn)的搭扣座不符合實(shí)際使用要求,從工藝層面出發(fā)對(duì)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(jìn)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(jìn)而壓緊了下側(cè)門門板。

4 總結(jié)

通過對(duì)影響門縫間隙的3個(gè)主要因素進(jìn)行研究分析并采取有針對(duì)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。