CN104384740B - 动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法 - Google Patents

动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法 Download PDF

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Abstract

一种动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法，在不改变原产品整体结构前提下，进行车顶模块的分离，将原司机室结构重新划分，从左右侧墙结构中分离出一部分结构，作为车顶结构的纵向边梁，从而使原结构中无法单独合成的散件形成了车顶焊接结构；（2）采用反装外定位方式的焊接工装进行定位装卡，调整新车顶结构的焊接顺序，先完成车顶前窗框结构的焊接，再完成车顶骨架与前窗框的焊接，最后完成车顶蒙皮与骨架之间的焊接，五轴加工中心一次性加工完成。本发明相对目前动车组司机室铝结构生产技术来说，属于全新技术，可以提高车顶部件的产品质量，减低司机室铝结构车顶部位的组焊难度，降低司机室总成的生产周期及劳动强度，提高司机室生产模块化，便于质量保证。

Description

动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法
技术领域
本发明涉及轨道客车组焊成型工艺，尤其是涉及动车组流线型司机室铝结构车顶的组焊工艺方法。
背景技术
国内目前动车组司机室铝结构无单独合成车顶结构技术，对于三维流线型外观的车顶合成尚属首例。原高速车司机室组焊工艺中只单独合成左右侧墙、后环形框及前窗框四部件，在司机室总成工序，将这四部件和司机室其余散件焊接,完成整个司机室整体。原方案由于大量散件未单独合成整体，导致散件在总组成合成时焊接位置难度高，焊接工作量大，导致司机室总成制造周期长，司机室顶部位置自由变形极大，导致司机室铝结构生产产品质量浮动较大。
发明内容
本发明的目的是：克服背景技术存在的缺陷，通过对结构的分析及焊接工艺策划，从原司机室结构中分离出车顶部件，单独合成车顶部件，设计制作相应的组焊工装及吊装夹具，提高车顶的尺寸弧度质量，达到司机室合成需求。
为实现上述目的，本发明提供一种动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法，其特征在于包括下列步骤：
1、在不改变原产品整体结构前提下，进行车顶模块的分离，将原司机室结构重新划分，从左右侧墙结构中分离出一部分结构，作为车顶结构的纵向边梁，从而使原结构中无法单独合成的散件形成了车顶焊接结构；
2、采用反装外定位方式的焊接工装进行定位装卡，调整新车顶结构的焊接顺序，先完成车顶前窗框结构的焊接，再完成车顶骨架与前窗框的焊接，最后完成车顶蒙皮与骨架之间的焊接，五轴加工中心一次性加工完成。
焊接工装包括加强梁定位结构、车顶弯梁定位结构、车顶前窗框定位结构、夹具主框架、车顶纵梁定位结构，加强梁定位结构、车顶弯梁定位结构、车顶前窗框定位结构、车顶纵梁定位结构分别固定在夹具主框架上。
加强梁定位结构包括随形定位块、连接支撑立柱、定位安装座，连接支撑立柱用螺栓固定在定位安装座上，随形定位块用螺栓固定在连接支撑立柱上，是螺栓连接孔，定位安装座与主框架是焊接连接。
车顶弯梁定位结构包括随形定位块、连接支撑立柱、定位安装座，连接支撑立柱用螺栓固定在定位安装座上，随形定位块用螺栓固定在连接支撑立柱上，定位安装座通过焊接与主框架连接固定。
车顶纵梁定位结构包括高度方向随形可调定位块、定位结构立板、定位安装座、宽度方向可调定位块，定位结构立板用螺栓固定在定位安装座上，宽度方向可调定位块用螺栓连接在定位结构立板前面凹槽部分，高度方向随形可调定位块用螺栓连接在定位结构立板凸出的上部，定位安装座504通过焊接与主框架连接。
车顶前窗框定位结构包括前窗横梁随形定位块、连接楔形块、梯形基础框、定位支撑座板、前窗弯梁随形定位块、定位支撑座板、定位支撑座，梯形基础框设置在定位支撑座上，定位支撑座下面连接有定位支撑座板、前窗弯梁随形定位块，定位支撑座较宽一端设有6块定位支撑座板，定位支撑座板前面凹进处连接前窗横梁随形定位板，位于支撑座板后面与梯形基础框焊接在一起。
本发明相对于背景技术具有的优点和进步：
本发明相对目前动车组司机室铝结构生产技术来说，属于全新技术，可以提高车顶部件的产品质量，减低司机室铝结构车顶部位的组焊难度，降低司机室总成的生产周期及劳动强度，提高司机室生产模块化，便于质量保证,具体如下：
1、单独合成车顶结构后，由于侧墙减少了一部分组成件，减少了侧墙合成工序工作量，缩短了侧墙合成时间和工作量，增加了整个司机室并行工序数量，减少了整个高速车车体产品的开发生产周期；
2、设计制造三维曲面车顶反装外定位焊接工装，相比原方案中自由空间的组焊过程，由于工装及夹具增加了大量的定位及夹紧，提高了组对尺寸的精确度，减少了焊接变形，保证了结构的对称性，降低了总成工序人工工作量，提高整个司机室的产品质量；调整新结构的焊接工艺顺序，合成车顶整体结构后，能够很好的保证车顶长宽高以及弧度尺寸，满足了司机室总成后的顶部弧度，减小运行时阻力。
附图说明
图1是车顶焊接工装示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是车顶焊接工装中加强梁定位结构示意图；
图4是车顶焊接工装中车顶弯梁定位结构示意图；
图5是车顶焊接工装中车顶纵梁定位示意图；
图6是车顶焊接工装中车顶前窗框定位示意图；
图7是车顶结构骨架合成顺序示意图；
图8是车顶结构蒙皮合成顺序示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明涉及的组焊工装包括加强梁定位结构1、车顶弯梁定位结构2、车顶前窗框定位结构3、夹具主框架4、车顶纵梁定位结构5，加强梁定位结构、车顶弯梁定位结构、车顶前窗框定位结构、车顶纵梁定位结构分别固定在夹具主框架上。
参照图3，加强梁定位结构包括随形定位块101、连接支撑立柱102、定位安装座103，连接支撑立柱102用螺栓固定在定位安装座103上，随形定位块101用螺栓固定在连接支撑立柱102上，104是螺栓连接孔，定位安装座103与主框架是焊接连接。
参照图4，车顶弯梁定位结构包括随形定位块201、连接支撑立柱202、定位安装座204，连接支撑立柱202用螺栓固定在定位安装座204上，随形定位块201用螺栓固定在连接支撑立柱202上，203是螺栓连接孔，定位安装座204通过焊接与主框架连接固定。
参照图5，车顶纵梁定位结构包括高度方向随形可调定位块501、定位结构立板503、定位安装座504、宽度方向可调定位块505，定位结构立板503用螺栓固定在定位安装座504上，宽度方向可调定位块505用螺栓连接在定位结构立板503前面凹槽部分，高度方向随形可调定位块501用螺栓连接在定位结构立板503凸出的上部，502是可调椭圆螺栓孔，定位安装座504通过焊接与主框架连接。
参照图6，车顶前窗框定位结构包括前窗横梁随形定位块301、连接楔形块302、梯形基础框303、定位支撑座板305、前窗弯梁随形定位块306、定位支撑座板307、定位支撑座308，梯形基础框303设置在定位支撑座308上，定位支撑座308下面连接有定位支撑座板305、前窗弯梁随形定位块306，定位支撑座308较宽一端设有6块定位支撑座板307，定位支撑座板307前面凹进处连接前窗横梁随形定位板301，位支撑座板307后面与梯形基础框303焊接在一起，304是螺栓连接孔。
本发明具体组焊方法包括下列步骤：
参照图7，6前窗横梁，7车顶加强梁，8车顶纵梁，9车顶弯梁，10前窗加强弯梁，11前窗加强梁，12前窗弯梁
第一步：车顶前窗框组对及固定
将车顶前窗框组成部分前窗弯梁、前窗横梁、前窗加强梁、前窗加强弯梁预先组焊成一个整体，然后将合成后的前窗框落入车顶组焊工装的前窗框定位结构上找正，定位卡紧；
第二步：车顶横纵梁组对及固定
将车顶纵梁从司机室侧墙结构分离出来，作为车顶基础组成部分，落入车顶组焊工装车顶纵梁定位结构卡紧；然后将7根车顶弯梁依次落入组焊工装车顶弯梁定位结构夹紧；最后将车顶加强梁组对到工装车顶加强梁定位结构上装卡定位，无定位的加强梁两端点固在前窗加强弯梁和车顶纵梁上，形成车顶骨架；
第三步：车顶骨架的焊接
确认所有定位夹紧牢固，校核整个车顶骨架关键尺寸，由于前窗框已经预焊接成为整体，接着焊接车顶弯梁与车顶纵梁的连接焊缝，最后完成车顶加强梁与前窗加强弯梁、车顶纵梁之间的所有焊缝；
或者确认所有定位夹紧牢固，校核整个骨架关键尺寸，由于前窗框已经预焊接成为整体，接着完成车顶加强梁与前窗加强弯梁及车顶纵梁的连接焊缝，最后完成车顶弯梁与两条车顶纵梁的连接焊缝；
第四步：车顶蒙皮的组对及焊接
参照图8，13中顶板，14前窗环形蒙皮，15灯口下蒙皮，16灯口上蒙皮，17端顶板，18侧顶板
在车顶骨架上先依次组对点固中顶板、侧顶板和端顶板，然后组对点固灯口上蒙皮，再组对点固灯口下蒙皮，最后组对点固前窗环形蒙皮；先焊接中顶板、侧顶板和端顶板的焊缝，可以从车顶两侧往中间焊接，也可以从中间往两侧焊接，再焊接灯口上蒙皮，再焊接灯口下蒙皮，最后焊接前窗环形蒙皮；
也可以预先将中顶板、侧顶板和端顶板点固组焊成一体，形成车顶蒙皮，然后组对到车顶骨架上，然后组对灯口上蒙皮，组对灯口下蒙皮及前窗环形蒙皮，接着先焊接车顶蒙皮与骨架的剩余焊缝，再进行灯口上蒙皮、灯口下蒙皮蒙皮及前窗环形蒙皮的焊接；
还可以先组对灯口上蒙皮，再组对灯口下蒙皮和前窗环形蒙皮，最后组对中顶板、侧顶板和端顶板，接着先焊接车顶蒙皮相关焊缝，再完成灯口上下蒙皮及前窗环形蒙皮相关的焊缝。

Claims (6)

1.一种动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）在不改变原产品整体结构前提下，进行车顶模块的分离，将原司机室结构重新划分，从左右侧墙结构中分离出一部分结构，作为车顶结构的纵向边梁，从而使原结构中无法单独合成的散件形成了车顶焊接结构；
（2）采用反装外定位方式的焊接工装进行定位装卡，调整新车顶结构的焊接顺序，先完成车顶前窗框结构的焊接，再完成车顶骨架与前窗框的焊接，最后完成车顶蒙皮与骨架之间的焊接，五轴加工中心一次性加工完成。
2.根据权利要求1所述的动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法，其特征在于：焊接工装包括加强梁定位结构、车顶弯梁定位结构、车顶前窗框定位结构、夹具主框架、车顶纵梁定位结构，加强梁定位结构、车顶弯梁定位结构、车顶前窗框定位结构、车顶纵梁定位结构分别固定在夹具主框架上。
3.根据权利要求2所述的动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法，其特征在于：加强梁定位结构包括随形定位块、连接支撑立柱、定位安装座，连接支撑立柱用螺栓固定在定位安装座上，随形定位块用螺栓固定在连接支撑立柱上，是螺栓连接孔，定位安装座与主框架是焊接连接。
4.根据权利要求2所述的动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法，其特征在于：车顶弯梁定位结构包括随形定位块、连接支撑立柱、定位安装座，连接支撑立柱用螺栓固定在定位安装座上，随形定位块用螺栓固定在连接支撑立柱上，定位安装座通过焊接与主框架连接固定。
5.根据权利要求2所述的动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法，其特征在于：车顶纵梁定位结构包括高度方向随形可调定位块、定位结构立板、定位安装座、宽度方向可调定位块，定位结构立板用螺栓固定在定位安装座上，宽度方向可调定位块用螺栓连接在定位结构立板前面凹槽部分，高度方向随形可调定位块用螺栓连接在定位结构立板凸出的上部，定位安装座(504)通过焊接与主框架连接。
6.根据权利要求2所述的动车组司机室铝结构车顶组焊工艺方法，其特征在于：车顶前窗框定位结构包括前窗横梁随形定位块、连接楔形块、梯形基础框、定位支撑座板、前窗弯梁随形定位块、定位支撑座板、定位支撑座，梯形基础框设置在定位支撑座上，定位支撑座下面连接有定位支撑座板、前窗弯梁随形定位块，定位支撑座较宽一端设有6块定位支撑座板，定位支撑座板前面凹进处连接前窗横梁随形定位板，位于支撑座板后面与梯形基础框焊接在一起。
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