CN110936044B - B型地铁车构架的组焊方法 - Google Patents

B型地铁车构架的组焊方法 Download PDF

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Abstract

B型地铁车构架的组焊方法涉及轨道客车转向架构架的制造技术领域，其包括：构架的一步组焊，构架XY平面的确定以及对构架的冷调修，构架的X轴中心线和Y轴中心线的划线以及对构架的热调修，最后以Z轴基准线C、X轴中心线和Y轴中心线为统一基准，并结合图纸理论尺寸，对构架上的各种吊座进行划线定位并组焊，以完成构架的组焊工序。本发明将构架组焊时的基准统一为Z轴基准线C，既提高了组装精度又便于保证组装尺寸，同时，组焊后的构架几乎不用调修，提高了生产效率和产品合格率。该工艺将构架分步组焊，并利用工装将各步骤的基准统一，增加了各尺寸的可控性，提升了组焊精度。

Description

B型地铁车构架的组焊方法
技术领域
本发明涉及轨道客车转向架构架的制造技术领域，具体涉及一种B型地铁车构架的组焊方法。
背景技术
如图1至图4所示，B型地铁车转向架构架1包括两个箱形侧梁1-1、两个横梁1-2和两个纵梁1-3，每个侧梁1-1上盖板的中线位置设有一个空气弹簧座板1-1-2，每个侧梁1-1下盖板的中部对称设有两个内侧一系弹簧座1-1-1，每个侧梁1-1下盖板的两端各设有一个外侧一系弹簧座1-1-4，每个侧梁1-1的外侧壁上设有两个侧梁端部定位块1-1-3；两个纵梁1-3需要平行焊接在两个横梁1-2上，两个横梁1-2平行穿入且焊接在两个侧梁1-1的中部。
传统的焊接工艺是将两个横梁1-2、两个侧梁1-1和和两个纵梁1-3同时组装组焊的工艺方式，由于侧梁1为箱形结构，焊后出现不同程度的扭曲变形，造成两个侧梁1-1的加工基准均不同；并且组装时横梁、侧梁和纵梁的基准无法统一，导致焊接后需要反复调修来保证尺寸，调修困难且容易出现一系弹簧座厚度等尺寸超差的现象，无法保证加工尺寸，组焊后合格率低；并且，由于基准不统一，构架1上各种吊座的组焊合格率也低。
中垂面是指能将具有对称结构的物体对称地分成互为镜像的两部分的剖切平面。
发明内容
为了解决现有组焊工艺存在的构架横梁和侧梁组装时基准无法统一，导致一系弹簧座厚度尺寸超差，以及构架调修次数多和调修困难，焊接后无法保证加工尺寸，不合格率较高的技术问题，本发明提供一种B型地铁车构架的组焊方法。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
B型地铁车构架的组焊方法，其包括如下步骤：
步骤一、构架的一步组焊：先将两个纵梁与两个横梁组焊在一起，再将两个横梁分别插入两个侧梁中部，使两个侧梁与两个横梁组装在一起，然后将两个侧梁与两个横梁在焊接变位机上完成焊接，形成构架一步组件；
步骤二、构架XY平面的确定以及对构架的冷调修，具体包括如下步骤：
步骤2.1、将步骤一所述的构架一步组件反向放置并固定在划线平台上，根据图纸理论尺寸可知，内侧一系弹簧座的下端面到XY平面的理论距离Z1以及空气弹簧座板的上端面到XY平面的理论距离Z2，根据Z1和Z2的数值，在构架一步组件上找到XY平面的位置；
步骤2.2、使用洋冲在构架一步组件的侧梁外侧壁上刻打点状标识以标记出XY平面与侧梁外侧壁的交线，记作Z轴基准线C，作为后续Z轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤2.3、以步骤2.2所标记的Z轴基准线C为基准，使用压力机对构架一步组件上的四个外侧一系弹簧座所在的区域进行冷调修，使构架一步组件Z轴方向的尺寸调至满足图纸理论尺寸要求；
步骤2.4、将步骤2.3调修后的构架一步组件反向放置并固定在构架焊接工装上，以步骤2.2所标记的Z轴基准线C为基准，测量Z轴基准线C到所述构架焊接工装基准面A的距离为M，由图纸理论尺寸可知，侧梁端部定位块的下端面到Z轴基准线C的距离为J，根据M和J的数值，在构架一步组件上找到侧梁Z轴检测面的位置；
步骤2.5、使用洋冲在构架一步组件的侧梁外侧壁上刻打点状标识以标记出侧梁Z轴检测面与侧梁外侧壁的交线，记作侧梁Z轴检测线B；
步骤三、构架的X轴中心线和Y轴中心线的划线以及对构架的热调修，具体包括如下步骤：
步骤3.1、将构架一步组件反向放置并固定在划线平台上，根据步骤2.2所述的Z轴基准线C为基准，将构架一步组件在Z轴方向上调平；
步骤3.2、在经过步骤3.1调平后的构架一步组件上，找到两个纵梁相对面之间的纵向中垂面，然后，使用洋冲在构架一步组件的两个横梁外侧壁上刻打点状标识以标记出所述纵向中垂面与两个横梁外侧壁的交线，此交线在步骤2.1所述XY平面上的投影线段所在的直线记作X轴中心线，作为后续X轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤3.3、以步骤3.2所述X轴中心线为基准，结合图纸理论尺寸，在构架一步组件的侧梁下端面上找到两个侧梁各自的中心线位置，并使用洋冲在两个侧梁下端面上刻打点状标识以标记出侧梁中心线；
步骤3.4、在经过步骤3.1调平后的构架一步组件上，找到两个纵梁的横向中垂面，然后，使用洋冲在构架一步组件的两个纵梁外侧壁上刻打点状标识以标记出所述横向中垂面与两个纵梁外侧壁的交线，此交线在步骤2.1所述XY平面上的投影线段所在的直线记作Y轴中心线，作为后续Y轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤3.5、以步骤3.3所标记的侧梁中心线为基准，对两个侧梁在X轴和Y轴方向的尺寸进行检测，若是侧梁的尺寸超过公差时，则对超公差的部位进行热调修，以将两个侧梁在X轴和Y轴方向的尺寸调至满足图纸理论尺寸要求；
步骤四、将步骤3.5调修后的构架一步组件反向放置并固定在构架焊接工装上，并使构架一步组件上的X轴中心线和Y轴中心线均对应与构架焊接工装上的横向中线和纵向中线重合；以步骤2.5所述的侧梁Z轴检测线B到步骤2.4所述构架焊接工装基准面A的距离K为高度检测尺寸，分别检测构架一步组件上的两个侧梁中心线是否在同一个高度上，若两个侧梁中心线不在同一个高度上，则对两个侧梁上的四个外侧一系弹簧座所在的区域进行冷调修，以使两个侧梁的中心线在同一个高度上；
步骤五：以步骤2.2所述的Z轴基准线C、步骤3.2所述的X轴中心线和步骤3.4所述的Y轴中心线为基准，并结合图纸理论尺寸，对构架上的各种吊座进行划线定位并组焊，以完成构架的组焊工序。
步骤2.4所述的构架焊接工装包括底架、四个外侧一系弹簧座支撑座、四个X向侧顶紧器、四个Z向压紧器和四个Y向侧顶紧器；
底架整体呈矩形框架结构，其上设有横向中线标记和纵向中线标记，底架在其两个纵梁的纵向中线位置处各固连有一个底架基准面定位块；
四个外侧一系弹簧座支撑座、四个X向侧顶紧器、四个Z向压紧器和四个Y向侧顶紧器一一对应构成四组外侧一系弹簧座调整机构，四组外侧一系弹簧座调整机构的底部一一对应固连在底架矩形框架结构的四个角上，四组外侧一系弹簧座调整机构用于调整四个外侧一系弹簧座在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的尺寸，以使构架一步组件上的X轴中心线和Y轴中心线均对应与底架上的横向中线标记和纵向中线标记重合，且使两个侧梁的中心线在同一个高度上。
本发明的有益效果是：本发明利用四个内侧一系弹簧座和两个空气弹簧座的理论厚度尺寸将构架组焊时的基准统一为Z轴基准线C，既提高了组装精度又便于保证组装尺寸，同时，组焊后的构架几乎不用调修，提高了生产效率和产品合格率。该工艺将构架进行分步组焊，同时利用构架焊接工装将各步骤的基准统一，增加了各尺寸的可控性，提升了组焊精度。
附图说明
图1是B型地铁车转向架构架的正向结构示意图。
图2是B型地铁车转向架构架的反向结构示意图。
图3是图2的俯视结构示意图。
图4是图2的侧视结构示意图。
图5是本发明中的构架焊接工装和构架装配前的结构示意图。
图6是本发明中的构架焊接工装和构架装配后的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图5和图6所示，本发明B型地铁车构架的组焊方法包括如下步骤：
步骤一、构架1的一步组焊：先将两个纵梁1-3与两个横梁1-2组焊在一起，再将两个横梁1-2分别插入两个侧梁1-1中部，使两个侧梁1-1与两个横梁1-2组装在一起，然后将两个侧梁1-1与两个横梁1-2在焊接变位机上完成焊接，形成构架一步组件；
步骤二、构架1XY平面的确定以及对构架1的冷调修，具体包括如下步骤：
步骤2.1、将步骤一所述的构架一步组件反向放置并固定在划线平台上，根据构架的传统组焊工艺可知，靠近两个侧梁1-1中部位置的四个内侧一系弹簧座1-1-1和两个空气弹簧座板1-1-2几乎不会发生形变，形变量都在各自的公差范围内，因此本发明通过四个内侧一系弹簧座1-1-1和两个空气弹簧座板1-1-2的理论位置来确定XY平面的位置，即，首先根据图纸理论尺寸，将四个内侧一系弹簧座1-1-1和两个空气弹簧座板1-1-2在Z轴方向的厚度加工成图纸理论厚度值，再根据图纸理论尺寸可知，内侧一系弹簧座1-1-1的下端面到XY平面的理论距离Z1以及空气弹簧座板1-1-2的上端面到XY平面的理论距离Z2，根据Z1和Z2的数值，在构架一步组件上找到XY平面的位置；
步骤2.2、使用洋冲在构架一步组件的侧梁1-1外侧壁上刻打点状标识以标记出XY平面与侧梁1-1外侧壁的交线，记作Z轴基准线C，作为后续Z轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤2.3、以步骤2.2所标记的Z轴基准线C为基准，使用压力机对构架一步组件上的四个外侧一系弹簧座1-1-4所在的区域进行冷调修，使构架一步组件Z轴方向的尺寸调至满足图纸理论尺寸要求；
步骤2.4、将步骤2.3调修后的构架一步组件反向放置并固定在构架焊接工装上，以步骤2.2所标记的Z轴基准线C为基准，测量Z轴基准线C到所述构架焊接工装基准面A的距离为M，由图纸理论尺寸可知，侧梁端部定位块1-1-3的下端面到Z轴基准线C的距离为J，根据M和J的数值，在构架一步组件上找到侧梁Z轴检测面的位置；
步骤2.5、使用洋冲在构架一步组件的侧梁1-1外侧壁上刻打点状标识以标记出侧梁Z轴检测面与侧梁1-1外侧壁的交线，记作侧梁Z轴检测线B；
步骤三、构架1的X轴中心线和Y轴中心线的划线以及对构架1的热调修，具体包括如下步骤：
步骤3.1、将构架一步组件反向放置并固定在划线平台上，根据步骤2.2所述的Z轴基准线C为基准，将构架一步组件在Z轴方向上调平；
步骤3.2、在经过步骤3.1调平后的构架一步组件上，找到两个纵梁1-3相对面之间的纵向中垂面，然后，使用洋冲在构架一步组件的两个横梁1-2外侧壁上刻打点状标识以标记出所述纵向中垂面与两个横梁1-2外侧壁的交线，此交线在步骤2.1所述XY平面上的投影线段所在的直线记作X轴中心线，作为后续X轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤3.3、以步骤3.2所述X轴中心线为基准，结合图纸理论尺寸，在构架一步组件的侧梁1-1下端面上找到两个侧梁各自的中心线位置，并使用洋冲在两个侧梁1-1下端面上刻打点状标识以标记出侧梁中心线；
步骤3.4、在经过步骤3.1调平后的构架一步组件上，找到两个纵梁1-3的横向中垂面，然后，使用洋冲在构架一步组件的两个纵梁1-3外侧壁上刻打点状标识以标记出所述横向中垂面与两个纵梁1-3外侧壁的交线，此交线在步骤2.1所述XY平面上的投影线段所在的直线记作Y轴中心线，作为后续Y轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤3.5、以步骤3.3所标记的侧梁中心线为基准，对两个侧梁1-1在X轴和Y轴方向的尺寸进行检测，若是侧梁1-1的尺寸超过公差时，则对超公差的部位进行热调修，以将两个侧梁1-1在X轴和Y轴方向的尺寸调至满足图纸理论尺寸要求；
步骤四、将步骤三得到的构架一步组件反向放置并固定在构架焊接工装上，并使构架一步组件上的X轴中心线和Y轴中心线均对应与构架焊接工装上的横向中线和纵向中线重合；以步骤2.5所述的侧梁Z轴检测线B到步骤2.4所述构架焊接工装基准面A的距离K为高度检测尺寸，分别检测构架一步组件上的两个侧梁1-1中心线是否在同一个高度上，若两个侧梁中心线不在同一个高度上，则对两个侧梁1-1上的四个外侧一系弹簧座1-1-4所在的区域进行冷调修，以使两个侧梁1-1的中心线在同一个高度上；
步骤五：以步骤2.2所述的Z轴基准线C、步骤3.2所述的X轴中心线和步骤3.4所述的Y轴中心线为基准，并结合图纸理论尺寸，对构架1上的各种吊座进行划线定位并组焊，以完成构架1的组焊工序。
本发明步骤2.4所述的构架焊接工装包括底架2、四个外侧一系弹簧座支撑座3、四个X向侧顶紧器4、四个Z向压紧器5和四个Y向侧顶紧器6；上述X向侧顶紧器4、Z向压紧器5和Y向侧顶紧器6均可以采用市场上常用的快速压钳。
底架2整体呈矩形框架结构，其上设有横向中线标记和纵向中线标记，底架2在其两个纵梁的纵向中线位置处各固连有一个底架基准面定位块2-1。
四个外侧一系弹簧座支撑座3、四个X向侧顶紧器4、四个Z向压紧器5和四个Y向侧顶紧器6一一对应构成四组外侧一系弹簧座调整机构，四组外侧一系弹簧座调整机构的底部一一对应固连在底架2矩形框架结构的四个角上，四组外侧一系弹簧座调整机构用于调整四个外侧一系弹簧座1-1-4在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的尺寸，以使构架一步组件上的X轴中心线和Y轴中心线均对应与底架2上的横向中线标记和纵向中线标记重合，且使两个侧梁1-1的中心线在同一个高度上。
上述外侧一系弹簧座支撑座3是由螺纹连接的丝母和丝杆构成的丝杠机构，丝母固连在底架2的横梁上，丝杆的顶部对应支撑在外侧一系弹簧座1-1-4上，以调整外侧一系弹簧座1-1-4在Z轴方向的高度尺寸。

Claims (4)

1.B型地铁车构架的组焊方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一、构架(1)的一步组焊：先将两个纵梁(1-3)与两个横梁(1-2)组焊在一起，再将两个横梁(1-2)分别插入两个侧梁(1-1)中部，使两个侧梁(1-1)与两个横梁(1-2)组装在一起，然后将两个侧梁(1-1)与两个横梁(1-2)在焊接变位机上完成焊接，形成构架一步组件；
步骤二、构架(1)XY平面的确定以及对构架(1)的冷调修，具体包括如下步骤：
步骤2.1、将步骤一所述的构架一步组件反向放置并固定在划线平台上，根据图纸理论尺寸可知，内侧一系弹簧座(1-1-1)的下端面到XY平面的理论距离Z1以及空气弹簧座板(1-1-2)的上端面到XY平面的理论距离Z2，根据Z1和Z2的数值，在构架一步组件上找到XY平面的位置；
步骤2.2、使用洋冲在构架一步组件的侧梁(1-1)外侧壁上刻打点状标识以标记出XY平面与侧梁(1-1)外侧壁的交线，记作Z轴基准线C，作为后续Z轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤2.3、以步骤2.2所标记的Z轴基准线C为基准，使用压力机对构架一步组件上的四个外侧一系弹簧座(1-1-4)所在的区域进行冷调修，使构架一步组件Z轴方向的尺寸调至满足图纸理论尺寸要求；
步骤2.4、将步骤2.3调修后的构架一步组件反向放置并固定在构架焊接工装上，以步骤2.2所标记的Z轴基准线C为基准，测量Z轴基准线C到所述构架焊接工装基准面A的距离为M，由图纸理论尺寸可知，侧梁端部定位块(1-1-3)的下端面到Z轴基准线C的距离为J，根据M和J的数值，在构架一步组件上找到侧梁Z轴检测面的位置；
步骤2.5、使用洋冲在构架一步组件的侧梁(1-1)外侧壁上刻打点状标识以标记出侧梁Z轴检测面与侧梁(1-1)外侧壁的交线，记作侧梁Z轴检测线B；
步骤三、构架(1)的X轴中心线和Y轴中心线的划线以及对构架(1)的热调修，具体包括如下步骤：
步骤3.1、将构架一步组件反向放置并固定在划线平台上，根据步骤2.2所述的Z轴基准线C为基准，将构架一步组件在Z轴方向上调平；
步骤3.2、在经过步骤3.1调平后的构架一步组件上，找到两个纵梁(1-3)相对面之间的纵向中垂面，然后，使用洋冲在构架一步组件的两个横梁(1-2)外侧壁上刻打点状标识以标记出所述纵向中垂面与两个横梁(1-2)外侧壁的交线，此交线在步骤2.1所述XY平面上的投影线段所在的直线记作X轴中心线，作为后续X轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤3.3、以步骤3.2所述X轴中心线为基准，结合图纸理论尺寸，在构架一步组件的侧梁(1-1)下端面上找到两个侧梁各自的中心线位置，并使用洋冲在两个侧梁(1-1)下端面上刻打点状标识以标记出侧梁中心线；
步骤3.4、在经过步骤3.1调平后的构架一步组件上，找到两个纵梁(1-3)的横向中垂面，然后，使用洋冲在构架一步组件的两个纵梁(1-3)外侧壁上刻打点状标识以标记出所述横向中垂面与两个纵梁(1-3)外侧壁的交线，此交线在步骤2.1所述XY平面上的投影线段所在的直线记作Y轴中心线，作为后续Y轴方向的组焊和加工工序的基准线；
步骤3.5、以步骤3.3所标记的侧梁中心线为基准，对两个侧梁(1-1)在X轴和Y轴方向的尺寸进行检测，若是侧梁(1-1)的尺寸超过公差时，则对超公差的部位进行热调修，以将两个侧梁(1-1)在X轴和Y轴方向的尺寸调至满足图纸理论尺寸要求；
步骤四、将步骤3.5调修后的构架一步组件反向放置并固定在构架焊接工装上，并使构架一步组件上的X轴中心线和Y轴中心线均对应与构架焊接工装上的横向中线和纵向中线重合；以步骤2.5所述的侧梁Z轴检测线B到步骤2.4所述构架焊接工装基准面A的距离K为高度检测尺寸，分别检测构架一步组件上的两个侧梁(1-1)中心线是否在同一个高度上，若两个侧梁中心线不在同一个高度上，则对两个侧梁(1-1)上的四个外侧一系弹簧座(1-1-4)所在的区域进行冷调修，以使两个侧梁(1-1)的中心线在同一个高度上；
步骤五：以步骤2.2所述的Z轴基准线C、步骤3.2所述的X轴中心线和步骤3.4所述的Y轴中心线为基准，并结合图纸理论尺寸，对构架(1)上的各种吊座进行划线定位并组焊，以完成构架(1)的组焊工序。
2.如权利要求1所述的B型地铁车构架的组焊方法，其特征在于，步骤2.4所述的构架焊接工装包括底架(2)、四个外侧一系弹簧座支撑座(3)、四个X向侧顶紧器(4)、四个Z向压紧器(5)和四个Y向侧顶紧器(6)；
底架(2)整体呈矩形框架结构，其上设有横向中线标记和纵向中线标记，底架(2)在其两个纵梁的纵向中线位置处各固连有一个底架基准面定位块(2-1)；
四个外侧一系弹簧座支撑座(3)、四个X向侧顶紧器(4)、四个Z向压紧器(5)和四个Y向侧顶紧器(6)一一对应构成四组外侧一系弹簧座调整机构，四组外侧一系弹簧座调整机构的底部一一对应固连在底架(2)矩形框架结构的四个角上，四组外侧一系弹簧座调整机构用于调整四个外侧一系弹簧座(1-1-4)在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的尺寸，以使构架一步组件上的X轴中心线和Y轴中心线均对应与底架(2)上的横向中线标记和纵向中线标记重合，且使两个侧梁(1-1)的中心线在同一个高度上。
3.如权利要求2所述的B型地铁车构架的组焊方法，其特征在于，所述X向侧顶紧器(4)、Z向压紧器(5)和Y向侧顶紧器(6)均为快速压钳。
4.如权利要求2所述的B型地铁车构架的组焊方法，其特征在于，所述外侧一系弹簧座支撑座(3)是由螺纹连接的丝母和丝杆构成的丝杠机构，丝母固连在底架(2)的横梁上，丝杆的顶部对应支撑在外侧一系弹簧座(1-1-4)上。
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