CN112975236B - 用于敞开式底架框架的组焊定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的用于敞开式底架框架的组焊定位方法，通过规范操作实施步骤解决此类底架框架难于组装定位与调整的问题，以期满足焊接工艺对焊缝间隙的要求，在保证焊接质量的基础上提高敞开式底架框架的生产效率。包括如下实施步骤，(1)、底架框架中部区域的组装与调整定位；(2)、底架框架端部区域的尺寸测量与调整定位；(3)、底架框架与前端底架的定位组装；(4)、前端地板、过渡边梁与底架框架的定位组装。

Description

用于敞开式底架框架的组焊定位方法

技术领域

本申请是一种专门用于敞开式底架框架的组焊定位方法，属于轨道车辆制造领域。

背景技术

现有用于轨道车辆的铝合金车体底架框架，常见的主要结构可分为有以下两种：一种，是由边梁和多根横梁、纵梁拼焊而成框架结构，底架框架焊接成刚性一体后，再铺装地板；另一种，则是由边梁和通长地板型材拼焊成框架结构，底架框架焊接成刚性一体后，再组装前端底架等部件。上述两种底架框架通常的应用方案，均是在焊后形成刚性一体化结构。焊后底架宽度尺寸较为固定，不会影响到后续工序的进行，底架生产工艺相对地已日趋成熟、稳定。

但是，目前国内新设计与应用的某B型铝合金城轨列车采用了新型敞开式底架框架，其主要由边梁和多块地板型材拼焊成敞开式底架框架结构，即底架中部焊接成刚性一体，底架两端部位为“弹性”软连接；然后，再将前端底架吊落至底架框架两端部的敞开区域与端部地板进行组焊。上述敞开式底架框架，多块地板型材与边梁拼焊后形成焊缝多、变形大等特点。一方面，对自动焊后的底架框架尺寸提出了较高的尺寸要求；另一方面，特殊的敞开式底架框架结构又对其定位组装工装和方法提出了更高的要求。另外，近似圆柱形的边梁型材结构，给底架框架的组焊定位带来一定难度；若组焊工装设计不合理，则会直接增加底架框架组装定位难度，使边梁在压紧、拉紧、顶紧的三向定位上难于控制及调整。而且，底架框架两端部“弹性”软连接的结构特点，若底架框架的组焊定位方法及实施步骤不合理，会增加底架框架的组装定位及调整的难度，影响底架框架的组焊定位尺寸、后续组装焊缝间隙尺寸，难以保证产品质量，从而降低整体生产效率。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明所述的用于敞开式底架框架的组焊定位方法，在于解决上述现有技术存在的问题而专门针对敞开式底架框架提出一种全新的组焊定位工装和组焊定位工艺流程，通过规范的操作实施步骤有效地解决此类底架框架难于组装定位与调整的问题，以期满足焊接工艺对焊缝间隙的设计要求，在保证焊接质量的基础上提高此类敞开式底架框架的生产效率。

为实现上述设计目的，所述用于敞开式底架框架的组焊定位方法包括如下实施步骤：

(1)、底架框架中部区域的组装与调整定位；

(2)、底架框架端部区域的尺寸测量与调整定位；

(3)、底架框架与前端底架的定位组装；

(4)、前端地板、过渡边梁与底架框架的定位组装；

在所述的步骤(1)之前，由二位侧边梁、一位侧边梁，地板型材组焊制备底架框架，并且底架框架吊运组焊工装前需对底架框架长度、宽度、枕间距关键尺寸进行确认，进行焊前清理打磨，去除油污、氧化膜；

在所述的步骤(1)中，反位吊运底架框架缓慢落至底架组焊工装上，落放要求：靠紧单侧边梁外端的导向块缓慢落至底架组焊工装上，同时保证位置1处的定位基准块与底架框架的横向中心线平齐；首先，在位置1处测量定位基准块与底架一位侧边梁的垂直距离L1；然后，分别在位置2处测量定位基座块与底架一位侧边梁的垂直距离，通过边梁定位装置对底架框架进行微调，保证在位置1与位置2处定位基准块与底架一位侧边梁的垂直距离L1均一致；同时，在位置1和位置2处对底架二位侧边梁的外侧与定位基准块的垂直距离L2进行复核测量，保证上述位置处的测量值L2均一致，并且要求所有测量点距离边梁下部铝型材插槽距离均相同；测量完成后，通过数组边梁定位装置对底架框架中部区域的边梁进行夹紧定位，操作顺序是：首先，将旋转式拉紧压头搭放于边梁上，适当用力锁紧设置在旋转压紧臂垂向端上的压紧手柄，锁紧拉紧手柄；然后，再次锁紧设置在旋转压紧臂垂向端上的压紧手柄，最后锁紧顶紧手柄。

进一步地，在所述的步骤(2)中，底架框架中部区域组装与调整定位完成后，对底架框架端部区域的尺寸进行测量与调整定位。根据底架框架中部区域定位基准块与底架边梁的测量值L1和L2，同时考虑底架框架与前端底架组装时的工艺放量，通过底架框架边梁定位装置分别对底架框架端部边梁进行调整定位；

在位置3处调整底架一位侧边梁的外侧与定位基准块的垂直距离为L1-K(K为工艺放量参数，K取值范围是1-6mm)；在位置3处调整底架二位侧边梁的外侧与定位基准块的垂直距离为L2-K(K为工艺放量参数，K取值范围是1-6mm)；然后，通过数组边梁定位装置对底架框架端部区域的边梁进行夹紧定位，操作过程同上；整个底架框架在组焊工装上定位完成后，对底架框架反位测量对角线差值；如对角线差值不符合工艺尺寸要求，则需通过边梁定位装置进行微调。

进一步地，在所述的步骤(3)中，整个底架框架在组焊工装上定位完成后，对底架框架与前端底架进行定位组装，吊运一位端前端底架落至底架框架的空档区域进行研配组装；组装过程中，借助滑动龙门压紧装置对前端底架进行压紧底架框架反位定位段焊；段焊完成后进行组装尺寸确认，然后在对底架框架的正位进行段焊定位，二位端前端底架与底架框架的定位操作过程同一位端一致。

进一步地，在所述的步骤(4)中，通过过渡边梁定位压紧装置进行定位研配组装，吊运过渡边梁至支撑过渡边梁的尼龙垫块上，翻转旋转拉紧臂后插入定位止挡螺栓，再锁紧设置在旋转拉紧臂的横向端的压紧手柄，对过渡边梁与底架、前端底架进行段焊；通过前端地板定位压紧装置进行压紧定位，旋转固定于固定支柱上的旋转压紧臂至前端地板的边框梁上方，依次锁紧两侧的锁紧旋转压紧臂；

按上述步骤完成底架框架的组焊定位工序后实施反位焊接，反位焊接完成后再吊运、翻转底架框架移出组焊定位辅助工装再实施正位焊接。

综上内容，本申请所述用于敞开式底架框架的组焊定位方法具有以下优点与有益效果：

1、本申请提出的边梁定位结构集压紧、拉紧、顶紧于一体，有效地降低了底架框架的组装定位难度，定位尺寸易于调整而显著地提高了整体生产效率；

2、采用位于滑轨上的龙门压紧装置，能够有效地保证前端底架与底架框架焊缝的工艺要求，底架前端的组装与定位更为简便、实用性强；

3、提出底架框架整体组装与定位工艺流程的规范化操作，能够彻底地解决端部区域组装定位难、调整难、焊缝间隙不均匀的技术难题，既可降低工作强度、又能保证焊缝质量。

附图说明

图1是底架框架与端部底架组焊后的结构示意图；

图2是底架端部区域与前端底架连接的结构示意图；

图3是敞开式底架框架的结构示意图；

图4是用于敞开式底架框架的组焊定位辅助工装的示意图；

图5是图4的A部放大示意图；

图6是图4的B部放大示意图；

图7是图4的C部放大示意图；

图8是图4的D-D剖视截面示意图；

图9是底架框架与前端底架的组焊定位工艺流程图；

图10是底架框架定位及调整示意图；

图10-1是图10中的B-B向剖面示意图；

在上述附图中，工装支撑梁1、工装纵梁2、工装加强梁3、反位工装横梁4、滑动龙门压紧工装滑轨5、滑轮6、龙门支撑纵梁7、龙门支撑横梁8、液压油缸9、液压伸缩压柱10、前端地板定位压紧装置固定支柱11、前端地板定位压紧装置旋转压紧臂12、前端地板定位压紧装置压紧手柄13、过渡边梁定位压紧装置固定支柱14、过渡边梁定位压紧装置安装座15、定位止挡螺栓16、尼龙垫块17、过渡边梁定位压紧装置旋转拉紧臂18、过渡边梁定位压紧装置压紧手柄19、边梁定位装置固定支柱20、边梁定位装置定位止挡块21、边梁定位装置拉紧手柄22、边梁定位装置旋转顶紧手柄23、边梁定位装置旋转式拉紧压头24、边梁定位装置压紧手柄25、边梁定位装置旋转压紧臂26、边梁定位装置顶紧端尼龙垫块27、边梁定位装置拉紧压头尼龙垫块28、定位基准块29、导向块30、底架框架二位侧边梁100、底架框架一位侧边梁200、底架框架地板300、前端地板定位压紧装置400、过渡边梁定位压紧装置500、底架框架边梁定位装置600、滑动龙门压紧装置700、前端底架800、前端底架牵引梁801、过渡边梁900、前端地板1000。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步的详细描述。

实施例1，以国内目前使用的某B型铝合金轨道车辆的车体底架为例。

如图1所示，该B型铝合金车体底架主要由底架框架1100、前端底架800、过渡边梁900、前端地板1000组成，在组焊工装上进行反位组装。

如图2所示，底架框架1100端部区域与前端底架800的连接结构，其中，底架框架1100两端部呈“弹性”软连接，底架框架1100两端部宽度尺寸具有可变性，半宽具有非对称性的特点。前端底架800的牵引梁801一方面起底架支撑梁的作用，另一方面贯穿于地板厚度方向与端部地板组焊起连接梁作用。

底架框架地板300的正位端部与前端底架牵引梁801的接头型式为4V对接焊缝，数量为2条；底架框架地板300的反位端部与前端底架牵引梁801的接头型式为a3角焊缝，数量为2条；其中，底架框架地板300的正位端部与前端底架牵引梁801的2条4V对接焊缝对焊缝间隙大小有较为严格的要求，受焊接收缩变形的影响，若每条4V对接焊缝间隙偏小或无间隙，将导致无法焊接或焊后底架宽度偏小；若每条4V对接焊缝间隙偏大，超出焊接参数要求，则需再次调整底架框架两端部的组装宽度定位尺寸，相应增加了调整操作难度，降低了工作效率；若每条4V对接焊缝间隙不一致，则导致焊后底架对角线差值超差，底架呈平行四边形结构，严重时导致底架报废。

基于上述对敞开式底架框架设计结构的分析、以及底架框架地板300与前端底架牵引梁801的4V对接焊缝对间隙的参数要求，考虑到焊接收缩变形的影响，本申请提出了下述组焊定位辅助工装和组焊定位方法步骤。

如图3所示，应用于B型轨道车辆的敞开式铝合金底架框架，主要是由底架框架二位侧边梁100、底架框架一位侧边梁200、底架框架地板300组焊而成，焊缝接头形式为插入式4V对接焊缝。

如图4至图8所示，基于上述B型轨道车辆铝合金车体的敞开式铝合金底架框架，本申请所述的组焊定位辅助工装包括，沿左、右侧底架边梁方向辅设的一组左右设置的工装纵梁2，工装纵梁2固定于数个工装支撑梁1上；

在工装纵梁2上方固定数组定位基准块29、2组导向块30、数根反位工装横梁4、以及均匀设置有前端地板定位压紧装置400、过渡边梁定位压紧装置500、数组底架框架边梁定位装置600和滑动龙门压紧装置700；

定位基准块29采用机加工方式保证基准面垂直度的平面度，其安装于工装纵梁2后再通过经纬仪进行校准；

在左右对称的工装纵梁2之间固定连接数根加强梁3；

在工装纵梁2的外侧固定有龙门压紧工装的滑轨5，滑动龙门压紧装置700座落于滑轨5上。

所述的前端地板定位压紧装置400，包括有用于支撑旋转压紧臂12的固定支柱11，在旋转压紧臂12垂向端设置有压紧手柄13。

所述的过渡边梁定位压紧装置500，包括有用于支撑旋转拉紧臂18的安装座15，安装座15固定于支柱14上，在安装座15下方连接用于支撑过渡边梁的尼龙垫块17，在安装座15上方设置插入式定位止挡螺栓16，在旋转拉紧臂18的横向端设置有压紧手柄19。

所述的底架框架边梁定位装置600具有压紧、拉紧与顶紧等多项功能，其包括有用于支撑旋转压紧臂26的固定支柱20，在旋转压紧臂26垂向端设置有压紧手柄25，在垂直于边梁外表面的固定支柱20侧面上设置有拉紧手柄22，在拉紧手柄22的端部设置有旋转式拉紧压头24，旋转式拉紧压头24与边梁接触区域设置尼龙垫块28，在拉紧手柄22的尾端设置有定位止挡块21，在拉紧手柄22的顶紧端设置有尼龙垫块27，在平行于边梁外表面的固定支柱20侧面上设置有旋转顶紧手柄23。

所述的滑动龙门压紧装置700用于前端底架的定位组装，其由滑轮6、龙门支撑纵梁7、龙门支撑横梁8、液压油缸9、液压伸缩压柱组成10组成。

如图9和图10所示，基于上述应用于B型轨道车辆铝合金车体的敞开式底架框架的组焊定位辅助工装设计方案，本申请提出包括如下实施步骤的组焊定位方法：

(1)、底架框架中部区域的组装与调整定位；

(2)、底架框架端部区域的尺寸测量与调整定位；

(3)、底架框架与前端底架的定位组装；

(4)、前端地板、过渡边梁与底架框架的定位组装；

具体地，在所述的步骤(1)之前，由二位侧边梁100、一位侧边梁200，地板型材300组焊制备底架框架1100，其中部区域宽度尺寸公差≤1mm，因此底架框架1100吊运组焊工装前需对底架框架长度、宽度、枕间距等关键尺寸进行确认，并进行焊前清理打磨，去除油污、氧化膜等；

在所述的步骤(1)中，反位吊运底架框架缓慢落至底架组焊工装上，落放要求：靠紧单侧边梁外端的导向块30缓慢落至底架组焊工装上，同时保证位置1处的定位基准块29与底架框架1100的横向中心线平齐；

按图10所示，首先，在位置1处测量定位基准块29与底架一位侧边梁200的垂直距离L1；然后，分别在位置2处测量定位基座块29与底架一位侧边梁200的垂直距离，通过边梁定位装置600对底架框架进行微调，保证在位置1与位置2处定位基准块29与底架一位侧边梁200的垂直距离L1均一致，公差≤1mm；同时，在位置1和位置2处对底架二位侧边梁100的外侧与定位基准块29的垂直距离L2进行复核测量，保证上述3个位置处的测量值L2均一致，公差≤1mm，并且要求所有测量点距离边梁下部铝型材插槽距离均为90mm；

测量完成后，通过数组边梁定位装置600对底架框架1100中部区域的边梁进行夹紧定位，具体的操作顺序是：首先，将旋转式拉紧压头24搭放于边梁上，适当用力锁紧设置在旋转压紧臂26垂向端上的压紧手柄25，锁紧拉紧手柄22；然后，再次锁紧设置在旋转压紧臂26垂向端上的压紧手柄25，最后锁紧顶紧手柄23。

在所述的步骤(2)中，底架框架1100中部区域组装与调整定位完成后，对底架框架1100端部区域的尺寸进行测量与调整定位。根据底架框架1100中部区域定位基准块29与底架边梁的测量值L1和L2，同时考虑底架框架1100与前端底架800组装时的工艺放量，通过底架框架边梁定位装置600分别对底架框架1100端部边梁进行调整定位。具体地，在位置3处调整底架一位侧边梁100的外侧与定位基准块29的垂直距离为L1-2mm；在位置3处调整底架二位侧边梁100的外侧与定位基准块29的垂直距离为L2-2mm；然后，通过数组边梁定位装置600对底架框架1100端部区域的边梁进行夹紧定位，操作过程同上；

整个底架框架1100在组焊工装上定位完成后，对底架框架1100反位测量对角线差值，要求差值≤2mm；如不满足，则需通过边梁定位装置600进行微调。

在所述的步骤(3)中，整个底架框架1100在组焊工装上定位完成后，对底架框架1100与前端底架进行定位组装，吊运一位端前端底架800落至底架框架1100的空档区域进行研配组装。组装过程中，借助滑动龙门压紧装置700对前端底架800进行压紧底架框架反位定位段焊；段焊完成后进行组装尺寸确认，然后在对底架框架的正位进行段焊定位，二位端前端底架与底架框架的定位操作过程同一位端一致。

在所述的步骤(4)中，通过过渡边梁定位压紧装置500进行定位研配组装，吊运过渡边梁900至支撑过渡边梁的尼龙垫块17上，翻转旋转拉紧臂18后插入定位止挡螺栓16，再锁紧设置在旋转拉紧臂18的横向端的压紧手柄19，对过渡边梁900与底架、前端底架进行段焊；为减小焊接收缩变形对前端地板1000平面度的影响，通过前端地板定位压紧装置400进行压紧定位，旋转固定于固定支柱11上的旋转压紧臂12至前端地板的边框梁上方，依次锁紧两侧的锁紧旋转压紧臂12。

按上述步骤完成底架框架1100的组焊定位工序后实施反位焊接，反位焊接完成后再吊运、翻转底架框架1100移出组焊定位辅助工装再实施正位焊接。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种用于敞开式底架框架的组焊定位方法，其特征在于：包括如下实施步骤，

(1)、底架框架中部区域的组装与调整定位；

(2)、底架框架端部区域的尺寸测量与调整定位；

(3)、底架框架与前端底架的定位组装；

(4)、前端地板、过渡边梁与底架框架的定位组装；

在所述的步骤(1)之前，由二位侧边梁、一位侧边梁，地板型材组焊制备底架框架，并且底架框架吊运组焊工装前需对底架框架长度、宽度、枕间距关键尺寸进行确认，进行焊前清理打磨，去除油污、氧化膜；

在所述的步骤(1)中，反位吊运底架框架缓慢落至底架组焊工装上，落放要求：靠紧单侧边梁外端的导向块缓慢落至底架组焊工装上，同时保证位置1处的定位基准块与底架框架的横向中心线平齐；首先，在位置1处测量定位基准块与底架一位侧边梁的垂直距离L1；然后，分别在位置2处测量定位基座块与底架一位侧边梁的垂直距离，通过边梁定位装置对底架框架进行微调，保证在位置1与位置2处定位基准块与底架一位侧边梁的垂直距离L1均一致；同时，在位置1和位置2处对底架二位侧边梁的外侧与定位基准块的垂直距离L2进行复核测量，保证在位置1和位置2处的测量值L2一致，并且要求所有测量点距离边梁下部铝型材插槽距离均相同；测量完成后，通过数组边梁定位装置对底架框架中部区域的边梁进行夹紧定位，操作顺序是：首先，将旋转式拉紧压头搭放于边梁上，适当用力锁紧设置在旋转压紧臂垂向端上的压紧手柄，锁紧拉紧手柄；然后，再次锁紧设置在旋转压紧臂垂向端上的压紧手柄，最后锁紧顶紧手柄；

在所述的步骤(2)中，底架框架中部区域组装与调整定位完成后，对底架框架端部区域的尺寸进行测量与调整定位；根据底架框架中部区域定位基准块与底架边梁的测量值L1和L2，同时考虑底架框架与前端底架组装时的工艺放量，通过底架框架边梁定位装置分别对底架框架端部边梁进行调整定位；

在位置3处调整底架一位侧边梁的外侧与定位基准块的垂直距离为L1-K，K为工艺放量参数，K取值范围是1-6mm；在位置3处调整底架二位侧边梁的外侧与定位基准块的垂直距离为L2-K，K为工艺放量参数，K取值范围是1-6mm；然后，通过数组边梁定位装置对底架框架端部区域的边梁进行夹紧定位，操作过程同上；

整个底架框架在组焊工装上定位完成后，对底架框架反位测量对角线差值；如对角线差值不符合工艺尺寸要求，则需通过边梁定位装置进行微调。

2.根据权利要求1所述的用于敞开式底架框架的组焊定位方法，其特征在于：在所述的步骤(3)中，整个底架框架在组焊工装上定位完成后，对底架框架与前端底架进行定位组装，吊运一位端前端底架落至底架框架的空档区域进行研配组装；组装过程中，借助滑动龙门压紧装置对前端底架进行压紧底架框架反位定位段焊；段焊完成后进行组装尺寸确认，然后在对底架框架的正位进行段焊定位，二位端前端底架与底架框架的定位操作过程同一位端一致。

3.根据权利要求2所述的用于敞开式底架框架的组焊定位方法，其特征在于：在所述的步骤(4)中，通过过渡边梁定位压紧装置进行定位研配组装，吊运过渡边梁至支撑过渡边梁的尼龙垫块上，翻转旋转拉紧臂后插入定位止挡螺栓，再锁紧设置在旋转拉紧臂的横向端的压紧手柄，对过渡边梁与底架、前端底架进行段焊；通过前端地板定位压紧装置进行压紧定位，旋转固定于固定支柱上的旋转压紧臂至前端地板的边框梁上方，依次锁紧两侧的锁紧旋转压紧臂；

按步骤(1)至步骤(4)完成底架框架的组焊定位工序后实施反位焊接，反位焊接完成后再吊运、翻转底架框架移出组焊定位辅助工装再实施正位焊接。

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