CN115123322A - 低地板列车、模块化车轮罩及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低地板列车、模块化车轮罩及其加工工艺，模块化车轮罩通过车轮罩焊接模块整体加工获得，车轮罩焊接模块包括按照车轮罩设计结构拼焊为一体的台阶顶板、前端板、后端板、侧板；其中，台阶顶板、前端板均为第一中空铝型材，第一中空铝型材的两侧板面上均成型有用于布线和/或连接车体结构的C槽，后端板和侧板均为第二中空铝型材，第二中空铝型材的两侧板面为光面。本发明提供的模块化车轮罩及其加工工艺，加工过程简单且成品质量高，还能够满足低地板列车的轻量化设计要求。

Description

低地板列车、模块化车轮罩及其加工工艺

技术领域

本发明属于轨道车辆技术领域，具体涉及一种低地板列车、模块化车轮罩及其加工工艺。

背景技术

随着我国轨道线路的不断发展，100％低地板有轨列车作为一种新型的车辆制式，在经济开发区及观光旅游线路上得到了广泛的应用和推广，作为车辆整车系统中重要的组成部分，车轮罩结构对于列车的整体结构安全性和可靠性尤为关键。

目前，100％低地板的车轮罩结构大多采用钢制板拼焊而成，在焊接之前需要按照设计结构对各个单板进行机加工，包括各个位置上相应的功能模块如转向架、电气设备等的接口结构等，由于焊接位置多，车轮罩焊接完成后难免产生应力变形，因此焊后需要进行修整矫正，不仅加工难度大，而且无法保证车轮罩的整体和各功能接口的尺寸和位置精度，同时由于钢制板本身自重及大量焊缝的堆积重量较大，因此车轮罩整体结构笨重，制约车辆的轻量化性能提升。

发明内容

本发明实施例提供一种低地板列车、模块化车轮罩及其加工工艺，旨在解决当前车轮罩结构笨重、加工困难且成品质量差的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：第一方面，提供一种模块化车轮罩，通过车轮罩焊接模块整体加工获得，车轮罩焊接模块包括按照车轮罩设计结构拼焊为一体的台阶顶板、前端板、后端板、侧板；其中，台阶顶板、前端板均为第一中空铝型材，第一中空铝型材的至少一侧板面上成型有用于布线和/或连接车体结构的C槽，后端板和侧板均为第二中空铝型材，第二中空铝型材的两侧板面为光面。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，台阶顶板包括拼焊为一体的第一顶板、竖板及第二顶板，其中，第一顶板和第二顶板均为第一中空铝型材，竖板为上下两端反向水平弯折的第三中空铝型材，且竖板的两个弯折端分别与第一顶板和第二顶板对接拼焊。

示例性的，第一中空铝型材的一侧边缘成型有向下垂直弯折的直拐角，直拐角的弯折底端成型有第一插装部，第一插装部适于插入第一中空铝型材和第二中空铝型材的中空槽内。

举例说明，第三中空铝型材的两个弯折端均成型有第二插装部，第二插装部适于插入第一中空铝型材的中空槽内。

本发明提供的模块化车轮罩的有益效果在于：与现有技术相比，本发明模块化车轮罩，各组成部分均采用预制的中空铝型材，只需基于相应的中空铝型材的结构按尺寸进行裁切即可获得，然后将裁切后的各部分直接拼焊完成后再进行整体加工即可，由于台阶顶板、前端板、后端板及侧板均为整块的中空铝型材，因此能够大大缩减焊缝量，不仅能够降低拼装焊接难度，减少焊接应力变形，而且能够配合中空铝型材自重轻的特点，规避因各部分自重和焊缝量大而对车辆实现轻量化产生的负面影响，另外，由于台阶顶板和前端板所采用的第一中空铝型材上成型有C槽，利用C槽能够作为车轮罩与车体结构相应部位(如转向架、电气设备连接点等)之间的连接接口，因此无需再另外焊接用于连接车体结构的其它连接接口，不仅能够减少加工量，还能够进一步减重，同时C槽还能够作为线槽进行布线，在整体加工时，只需将多余的C槽去除、按照设计结构加工功能孔位(如注沙口、过线孔等)，不仅加工简单而且能够保证加工精度，提高车轮罩最终成品质量。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车轮罩加工工艺，用于加工上述模块化车轮罩，包括以下步骤：

按照设计尺寸切割第一中空铝型材，获得第一顶板、第二顶板及前端板，其中，前端板为去除直拐角后的第一中空铝型材切割获得；按照设计尺寸切割第二中空铝型材，获得后端板及侧板；按照设计尺寸切割第三中空铝型材，获得竖板；

将第一顶板、第二顶板、竖板拼焊获得台阶顶板；

将前端板、后端板依次与台阶顶板焊接为一体；

将侧板与前端板、后端板及台阶顶板焊接为一体，获得车轮罩焊接模块；

将车轮罩焊接模块按照设计结构进行整体加工，获得模块化车轮罩。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，将第一顶板、第二顶板、竖板拼焊获得台阶顶板包括：

将竖板的下弯折端的第二插装部插入第一顶板的中空槽内，沿第二插装部与中空槽的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接；

将竖板的上弯折端的第二插装部插入第二顶板的中空槽内，沿第二插装部与中空槽的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接。

一些实施例中，将前端板、后端板依次与台阶顶板焊接为一体包括：

将成型于第一顶板的直拐角上的第一插装部插入前端板的中空槽内，沿第一插装部与中空槽的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接；

将成型于第二顶板的直拐角上的第一插装部插入后端板的中空槽内，沿第一插装部与中空槽的槽壁结合轨迹进行熔透焊接。

一些实施例中，将侧板与前端板、后端板及台阶顶板焊接为一体，获得车轮罩焊接模块包括：

将侧板的两端边沿分别与前端板和后端板贴合，将侧板的顶端边沿与台阶顶板贴合，沿各个贴合轨迹进行半熔透焊接。

一些实施例中，将车轮罩焊接模块按照设计结构进行整体加工包括：按照设计结构去除多余的C槽、焊接功能模块接口、在台阶顶板上加工注沙孔、过线孔。

本发明提供的车轮罩加工工艺的有益效果在于：与现有技术相比，本发明模块化车轮罩，各部分均采用具有相应结构的中空铝型材按照设计尺寸裁切获得，在拼焊成品前无需进行单件机加工，拼焊完成后整体加工只需去除中空铝型材上相应部位的材料即可，无需再额外焊接功能接口，不仅能够减少加工工作量，而且成品重量轻，有助于实现车辆的轻量化设计需求，由于焊缝量小，还能够规避焊接应力变形问题，同时配合拼焊后整体机加工的工艺流程，能够提高加工精度，提升最终成品质量。

第三方面，本发明实施例还提供了一种低地板列车，包括车体，及上述模块化车轮罩，其中，模块化车轮罩与车体之间采用结构胶粘接固定。

本发明实施例提供的低地板列车的有益效果在于：与现有技术相比，采用了上述模块化车轮罩，具有与上述模块化车轮罩相同的有益效果，此外，车轮罩与车体之间采用结构胶粘接固定，相较于常规的焊接、锚接、螺栓连接等刚性连接方式，能够具有更高的抗疲劳性能，提高有效寿命，同时还能够利用结构胶自身所具备的弹性性能而起到避震作用，从而提高设于车轮罩上方的座椅的乘坐舒适性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的模块化车轮罩的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的模块化车轮罩在整体加工前的车轮罩焊接模块的爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例中第一顶板(第一中空铝型材)和前端板(第一中空铝型材)的焊接结构示意图；

图4为本发明实施例中竖板(第三中空铝型材)与第一顶板和第二顶板(第一中空铝型材)的焊接结构示意图；

图5为本发明实施例中第二顶板(第一中空铝型材)和后端板(第二中空铝型材)的焊接结构示意图；

图6为本发明实施例中台阶顶板(第一中空铝型材)和侧板(第二中空铝型材)的焊接结构示意图；

图7为本发明实施例采用的第一中空铝型材的端面结构示意图；

图8为图7中A处的局部放大结构示意图；

图9为本发明实施例采用的第三中空铝型材的端面结构示意图；

图10为本发明实施例采用的第二中空铝型材的端面结构示意图；

图11为本发明实施例提供的车轮罩加工工艺的流程框图。

图中：10、车轮罩焊接模块；102、中空槽；11、台阶顶板；110、C槽；111、第一顶板；1111、直拐角；1112、第一插装部；1113、第一扣体；1114、第一沟槽；112、第二顶板；113、竖板；1131、第二插装部；1132、第二扣体；1133、第二沟槽；12、前端板；13、后端板；14、侧板；20、过线孔；30、注沙孔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图10，现对本发明提供的模块化车轮罩进行说明。所述模块化车轮罩，通过车轮罩焊接模块10整体加工获得，车轮罩焊接模块10包括按照车轮罩设计结构拼焊为一体的台阶顶板11、前端板12、后端板13、侧板14；其中，台阶顶板11、前端板12均为第一中空铝型材，第一中空铝型材的至少一侧板14面上成型有用于布线和/或连接车体结构的C槽110，后端板13和侧板14均为第二中空铝型材，第二中空铝型材的两侧板14面为光面。

需要解释的是，在本实施例中，按照产品结构，台阶顶板11和前端板12可采用同一种结构的中空铝型材，后端板13和侧板14可以采用同一种结构的中空铝型材，其中，台阶顶板11的台阶型结构是为适应车体结构而定制的，其余各部分均为平板结构，应当理解的是，中空铝型材通常采用挤压成型的工艺，在此台阶顶板11和前端板12均采用第一中空铝型材，因此第一中空铝型材的完整端面结构应当为台阶型，裁切台阶顶板11时应当基于台阶型的中间位置向两侧量取相应的尺寸，裁切前端板12时应当基于其中一个台阶平面进行裁切。

应当说明的是，第一中空铝型材上成型的C槽110位置可以是基于多品类产品所需的接口位置而定，在整体加工时只需将多余的C槽110铣除即可，因此能够满足多类型产品的通用化需求，也就是说，在车轮罩整体机加工之前的车轮罩焊接模块10实际上是一个通用的模块结构。

本实施例提供的模块化车轮罩，与现有技术相比，各组成部分均采用预制的中空铝型材，只需基于相应的中空铝型材的结构按尺寸进行裁切即可获得，然后将裁切后的各部分直接拼焊完成后再进行整体加工即可，由于台阶顶板11、前端板12、后端板13及侧板14均为整块的中空铝型材，因此能够大大缩减焊缝量，不仅能够降低拼装焊接难度，减少焊接应力变形，而且能够配合中空铝型材自重轻的特点，规避因各部分自重和焊缝量大而对车辆实现轻量化产生的负面影响，另外，由于台阶顶板11和前端板12所采用的第一中空铝型材上成型有C槽110，利用C槽110能够作为车轮罩与车体结构相应部位(如转向架、电气设备连接点等)之间的连接接口，因此无需再另外焊接用于连接车体结构的其它连接接口，不仅能够减少加工量，还能够进一步减重，同时C槽110还能够作为线槽进行布线，在整体加工时，只需将多余的C槽110去除、按照设计结构加工功能孔位(如注沙口、过线孔20等)，不仅加工简单而且能够保证加工精度，提高车轮罩最终成品质量。

在一些实施例中，参见图1及图2，台阶顶板11包括拼焊为一体的第一顶板111、竖板113及第二顶板112，其中，第一顶板111和第二顶板112均为第一中空铝型材，竖板113为上下两端反向水平弯折的第三中空铝型材，且竖板113的两个弯折端分别与第一顶板111和第二顶板112对接拼焊。

在此考虑到中空铝型材的设备加工能力和成型质量，将台阶顶板11划分为三部分拼焊成型的结构形式，其中，第一顶板111和第二顶板112作为与前端板12相似的平板结构，均采用第一中空铝型材裁切直接获得，而作为台阶部分结构的竖板113单独采用一种结构的中空铝型材(即第三中空铝型材)，从而能够降低中空铝型材的加工难度，并保证其成型质量，将第一顶板111、第二顶板112按尺寸裁切后分别与竖板113(可直接成型为要求尺寸，无需裁切)的上下两个弯折端进行对拼焊接即可形成完整的台阶顶板11，在基本不增加焊接作业量的情况下能够大大降低中空铝型材的加工难度。

作为上述第一中空铝型材的一种具体结构，请参阅图3、图7及图8，第一中空铝型材的一侧边缘成型有向下垂直弯折的直拐角1111，直拐角1111的弯折底端成型有第一插装部1112，第一插装部1112适于插入第一中空铝型材和第二中空铝型材的中空槽102内。通过一体成型的直拐角1111结构能够使台阶顶板11与前端板12的顶端、后端板13的顶端之间形成竖直对接的关系，从而能够避免焊缝直接承受垂向压力，提高垂向承载能力，同时配合能够插装于中空槽102(中空铝型材切割后漏出的槽口)的第一插装部1112，能够避免连接位置出现水平错位，进一步提高连接可靠性。

作为上述第三中空铝型材的一种具体结构，请参阅图4及图9，第三中空铝型材的两个弯折端均成型有第二插装部1131，第二插装部1131适于插入第一中空铝型材的中空槽102内。利用第二插装部1131与中空槽102的插装配合，能够提高连接位置的垂向承载能力，避免连接处的焊缝直接承受垂向压力，从而提高连接可靠性。

基于同一发明构思，结合图1至图11理解，本申请实施例还提供一种车轮罩加工工艺，用于加工上述模块化车轮罩，包括以下步骤：

步骤S100，按照设计尺寸切割第一中空铝型材，获得第一顶板111、第二顶板112及前端板12，其中，前端板12为去除直拐角1111后的第一中空铝型材切割获得；按照设计尺寸切割第二中空铝型材，获得后端板13及侧板14；按照设计尺寸切割第三中空铝型材，获得竖板113；

步骤S200，将第一顶板111、第二顶板112、竖板113拼焊获得台阶顶板11；

步骤S300，将前端板12、后端板13依次与台阶顶板11焊接为一体；

步骤S400，将侧板14与前端板12、后端板13及台阶顶板11焊接为一体，获得车轮罩焊接模块10；

步骤S500，将车轮罩焊接模块10按照设计结构进行整体加工，获得模块化车轮罩。

本实施例提供的模块化车轮罩，与现有技术相比，各部分均采用具有相应结构的中空铝型材按照设计尺寸裁切获得，在拼焊成品前无需进行单件机加工，拼焊完成后整体加工只需去除中空铝型材上相应部位的材料即可，无需再额外焊接功能接口，不仅能够减少加工工作量，而且成品重量轻，有助于实现车辆的轻量化设计需求，由于焊缝量小，还能够规避焊接应力变形问题，同时配合拼焊后整体机加工的工艺流程，能够提高加工精度，提升最终成品质量。

一些可能的实现方式中，参见图2及图4，将第一顶板111、第二顶板112、竖板113拼焊获得台阶顶板11包括：将竖板113的下弯折端的第二插装部1131插入第一顶板111的中空槽102内，沿第二插装部1131与中空槽102的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接；将竖板113的上弯折端的第二插装部1131插入第二顶板112的中空槽102内，沿第二插装部1131与中空槽102的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接。

在此需要说明的是，如图9所示，第二插装部1131可以是整体宽度与中空槽102的槽宽相匹配的外凸实心或空心结构，具体在本实施例中，第二插装部1131为背靠背成型于弯折端的中空槽102的两侧槽壁上的两个第二扣体1132，两个第二扣体1132相背离的壁面上成型有第二沟槽1133，由于焊接时第二插装部1131完全嵌入中空槽102内部，因此第二顶板112(或第二顶板112)的边沿与竖板113的下弯折端(或上弯折端)边沿相互抵接，从而形成两者的结合轨迹，此时沿结合轨迹进行熔透焊接，熔融的焊料能够流入并填满第二沟槽1133，使两个第二扣体1132分别与中空槽102的两内侧槽壁连为一体，从而大大提高焊接强度和连接可靠性。

一些实施例中，参见图3及图5，将前端板12、后端板13依次与台阶顶板11焊接为一体包括：将成型于第一顶板111的直拐角1111上的第一插装部1112插入前端板12的中空槽102内，沿第一插装部1112与中空槽102的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接；将成型于第二顶板112的直拐角1111上的第一插装部1112插入后端板13的中空槽102内，沿第一插装部1112与中空槽102的槽壁结合轨迹进行熔透焊接。

如图8所示，在此第一插装部1112可以是整体宽度与中空槽102的槽宽相匹配的外凸实心或空心结构，具体在本实施例中，第一插装部1112为背靠背成型于弯折端的中空槽102的两侧槽壁上的两个第一扣体1113，两个第一扣体1113相背离的壁面上成型有第一沟槽1114，由于焊接时第一插装部1112完全嵌入中空槽102内部，因此第一顶板111(或第一顶板111)的边沿与竖板113的下弯折端(或上弯折端)边沿相互抵接，从而形成两者的结合轨迹，此时沿结合轨迹进行熔透焊接，熔融的焊料能够流入并填满第一沟槽1114，使两个第一扣体1113分别与中空槽102的两内侧槽壁连为一体，从而大大提高焊接强度和连接可靠性。

一些实施例中，参见图1及图6，将侧板14与前端板12、后端板13及台阶顶板11焊接为一体，获得车轮罩焊接模块10包括：将侧板14的两端边沿分别与前端板12和后端板13贴合，将侧板14的顶端边沿与台阶顶板11贴合，沿各个贴合轨迹进行半熔透焊接。

由于中空铝型材的加工工艺为挤压成型，因此其无法在挤压截面上形成其它结构，也就是说，中空铝型材任意位置的横断面结构必然一致，在拼焊时，台阶顶板11、前端板12、后端板13之间的焊缝均利用了中空槽102，因此焊缝方向与中空铝型材的轴向(挤压成型方向)一致，因此侧板14只能够与中空铝型槽的端面(横断面)进行贴合焊接，在此沿着贴合轨迹进行半熔透焊接的方式在于避免焊缝过深而导致板材边沿热应变，确保产品成型质量。

一些实施例中，参见图1，将车轮罩焊接模块10按照设计结构进行整体加工包括：按照设计结构去除多余的C槽110、焊接功能模块接口、在台阶顶板11上加工注沙孔30、过线孔20。

应理解，车轮罩焊接模块10可以作为适应不同车体结构的通用化模块，实现该通用化效果的关键就在于中空铝型材上一体成型的C槽110，通过将多条C槽110按照不同车体结构连接要求进行统一设置，在不同车型安装车轮罩时，只需选择性的保留与其车体结构相适配的C槽110、铣除其它C槽110即可；至于一些特殊的功能模块接口(无法通过C槽110进行连接)，则按照设计位置进行焊接即可，当然，需要切口的位置(如注沙孔30、过线孔20等)直接在整体结构上进行加工即可，加工方式简单，且相较于常规的组焊前在单板件上加工的方式，能够规避焊接误差而影响尺寸精度的问题，提高成品质量。

基于同一发明构思，结合图1至图11，本申请实施例还提供一种低地板列车，包括车体，及上述模块化车轮罩，其中，模块化车轮罩与车体之间采用结构胶粘接固定。

本实施例提供的模块化车轮罩，与现有技术相比，采用了上述模块化车轮罩，具有与上述模块化车轮罩相同的有益效果，此外，车轮罩与车体之间采用结构胶粘接固定，相较于常规的焊接、锚接、螺栓连接等刚性连接方式，能够具有更高的抗疲劳性能，提高有效寿命，同时还能够利用结构胶自身所具备的弹性性能而起到避震作用，从而提高设于车轮罩上方的座椅的乘坐舒适性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.模块化车轮罩，其特征在于，通过车轮罩焊接模块整体加工获得，所述车轮罩焊接模块包括按照车轮罩设计结构拼焊为一体的台阶顶板、前端板、后端板、侧板；其中，所述台阶顶板、所述前端板均为第一中空铝型材，所述第一中空铝型材的至少一侧板面上成型有用于布线和/或连接车体结构的C槽，所述后端板和所述侧板均为第二中空铝型材，所述第二中空铝型材的两侧板面为光面。

2.如权利要求1所述的模块化车轮罩，其特征在于，所述台阶顶板包括拼焊为一体的第一顶板、竖板及第二顶板，其中，所述第一顶板和所述第二顶板均为所述第一中空铝型材，所述竖板为上下两端反向水平弯折的第三中空铝型材，且所述竖板的两个弯折端分别与所述第一顶板和所述第二顶板对接拼焊。

3.如权利要求2所述的模块化车轮罩，其特征在于，所述第一中空铝型材的一侧边缘成型有向下垂直弯折的直拐角，所述直拐角的弯折底端成型有第一插装部，所述第一插装部适于插入所述第一中空铝型材和所述第二中空铝型材的中空槽内。

4.如权利要求2所述的模块化车轮罩，其特征在于，所述第三中空铝型材的两个弯折端均成型有第二插装部，所述第二插装部适于插入所述第一中空铝型材的中空槽内。

5.车轮罩加工工艺，其特征在于，用于加工如权利要求1-4任一项所述的模块化车轮罩，包括以下步骤：

按照设计尺寸切割第一中空铝型材，获得第一顶板、第二顶板及前端板，其中，所述前端板为去除直拐角后的所述第一中空铝型材切割获得；按照设计尺寸切割第二中空铝型材，获得后端板及侧板；按照设计尺寸切割第三中空铝型材，获得竖板；

将所述第一顶板、所述第二顶板、所述竖板拼焊获得所述台阶顶板；

将所述前端板、所述后端板依次与所述台阶顶板焊接为一体；

将所述侧板与所述前端板、所述后端板及所述台阶顶板焊接为一体，获得所述车轮罩焊接模块；

将所述车轮罩焊接模块按照设计结构进行整体加工，获得所述模块化车轮罩。

6.如权利要求5所述的车轮罩加工工艺，其特征在于，所述将所述第一顶板、所述第二顶板、所述竖板拼焊获得所述台阶顶板包括：

将所述竖板的下弯折端的第二插装部插入所述第一顶板的中空槽内，沿所述第二插装部与所述中空槽的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接；

将所述竖板的上弯折端的第二插装部插入所述第二顶板的中空槽内，沿所述第二插装部与所述中空槽的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接。

7.如权利要求5所述的车轮罩加工工艺，其特征在于，所述将所述前端板、所述后端板依次与所述台阶顶板焊接为一体包括：

将成型于所述第一顶板的所述直拐角上的第一插装部插入所述前端板的中空槽内，沿所述第一插装部与所述中空槽的槽壁的结合轨迹进行熔透焊接；

将成型于所述第二顶板的所述直拐角上的第一插装部插入所述后端板的中空槽内，沿所述第一插装部与所述中空槽的槽壁结合轨迹进行熔透焊接。

8.如权利要求5所述的车轮罩加工工艺，其特征在于，所述将所述侧板与所述前端板、所述后端板及所述台阶顶板焊接为一体，获得所述车轮罩焊接模块包括：

将所述侧板的两端边沿分别与所述前端板和所述后端板贴合，将所述侧板的顶端边沿与所述台阶顶板贴合，沿各个贴合轨迹进行半熔透焊接。

9.如权利要求5所述的车轮罩加工工艺，其特征在于，所述将所述车轮罩焊接模块按照设计结构进行整体加工包括：

按照设计结构去除多余的C槽、焊接功能模块接口、在所述台阶顶板上加工注沙孔、过线孔。

10.低地板列车，其特征在于，包括车体，以及如权利要求1-4任一项所述的模块化车轮罩，其中，所述模块化车轮罩与所述车体之间采用结构胶粘接固定。

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