地铁车辆车钩箱铆钉孔孔位偏差原因分析及解决措施

地铁车辆车钩箱铆钉孔孔位偏差原因分析及解决措施

周,瑜,1, ,潘天文2

中车南京浦镇车辆有限公司          江苏  南京  210031

摘 要：针对地铁车辆底架车钩箱铆钉孔孔位偏差问题，通过测量物料零件尺寸和车体机加工尺寸，分析出主要原因是机加工补偿值设置错误和机加工设备问题。根据车宽和车长方向的孔位偏差尺寸，分别特制车钩箱，更改安装孔尺寸，保证所有安装孔能正确对上，为地铁车辆生产在车钩箱孔位偏差问题的处理上提供了有效的解决思路。

关键词：车钩箱；铆钉孔；孔位偏差；机加工；

中图分类号: U270.6

引言

地铁车辆作为居民出行的现代公共交通工具，对缓解城市交通压力起到了重要作用。根据地铁车体框架结构，可以分为焊接车体和铆接车体，其中铆接车体的底架车钩箱作为地铁车辆的重要传动部件，其安装的准确性及可靠性关乎地铁车辆的安全运行[1]。

1  车钩箱安装问题描述

上海地铁10号线为铆接车体结构，车体底架翻转状态下，车钩箱使用12.7 mm和15.9 mm的铆钉铆接在车体底架边梁的侧面和正面上，如图1所示。铆钉12.7 mm对应机加工孔径14 mm，铆钉15.9 mm对应机加工孔径18 mm。

图1  车钩箱安装示意图（车体底架翻转状态）

1.1  车宽尺寸偏差

第10列车钩箱安装过程中，4车车钩箱铆接了侧面铆钉后，正面安装孔与车体机加工孔车宽方向孔中心尺寸偏差3 mm，如图2。

图2 车宽方向尺寸偏差

1.2  车长尺寸偏差

第10列所有车钩箱铆接了侧面铆钉后，正面安装孔与车体机加工孔车长方向孔中心尺寸偏差约2 mm，导致铆钉无法完全放入安装孔，如图3。

图3 正面铆钉无法完全放入安装孔

2  原因分析

2.1  车宽方向尺寸偏差原因分析

车钩箱零件图中正面安装孔距离侧面的理论尺寸为（27±0.1）mm和（59±0.1）mm，如图4所示，现车测量物料尺寸为27 mm和59 mm，物料没有问题。

图4  车钩箱安装孔理论尺寸（单位：mm）

车宽方向，车体边梁正面机加工孔距离车体边梁理论尺寸为（27±0.1）mm和（59±0.1）mm，如图5。车体机加工时需考虑车体底架总成后的开档尺寸误差，引进补偿值来抵消开档尺寸影响。4车车体边梁正面机加工孔距离车体边梁的尺寸为30 mm，其他车辆尺寸均为27 mm。现场测量车体底架开档尺寸比理论尺寸大6 mm，判断是4车机加工人员操作时未设定补偿值而导致机加工尺寸偏差。

图5  机加工孔车宽方向定位尺寸（单位：mm）

2.2车长方向尺寸偏差原因分析

现场测量车钩箱物料正面与侧面的安装孔孔间距尺寸，与零件图尺寸偏差小于0.2 mm。

车长方向，车体边梁正面和侧面机加工孔均以枕梁中心线为定位基准，如图6所示，转化后相当于以底架边梁一位端一位侧原点为定位基准，不受车体底架总成影响。

车体边梁正面和侧面机加工孔分别使用直铣刀和角铣刀，测量后续车体的机加工孔尺寸，发现车钩箱处所有一位侧侧面的孔往一位端偏1 mm，所有二位侧侧面的孔往二位端偏1 mm。

对机加工设备状态进行分析，判断为机床 C 轴油缸或轴承存在问题，导致主轴在抱死状态后，仍有0.5 mm左右的间隙晃动。因此导致在机床负载的工况下，机加工孔尺寸存在1 mm的偏差。

图6  机加工孔车长方向定位尺寸（单位：mm）

3  解决措施

3.1车宽方向尺寸偏差解决措施

对于车钩箱安装孔与车体机加工孔车宽方向偏差3 mm的情况，需要根据现场尺寸特制车钩箱，将27 mm尺寸改为30 mm，将59mm尺寸改为62 mm，如图7。同时将组成板的宽度增加3 mm，保证铆接孔中心距离板子边沿距离不小于1.5倍的铆钉直径。

图7  车宽方向特制车钩箱尺寸（单位：mm）

3.2车长方向尺寸偏差解决措施

现场和后续已经生产的车辆，现场统计问题车辆的孔位偏差数据，取平均值特制车钩箱，保证所有安装孔铆钉可以正常放入，特制图纸如图8所示，特制车钩箱所有一位侧侧面的孔往一位端偏1 mm，所有二位侧侧面的孔往二位端偏1 mm。

针对机加工设备C轴晃动问题，后续更换油缸进行维修。

图8  车长方向特制车钩箱尺寸（单位：mm）

4  结论与讨论

针对地铁车辆铆接车体的底架车钩箱孔位偏差问题，通过测量物料零件尺寸和车体机加工尺寸，分析出主要原因是机加工补偿值设置错误和机加工设备存在精度问题。根据车宽和车长方向的孔位偏差尺寸，分别特制车钩箱，更改安装孔尺寸，保证所有安装孔能正确对上，为地铁车辆在车钩箱孔位偏差问题的处理上提供了有效的解决思路。

遇到安装问题时，需要计算尺寸链，罗列出所有影响因素，再通过现场测量，判断出主要原因，最后提出合理的解决方案。

参考文献

[1]牛士君.地铁车辆塞拉门安装调试过程中常见故障与工艺难点分析[J].电力机车与城轨车辆，2015（9）:54-69.