轻量化动车组侧墙平面度及接口精度控制工艺

轻量化动车组侧墙平面度及接口精度控制工艺

唐娟，包志佳

（中车株洲电力机车有限公司  车体事业部）

摘要：本文通过对轻量化动车组平面度及接口精度控制工艺的研究，有效提升了动车组车体制造技术水平和产品质量，为后续类似结构车体制造提供了有力依据。

关键词：轻量化；动车组；平面度

0引言

目前动车组一般通过采用新材料，或者是优化结构设计实现轻量化。然而轻量化对如何保证动车的平面度质量则提出了更高的要求。

1 控制难点

本公司生产的轻量化动车组的侧墙为单弦梁曲面结构，为保证车体外观，需要将侧墙平面度控制在2mm/2m，同时要保证侧墙曲面位置的轮廓。门框的尺寸精度也是影响侧墙质量的重要接口，变形后明显影响外形尺寸和车门安装。骨架的间距会影响后续车体辅助装置的装配，也需加以控制。

2 控制工艺

针对车体制造过程中暴露的痛难点，有序开展专项攻关和改善，逐个解决问题。

2.1关键零件来料尺寸控制

1）通过对侧墙蒙皮原材料钢板增加去应力平板工序以及零件数控割后二次调平工序，从材料源头控制，保证后续蒙皮组焊平面度、轮廓度达标，保证侧墙蒙皮平面度在0.5mm/2m内，满足组装要求。

2）制作成型蒙皮检验样板，对成型后的蒙皮零件进行检测，要求对比样板轮廓度不大于0.5mm，保证了侧墙组装前蒙皮的轮廓度满足设计要求。

3）工位间采用料架转运蒙皮，避免使用钢丝绳捆绑吊运造成的边缘变形、平面度超差的现象。

3）对弦梁内外板的旁弯进行来料检测，保证直线度在1mm/2m以内。

2.2弦梁制造过程质量控制

1）3）弦梁组装过程中，使用装配焊接一体化工装，焊接过程中使用压臂压紧内外板，严格按照焊接顺序进行焊接，实现梁体装配后旁弯误差不超过4mm。焊后进行打磨，减小弦梁焊后变形。

2）在火焰调修工位，对弦梁的四个面使用3m平尺检测平面度，保证每个面达到2mm/3m以内的平面度要求。

2.3门框来料质量控制

门框与以往的平面结构不同，因此需要加强来料检查，参与监造生产过程，对来料进行三维检测，对重要点位输出三维检测报告，如图1所示。使用检测模检查门框宽度、鼓形轮廓度、铰链与门框圆弧角的相对尺寸、铰链定位尺寸、铰链之间的相对尺寸以及门框的对角线尺寸等重要项点。

图 1 门框三维检测尺寸

2.4侧墙制造质量过程控制

1）对骨架（与蒙皮接触一侧）平面度进行定期检查，每5台车对小骨架平面度进行检测，要求骨架对角线尺寸良好，每完成5台车需要检测骨架工装平台的平面度，对平台上飞溅的焊点及时处理，保证小骨架（与蒙皮接触一侧）平面度不大于0.5mm/2m，满足组装需求。

2）对蒙皮所有对接位置进行错边情况和对接间隙检查，错边量不超过0.2mm，对接间隙控制在1.5mm，不超过2mm，加强该项点的控制，并将数据填写在检验记录中，有效保证后续侧墙蒙皮对接自动焊的顺利进行。

3）对蒙皮与骨架焊接处反面进行抛光处理，禁止墙体反面出现烧蚀、焊透现象；去除焊缝位置的局部凸起（约0.15mm）严禁过抛现象，保证侧墙油漆后视觉效果。

2.5设计优化工装、工艺撑

侧墙结构呈鼓形，在平台上侧墙底部加装钢性支撑及定位装置，给侧墙圆弧下部向上的支撑作用，减少侧墙蒙皮鼓形位置处的变形，如图2所示。为保证吊装装挠度，对骨架进行放量，保证骨架鼓形轮廓处与蒙皮鼓形轮廓有效贴合，减少焊后蒙皮变形，最终使用样板检测侧墙外蒙皮整体轮廓度在1.5mm/3m以内，满足设计要求。

图 2 侧墙组焊工装

蒙皮对接位置结构单薄，通过在侧墙内侧对接焊缝位置加装工艺撑，保证了机械手焊枪与蒙皮的间距，有效避免了蒙皮凹陷及焊缝缺陷的问题，使得后续侧墙蒙皮对接自动焊顺利进行。

图 3 蒙皮对接自动焊工艺撑

侧墙骨架焊接以设计简易工装组合工艺撑的方式，对与下工序存在接口和较高尺寸要求的骨架间距加以控制，保证辅助装置的装配精度要求。在完成入口门框组焊底部焊缝之前，在门框内外两侧增加工艺撑，优化工艺撑焊接位置和长度，入口门框底部内外侧的变形得到了控制。

2.6优化焊接工艺

焊接时与侧墙蒙皮相关所有焊缝选择 φ0.8 焊丝，严格按照焊接工艺规程要求控制焊接电流及电压，优化焊接顺序图，由中间向两端逐个立柱施焊，每根立柱先焊顶部与弦梁连接焊缝，在依次向下，施焊过程中必须压紧骨架，减少焊后蒙皮变形。

2.7检验及数据收集

对侧墙外蒙皮平面度、轮廓度重点管控，并复测门框车体辅助装置等重要内装接口，收集每台车的测量数据记录于表，便于后续车辆的变形控制。

2.8调平

固定调火人员和调平烤火参数：表面烤火温度约500℃～600℃，最高不超过700℃。真空吸附板内气压不大于0.02MPa（真空压力表显示0.8bar）。

优化调平工艺：侧墙上部旁弯矫正--侧构蒙皮调平（直线段）--侧构蒙皮调平（圆弧段）--侧构骨架调平--整车检查--补调--调平后检查--二次调平。

3 总结

本文通过对轻量化动车组侧墙平面度和关键尺寸的精度控制研究，使得侧墙平面度合格率由最初的93%上升至99%，有效提升了轻量化车体制造技术水平和产品质量，对后续类似结构车体的制造具有重要的指导意义。

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