.第二十七章铝合金车体大部件工装设计.PDFVIP

第二十七章 铝合金车体大部件工装设计 第二十七章 第一节 通用工装设计理念 铝合金车体大部件工装投资巨大，制造周期长，通用可调的工装是铝合金车体大部件 工装设计首先要考虑的问题。可根据建立生产线的具体情况将工装设计为城轨车通用工装， 大铁路车通用工装，城轨、大铁路通用工装。 工装通用方法主要有模块化可调工装设计方法和可更换元件方法。模块化可调工装是在 工装设计时将全部定位、夹紧等工装部件设计成可方便调整的一些模块，不同的车型将模块 组合到不同的位置，从而达到使用功能。 可更换元件工装是将在夹具体不变动情况下将工装的定位、夹紧等元件设计成可方便拆 卸结构，不同的车型安装上不同的工装元件。在实际设计中，往往两种方法同时应用，互相 补充。不论采用那种方法，工装夹具体总是固定不动的，因此在工装方案设计阶段要统筹考 虑制造车型的具体情况，使夹具体能用于各种车型。 例如图27-1是一通用车体大部件工装，大部件工装夹具采用了铸铁横梁结构。铸铁横梁 安装在地面带有T型槽的预埋件上，铸铁横梁经过机械加工可以达到有较好的安装精度。在 夹具体上安装有定位座，定位座与工件接触处全部采用耐高温工程塑料，其硬度低于铝型材， 从而有效地保证了铝型材表面不被碰伤。 图27-1 通用大部件工装示意 第二节 工装整体翻转设计理念 铝合金车体大部件采用长大型材焊接而成，工件需要两面焊接。普通方法是完成单面焊 接后将工件吊出工装，用空中翻转器将工件翻转180度，然后放置到另一套工装中组对、焊 301 接。工件单面焊接后需冷却、每次空中翻转需要25分钟，因此从工件单面焊接完成到可以进 行另一面焊接大约需要100分钟时间，工作效率较低。另一方面，工件在完成单面焊接后整 体刚性较差，在吊运和翻转过程中如果措施不当，易导致焊缝开裂，工件塑性变形等问题。 针对上述情况，设计开发了铝合金车体大部件整体翻转工装，基本原理是：设计工装为可翻 转工装，将工件装夹后进行单面焊接，然后在工件夹持状态下整体翻转工装、工件，然后进 行另一面焊接。该方法不仅大大节省工件进出台位和冷却时间，而且可以有效保证工件组对、 焊接质量。 工装翻转方式有用天车翻转和用变位机翻转两组方式。如图27-2为用2部天车翻转的侧 墙组焊夹具。 图27-2 工装翻转示意 第三节 在工装中设置工件挠度和焊接反变形方法 在铝合金车体大部件制造中，为保证总组成后车体具有设计挠度，需要在侧墙上设置挠 度。另外为保证工件焊接后得到合格产品，往往采用设置焊接反变形的工艺措施。这样在工 装设计中要有相应的机构满足工艺要求。车体大部件焊接的另一个特点是决定焊接变形量的 因素非常多，如焊接参数、焊接顺序、母材、填充材料、压紧力等，因此很难在首件焊接前 预测焊接变形量的大小，这样给工装设计带来难度。我们在工装设计时首先预测焊接变形量 的大小，给出反变形量，在首件焊接后再根据实际情况调整工装。在工装上要设计易于改变 反变形量的机构。如采用垫片调整、螺旋调整、液压顶紧等结构，如图27-3和27-4所示。 302 图27-3 工装加垫片示意 图27-4 液压顶挠度示意 第四节 大型工装设计举例 一、 底架地板组焊夹具 铝合金车体地板由5块或7块型材组成。工装包括正装夹具和反装夹具。夹具由两侧纵 向梁和15根横梁组成。在每根横梁上设置7个定位支撑块，在侧面设置侧定位块，在两侧设 置回转压紧汽缸。首先在正装夹具上将几块型材依次插接，靠严侧定位，并顶紧。侧面顶紧 采用汽缸顶紧。每块型材下设置2个定位支撑块。工件插接完成后，用两侧的回转汽缸垂直 压紧工件。采用自动焊接方式完成地板正面焊缝的焊接。 地板完成正面焊接后，取出放入地