客車(chē)車(chē)身側(cè)邊蒙皮制造工藝淺談

唐學(xué)幫 王曙道

（1.桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校 廣西 桂林 541004；2.桂林大宇客車(chē)有限公司 廣西 桂林 541003）

客車(chē)車(chē)身側(cè)邊蒙皮通常是1mm厚的Q235薄鋼板或鍍鋅鋼板，是客車(chē)的一個(gè)重要組成部件，不僅關(guān)系到車(chē)身的整體剛度、強(qiáng)度，而且直接影響到整車(chē)的表面質(zhì)量和外觀造型。因此，國(guó)內(nèi)外客車(chē)制造廠都特別重視客車(chē)蒙皮制造工藝的研究。傳統(tǒng)的客車(chē)蒙皮裝配多采用機(jī)械張拉工藝，按蒙皮受拉時(shí)的溫度狀態(tài)，可將蒙皮張拉工藝分為冷張拉工藝和熱張拉工藝兩大類(lèi)。近年來(lái)，由于客車(chē)表面質(zhì)量和外觀造型要求的提高，客車(chē)側(cè)邊蒙皮輥壓成型工藝成為了當(dāng)今客車(chē)側(cè)邊蒙皮制造工藝的發(fā)展趨勢(shì)之一。本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外客車(chē)蒙皮制造的相關(guān)工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單的論述。

1 機(jī)械直接冷張拉工藝

冷張拉工藝又可分為機(jī)械直接張拉工藝和機(jī)械二次張拉工藝。

1.1 直接張拉工藝

機(jī)械直接張位工藝采取在骨架上冷拉的工藝，其過(guò)程是將開(kāi)卷校平的蒙皮的一端焊在骨架一側(cè)的立柱上，另一端用油缸以骨架為支撐進(jìn)行牽引，待蒙皮繃緊后后將其上、下邊緣通過(guò)斷續(xù)焊的方式分別與車(chē)身骨架上的窗下縱梁、腰梁拼焊在一起，由于焊接殘余應(yīng)力的存在，蒙皮在拼接部位會(huì)出現(xiàn)波浪形焊接變形。另外，由于張拉反作用力由客車(chē)車(chē)身骨架承擔(dān)，受骨架剛度限制，所能實(shí)現(xiàn)的張拉力小，難以產(chǎn)生拉伸變形，蒙皮的平直度很不理想，鼓動(dòng)噪聲也較大，車(chē)輛使用一段時(shí)間后蒙皮易松動(dòng)。還有，采用直接張拉工藝易使客車(chē)車(chē)身骨架產(chǎn)生變形，從而影響車(chē)門(mén)、窗框裝配和整車(chē)性能。

1.2 預(yù)張拉工藝

該工藝先將蒙皮定位夾緊到一次張拉架（預(yù)張拉架）上，進(jìn)行第一次張拉，將蒙皮拉伸到超過(guò)材料的屈服極限，產(chǎn)生塑性變型；接著將經(jīng)第一次張拉后蒙皮定位到車(chē)身骨架上，用機(jī)械式張拉工具進(jìn)行第二次張拉，使其張拉延伸率約為蒙皮長(zhǎng)度的1/1000，此時(shí)將蒙皮上、下邊緣通過(guò)斷續(xù)焊的方式分別與車(chē)身骨架上的窗下縱梁、腰梁拼焊在一起[1]。蒙皮采用預(yù)張拉工藝，其張拉力不受車(chē)身骨架剛度的限制，所能實(shí)現(xiàn)的張拉力較大，蒙皮平直度及鼓動(dòng)噪聲有所善，但該工藝實(shí)施起來(lái)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且蒙皮在拼接部位會(huì)出現(xiàn)的焊接變形還是無(wú)法消除。

2 電加熱張拉工藝

該工藝以蒙皮鋼板作為導(dǎo)電體，將蒙皮一端預(yù)先焊在客車(chē)骨架上，另一端用張拉工具（如氣缸、螺桿或油缸等）始終施加一個(gè)恒定的拉力（100kgf～120kgf）,同時(shí)對(duì)蒙皮進(jìn)行電加熱，蒙皮受熱后迅速雙向伸展，達(dá)到一定的伸長(zhǎng)量后再點(diǎn)焊其余三邊。冷卻之后，依靠鋼板的熱脹冷縮特性，達(dá)到鋼板與整車(chē)的相互預(yù)拉伸效應(yīng)─殘余拉應(yīng)力效應(yīng)，有效地提高了蒙皮表面質(zhì)量及整車(chē)剛度，降低了行車(chē)噪聲。但采用電加熱張拉工藝也存一些問(wèn)題:首先，能耗較多，裝機(jī)一般需40kVA左右，除生產(chǎn)使用中的能耗費(fèi)用外，一次性的增容費(fèi)就需數(shù)萬(wàn)元；其次，勞動(dòng)條件惡劣，工人須面對(duì)熾熱的鋼板操作，不能采取降溫措施，這在我國(guó)南方（尤其是夏季），操作者不太愿意使用，客觀上會(huì)對(duì)品質(zhì)和效率產(chǎn)生不利影響；再次，由于蒙皮各部位間受熱與散熱條件差異大，難免出現(xiàn)溫差，導(dǎo)致膨脹不均勻，又不易掌握與控制，焊接冷卻后，可能在蒙皮的局部形成過(guò)大內(nèi)力，車(chē)輛運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后蒙皮會(huì)出現(xiàn)“松弛”現(xiàn)象，產(chǎn)生鼓動(dòng)噪聲[2]。另外，蒙皮在拼接部位會(huì)出現(xiàn)的焊接變形仍然無(wú)法消除。

3 輥壓成型工藝

圖1 側(cè)邊蒙皮輥壓成型

圖2 傳統(tǒng)工藝與輥壓成型工藝對(duì)比

客車(chē)車(chē)身蒙皮輥壓成型工藝是利用輥壓成型設(shè)備將蒙皮輥壓成型，如圖1所示，再將輥壓成型后的蒙皮焊裝到車(chē)身骨架上。與冷張拉和熱張拉等傳統(tǒng)工藝相比，主要優(yōu)點(diǎn)在于蒙皮與骨架的焊接部位不外露，焊接部位的變形不影響到外部蒙皮的平整度，如圖2所示。蒙皮輥壓成型工藝有效地提高了車(chē)身表面質(zhì)量并減少刮灰量，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)車(chē)身蒙皮下邊緣的大弧度造型需要，該工藝是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外客車(chē)技術(shù)與工藝的發(fā)展趨勢(shì)之一。

4 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的客車(chē)蒙皮制造工藝存在平直度不理想，鼓動(dòng)噪聲較大，焊接后蒙皮外表波浪變形諸多缺陷。輥壓成型工藝能夠較好地解決此類(lèi)問(wèn)題，但客車(chē)蒙皮輥壓成型設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造精度要求較高，充分地實(shí)現(xiàn)該工藝有一定的難度，希望同仁們共同致力于該領(lǐng)域的研究與應(yīng)用。

［1］宋晶.JS6111客車(chē)側(cè)圍蒙皮張拉工裝的改進(jìn)[J].客車(chē)技術(shù)與研究，2003（4）.

［2］楊雨人，陳作式.客車(chē)車(chē)身張拉強(qiáng)化蒙皮工藝實(shí)用探討[J].客車(chē)技術(shù)與研究，1998（3）.