HZ160C2型轉(zhuǎn)向架構(gòu)架制造技術(shù)

劉程+劉亞峰

摘 要：介紹了HZ160C2轉(zhuǎn)向架構(gòu)架組成的結(jié)構(gòu)及制造過(guò)程。通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)難點(diǎn)的分析，制訂具體的工藝措施及控制方法，為產(chǎn)品質(zhì)量提供了可靠的保證。

關(guān)鍵詞：HZ160C2型轉(zhuǎn)向架；構(gòu)架組成；制造工藝

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整變化，鐵路貨車在大宗物資運(yùn)輸上的優(yōu)勢(shì)正隨著運(yùn)輸市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)的變化而受到嚴(yán)重沖擊。而以消費(fèi)品為主的快捷貨運(yùn)需求存在巨大的潛在市場(chǎng)，鐵路貨車制造企業(yè)正積極調(diào)整市場(chǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，因此適應(yīng)現(xiàn)代運(yùn)輸市場(chǎng)的快捷貨車的生產(chǎn)勢(shì)在必行。HZ160C2型轉(zhuǎn)向架是齊齊哈爾軌道交通裝備公司研發(fā)的功能先進(jìn)的新型快捷貨車轉(zhuǎn)向架，主要適用于當(dāng)下鐵路貨車提速要求，為企業(yè)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提供強(qiáng)有力的保證。該轉(zhuǎn)向架為全焊接構(gòu)架結(jié)構(gòu)，在動(dòng)力學(xué)性能、軸重均載性、制造工藝檢修等方面，比HZ160C1型轉(zhuǎn)向架有著明顯的優(yōu)越性。該轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)由構(gòu)架組成、減振裝置、轉(zhuǎn)臂式軸箱組成等部分組成。該轉(zhuǎn)向架的制造質(zhì)量將直接影響車輛的整機(jī)性能，如何保證其質(zhì)量對(duì)制造工藝提出了全新的課題。

1 主要結(jié)構(gòu)

該轉(zhuǎn)向架屬于焊接構(gòu)架式轉(zhuǎn)向架，構(gòu)架由側(cè)梁組成、橫梁組成、縱向梁組成等部分組成，其中側(cè)梁、縱向梁均為箱型結(jié)構(gòu)。同時(shí)制動(dòng)吊座、拉桿座、抗蛇形減震器座等附屬件材料均采用Q345E低合金高強(qiáng)鋼，具有良好的低溫沖擊性能、切削性能、冷沖壓及焊接性能。結(jié)構(gòu)相對(duì)以往的構(gòu)架轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和運(yùn)用與維修。但其仍然是一種大型焊接構(gòu)件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接分布不規(guī)則，且焊縫數(shù)量多，焊接量大，焊接變形大，機(jī)械加工面多，結(jié)構(gòu)尺寸要求嚴(yán)格，這就需要必須以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹圃旃に嚳刂坪附幼冃我约案鞴ば蜷g的產(chǎn)品質(zhì)量控制。

2 主要制造工藝及質(zhì)量保證措施

2.1 側(cè)梁組成制造工藝

2.1.1 主要工藝流程

側(cè)梁分組成組對(duì)→內(nèi)腔焊→組對(duì)上蓋板→上蓋板手工打底焊接→外側(cè)焊縫機(jī)械手焊→校形→探傷（MT和UT）→加工→組焊彈簧座、定位環(huán)→校形→磁粉探傷→焊接小蓋板→組焊座板、筋板→加工。

2.1.2 主要制造工藝

（1）側(cè)梁腹板采用數(shù)控加工，坡口形式為單側(cè)V型坡口，頓邊控制在0.5-1mm，焊接前，對(duì)腹板、下蓋板等件進(jìn)行拋丸處理。

（2）使用專用組對(duì)工裝進(jìn)行下蓋板、腹板及隔板組對(duì)，保證腹板與下蓋板組對(duì)間隙小于1mm，同時(shí)保證隔板與腹板的垂直度不大于1mm。

（3）為保證下蓋板與兩腹板內(nèi)側(cè)焊縫連續(xù)，隔板采用兩次組對(duì)方法。側(cè)梁內(nèi)腔焊接時(shí)采用對(duì)稱交替焊接順序進(jìn)行施焊，嚴(yán)格控制熱輸入及層間溫度。隔板焊接采用360°旋轉(zhuǎn)變位器，將各焊縫翻轉(zhuǎn)至平焊位置進(jìn)行焊接，從而保證了內(nèi)腔焊縫的產(chǎn)品質(zhì)量。

（4）按照1/1000的焊后收縮量，定位環(huán)組裝孔距預(yù)留收縮余量，保障定位環(huán)加工后的壁厚均勻。

2.1.3 解決工藝制造難點(diǎn)

側(cè)梁翼板在機(jī)械手外部焊縫焊接完成后變形量大，導(dǎo)致翼板加工后無(wú)法與橫梁座進(jìn)行配裝需要對(duì)上下翼板校形。由于側(cè)梁上下蓋板存在角度，火焰校正的難度大。因此采用雙頂絲與火焰同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，控制溫度在600℃以下，通過(guò)以上方法解決了翅膀校形困難的難題。

2.2 縱向梁組成制造工藝

2.2.1 主要工藝流程

縱向梁分組成組對(duì)→內(nèi)腔焊→組對(duì)上蓋板→外側(cè)焊縫機(jī)械手焊→探傷→校形→組焊限位座、筋板→劃線加工。

2.2.2 主要制造工藝

（1）保證內(nèi)腔焊接時(shí)焊縫連續(xù)，焊接順序?yàn)椋褐备舭逄幎ㄎ缓浮迦敫舭濉鷥?nèi)側(cè)焊縫焊接→隔板焊接。（2）由于縱向梁組成板材件較薄，焊接時(shí)易產(chǎn)生的變形量較大，所以選擇合理的焊接工藝參數(shù)極為關(guān)鍵。焊接時(shí)采用小電流、多層多道焊接，減小熱輸入，控制焊接變形。（3）腹板圓弧坡口縱向梁組焊后加工，保證下工序小構(gòu)架組對(duì)質(zhì)量，同時(shí)預(yù)留一定的焊接收縮量。

2.2.3 解決工藝制造難點(diǎn)

縱向梁上下蓋板間距小，普通的液壓千斤頂無(wú)法放入其中，對(duì)其校形。所以自制工裝，通過(guò)點(diǎn)式矯平機(jī)、利用搭橋方式進(jìn)行校形，利用如上方法解決了縱向梁上下蓋板的變形無(wú)法校正的問(wèn)題，以及解決縱向梁上下蓋板端部在焊接后產(chǎn)生變形量過(guò)大造成無(wú)法加工的工藝難題。

2.3 橫梁組成制造工藝

2.3.1 主要工藝流程

組對(duì)橫梁、橫梁座→機(jī)械手焊接→探傷→加工

2.3.2 主要制造工藝

（1）為保證焊接質(zhì)量，使焊縫根部能熔透，組對(duì)時(shí)保證橫梁與橫梁座之間5mm間隙，以及橫梁與橫梁座垂直度不大于1，自制5mm圓弧樣板，并且三個(gè)工裝樣板同時(shí)進(jìn)行組對(duì)，從而保證了組對(duì)間隙及間隙的均勻性。（2）對(duì)定位焊焊縫進(jìn)行清根打磨，焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度在150-200℃，采用機(jī)械手焊接，小電流多層多道焊接，減少熱輸入量，從而控制焊接變形。

2.4 小構(gòu)架組成制造工藝

2.4.1 主要工藝流程

組對(duì)橫梁、縱向梁→焊接、打磨→劃線→加工

2.4.2 主要制造工藝

（1）使用專用工裝組對(duì)小構(gòu)架，保證橫梁與縱向梁相對(duì)高度尺寸，保證縱向梁間距等關(guān)鍵尺寸。（2）試制過(guò)程中采用三坐標(biāo)劃線儀輔助，減小因橫梁長(zhǎng)度不統(tǒng)一帶來(lái)的中線偏差問(wèn)題。（3）橫梁座矩形尺寸小構(gòu)架焊后加工，避免了因焊接變形造成的尺寸偏差。

2.5 構(gòu)架組成制造工藝

2.5.1 主要工藝流程

組對(duì)小構(gòu)架、側(cè)梁、連接板→焊接→組對(duì)附屬件→焊接→焊縫打磨→校形→探傷→熱處理→劃線加工

2.5.2 主要制造工藝

（1）小構(gòu)架與側(cè)梁采用專用工裝組對(duì)，并采用三坐標(biāo)劃線儀輔助，保證彈簧座對(duì)角線差及橫梁中線到側(cè)梁彈簧座3mm尺寸要求，并且在焊接過(guò)程中使用緊固裝置進(jìn)行剛性固定，控制變形。（2）在構(gòu)架附屬件組對(duì)后，利用三坐標(biāo)劃線儀進(jìn)行檢測(cè)，確保各附屬件組對(duì)精度及是否有加工余量，有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

2.5.3 解決工藝制造難點(diǎn)

轉(zhuǎn)臂座是構(gòu)架組成的關(guān)鍵部件，焊縫為“K”型雙面坡口形式，焊接后容易產(chǎn)生變形，雖預(yù)留了一定的加工余量，但焊接后的尺寸仍然是影響構(gòu)架質(zhì)量的關(guān)鍵因素?？刂拼胧鹤灾乒ぱb，在組對(duì)與焊接的過(guò)程中進(jìn)行夾緊控制，并對(duì)每一層焊縫敲擊去除應(yīng)力，保證了構(gòu)架組成后轉(zhuǎn)臂座的尺寸。

結(jié)束語(yǔ)

目前，公司3輛份HZ160C2型轉(zhuǎn)向架已經(jīng)完成整機(jī)交驗(yàn)，表明制造工藝合理，能夠滿足快運(yùn)貨車轉(zhuǎn)向架產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)要求，為后續(xù)批量生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的工藝基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐世峰，楊愛(ài)國(guó).18t軸重160km/h貨車轉(zhuǎn)向架研制[J].鐵路車輛，2007，45（8），42-44.

[2]田錫唐.焊接結(jié)構(gòu)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

作者簡(jiǎn)介：劉程（1990-），男，漢族，學(xué)士，助理工程師，從事鐵路車輛組裝工藝工作。

劉亞峰（1983-），男，漢族，工程師，從事鐵路車輛焊接工藝工作。