鐵路客車車體鋼結(jié)構(gòu)焊接夾具通用化的方法

佟國臣

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714149

摘要：作為陸地上運輸能力最為龐大的火車，其無論是貨運還是交通作用都是毋庸置疑的，對于火車的安全問題的重視是非常必要的。在火車的安全問題中，從其生產(chǎn)制造過程以及后期運行時的安全維護兩方面來考慮。在這兩面最重要的是生產(chǎn)制造期間的安全制造，其中對于火車的車體鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作來說最為重要的夾具對于焊接工作的影響是不容忽視的，在本文就將對焊接夾具的通用化進行論述。

關(guān)鍵詞：鐵路車體鋼結(jié)構(gòu)；焊接夾具；通用化

在鐵路客車車體鋼結(jié)構(gòu)的制造過程中，對于各種技術(shù)的運用保證了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，在這其中鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作對于整體鋼結(jié)構(gòu)的連接和組合起到關(guān)鍵作用。在進行和鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作時需要用到焊接夾具，夾具的作用是保證車體鋼結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。在我國隨著社會需求的不斷加大，各種客車的出現(xiàn)對于夾具的要求也越來越高，如何將夾具能夠適用于多種車型，達到通用化的目標(biāo)是現(xiàn)如今客車制造領(lǐng)域的意向難題。

1 什么是夾具通用化

1）概念。

焊接夾具的通用化是指，在對不同的車體鋼結(jié)構(gòu)進行焊接時只需要在一種夾具的基礎(chǔ)上進行零部件的調(diào)整就能達到適用于不同車體目的的方法。

2）夾具通用化的概述。

對客車的剛結(jié)構(gòu)焊接其重要作用的設(shè)備就是夾具，夾具的組成部分可分為：側(cè)墻組焊夾具、車頂組焊夾具、底架組焊夾具、端墻組焊夾具、牽枕緩組焊夾具、底架端部組焊夾具、總組成夾具等。夾具分為小型和大型，小型夾具的造價低廉，大型夾具的造價往往是非常高昂的，所以在進行對不同車體鋼結(jié)構(gòu)焊接時都要進行不同夾具的制造，對于制造商來說是一筆龐大的資金。所以在現(xiàn)代化的車體鋼結(jié)構(gòu)焊接工作中一直都在針對這種情況進行改善和探索，這就是夾具通用化的由來。

2 通用化方法

對于不同的車體鋼結(jié)構(gòu)有不同的夾具結(jié)構(gòu)，所以對于夾具的通用化來講應(yīng)該具備不同的通用化方法。

1）夾具組成結(jié)構(gòu)單元化。

因為不同的鋼結(jié)構(gòu)需要不同的夾具尺寸，所以在進行夾具的通用化是可以將夾具結(jié)構(gòu)中具有定位和夾緊的部位進行獨立化設(shè)計，將其單獨作為一個單元，在針對不同的結(jié)構(gòu)式進行自由的組合，能夠節(jié)省很多時間和資金進行其他夾具的制造。為了進行清晰的解讀夾具單元化的方法，下面就將以總組成夾具中的底架定位夾緊結(jié)構(gòu)為例進行具體分析。

定位夾緊結(jié)構(gòu)中的定位是由旁承定位裝置、心盤定位裝置、四角定位裝置以及撓度調(diào)整器等主要遠見組成，夾緊是由旁承拉緊器、四角拉緊器和門口壓緊器組成。為了達到夾具通用化的目的，將上述所提到的定位以及夾緊部件分別制造承單獨的部件安裝在夾具上，夾具的體則是一個固定在地面的平臺，在其上進行進行具體的焊接和結(jié)構(gòu)的組裝工作。因為其是固定的，所以單元化的結(jié)構(gòu)更能夠使得夾具的工作效率和綜合利用增大效果。將以上的所有元件在夾具體的T型槽上進行組裝形成一個完整的結(jié)構(gòu)，在大平臺上面還有小平臺，小平臺上面也存在T型槽，將其中的一些小結(jié)構(gòu)安裝在上面。通過這種結(jié)構(gòu)組裝的夾具在車型變化時就能夠根據(jù)車型的具體數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)的重新鉆皇和調(diào)整，最終達到適應(yīng)所有車型的目標(biāo)。

所以在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要針對不同的車型設(shè)計出不同的結(jié)構(gòu)元件，更要設(shè)計出正對不同元件所用的銷，以便于在進行元件更換的同時能夠更加快速的進行更換。

2）插板式通用化方法。

所謂的插板式通用化方法就是根據(jù)所要進行焊接的工件的界面不同進行不同的定位板設(shè)計。例如這種方法大多數(shù)的時候適用于進行定位面是弧形的工件，因為這種工件的插板設(shè)計較為方便，對于這種不為的焊接工作是最為方便的。例如車頂，弧形側(cè)墻，水箱活蓋等部位。根據(jù)這些焊接部位的不同設(shè)計出符合這些部位的定位面，在不同的焊接面需求情況下可以增加定位面的數(shù)量來滿足焊接工作。

現(xiàn)如今的數(shù)控板材切割技術(shù)發(fā)展極為先進，這對于定位面的設(shè)計提出了無限可能，可以依靠這種技術(shù)進行各種復(fù)雜曲面的加工制造。然后在進行不同的車型焊接時只需要進行不同的定位板就能夠完成復(fù)雜的焊接工作。這就是插板式通用的工作原理，能夠大大加速夾具的調(diào)整時間和工作效率。但是也存在缺點，那就是車型較多，所需要設(shè)計的定位板也比較多，增加了制造成本，不是一種非常實用的方法。

3）液壓或氣動調(diào)整夾具。

夾具的通用化就是為了能夠適用于不同的車型的鋼結(jié)構(gòu)焊接，所以最大的問題就是夾具的結(jié)構(gòu)需要適用于多種車型，所以根據(jù)上述的兩種方法來看，對于家具上的單元結(jié)構(gòu)進行調(diào)整才是夾具通用化的關(guān)鍵，針對于這種情況提出了液壓和氣動調(diào)整夾具的方法，已達到夾具通用化的目的。

液壓和氣動調(diào)整夾具就是講不同車型所需的夾具數(shù)據(jù)進行整理，然后在對不同的車體鋼結(jié)構(gòu)進行焊接時，對其進行數(shù)據(jù)調(diào)整，利用液壓和氣動的方法對夾具的結(jié)構(gòu)進行細微或者大范圍的變化，最終實現(xiàn)適用于多種車型的目標(biāo)。

這種方法的特點就是調(diào)整的時候需要精確地控制，因為其設(shè)備制造就與其他的夾具設(shè)備不同，所以需要操作的方法也不同，對于操作人員的技術(shù)要求極高。與此同時這種夾具的制造成本相比較于其他兩種方法來說很高，對于制造企業(yè)的經(jīng)濟負擔(dān)較重。高投入帶來的就是高收入，應(yīng)用這種方法進行焊接工作，能夠大大增加工作效率，是焊接工作的得力助手。這種方法也是現(xiàn)階段制造企業(yè)在進行焊接工作時的首選夾具通用化方法。

3 結(jié)語

對于車體鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作的優(yōu)化一直以來是各大客車制造公司的研究課題，其不僅僅能夠增加客車的安全性能，還能夠在不斷優(yōu)化的過程中降低企業(yè)的成本投入，使得企業(yè)的盈利增加，所以對于夾具的通用化研究也變得越來越多樣。隨著點焊，自動焊等焊接方法的應(yīng)用，對夾具的實際應(yīng)用功能提出了更高要求，所以對于夾具通用化的研究是一項不能夠停止的課題。相信在未來能夠出現(xiàn)更加方便的方法來實現(xiàn)夾具通用化。

參考文獻：

[1]戚嚴(yán).完善鐵路貨車車體制造工藝管理體系的探討[A].鐵路貨車制造工藝學(xué)術(shù)研討會論文集，2007（07）.

[2]陳猛，郭鋼，馮衛(wèi)，等.汽車焊接夾具CAD系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].汽車科技，2001（1）.

[3]文廣南.淺議汽車焊接夾具的設(shè)計制作[J].焊接技術(shù)，1996（4）.

[4]趙靜，張俊華，李春植，等.汽車車身焊裝生產(chǎn)線和焊裝夾具簡介[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2007（1）.

[5]余建軍，任治軍，王輝.先進焊接工裝夾具及其在機械裝備制造業(yè)中的應(yīng)用[J].機床與液壓，2011（12）：5658.

[6]楊旭磊，李新社.微型車車身焊裝夾具的調(diào)試和驗證[J].汽車工藝與材料，2010（3）：4448.