和諧型機(jī)車板料折彎模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)及應(yīng)用

劉恩全

摘 要：通常情況下，和諧型機(jī)車鋼結(jié)構(gòu)大部分零件都是由板料加工、折彎成型等工藝制造而成。其中，有一類特殊形狀的U形零件，折彎成型后，邊高尺寸會(huì)發(fā)生明顯變化，但開口寬度尺寸會(huì)相對(duì)縮減。在對(duì)機(jī)車板料折彎成型過程中，會(huì)出現(xiàn)擠壓折彎上?，F(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)零件快速成型。所以，在和諧型機(jī)車板料生產(chǎn)環(huán)節(jié)需要進(jìn)行多次拆分拼接。借助科學(xué)方法，優(yōu)化折彎?rùn)C(jī)模具結(jié)構(gòu)，采用合理解決措施，攻克技術(shù)難點(diǎn)，并將新型工藝應(yīng)用在和諧型機(jī)車中，以保證機(jī)車質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：和諧型機(jī)車;U形零件;擠壓折彎上模

引言：和諧型電力機(jī)車屬于干線貨運(yùn)交流電傳動(dòng)機(jī)車，車體鋼結(jié)構(gòu)主要采用的是整體承載結(jié)構(gòu)形式，是由鋼板及鋼板壓型件組焊而成全鋼焊接結(jié)構(gòu)。其中U形零件作為不可獲取的重要組成部分，在所使用的制造方法較為傳統(tǒng)，最終成品質(zhì)量也難以保證，且需要消耗大量時(shí)間，也提高了制作成本。所以，應(yīng)該在科學(xué)技術(shù)支持下，創(chuàng)新折彎成型工藝，實(shí)現(xiàn)和諧型機(jī)車高效運(yùn)行。

1.原制造工藝

和諧型機(jī)車鋼結(jié)構(gòu)中包含大量的特殊U形零件，且成型難度較大。如果直接使用折彎成型工藝進(jìn)行操作，零件在成型翻轉(zhuǎn)過程中極易受到上模阻擋，對(duì)折彎上模造成擠壓，致使零件形狀發(fā)生變化，難以實(shí)現(xiàn)一次折彎成型，是成型工藝中的技術(shù)難點(diǎn)，需要對(duì)其給予高度重視。

1.1拆分拼接工藝

可將U形零件拆分為對(duì)稱兩件，在每件分別單邊折彎成型后，再進(jìn)行拼接組焊操作。在制作與生產(chǎn)和諧型電力機(jī)車環(huán)節(jié)中，需要應(yīng)用到特殊U形零件，在制作過程中就是使用拆分拼接工藝來完成作業(yè)。需要制造兩件L形零件，因?yàn)長(zhǎng)形零件可在普通折彎模具上一次成型。L形零件在對(duì)接處位置，應(yīng)該提前加工坡口，為焊接操作提供保障。焊接材料通常為低合金高強(qiáng)度材料，此類材料含有元素較多，焊接過程中部分元素會(huì)導(dǎo)致焊接鋼板硬度過高，焊接完成萃取效果無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。由于焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，設(shè)備故障問題頻發(fā)，還會(huì)制約設(shè)備質(zhì)量。由于焊接缺陷會(huì)與焊接質(zhì)量有直接關(guān)系，所以在具體施工過程中相關(guān)工作人員應(yīng)該對(duì)此類問題給予高度重視。因此，特殊U形零件應(yīng)采用拆分拼接工藝，盡可能規(guī)避生產(chǎn)效率低、質(zhì)量較差等問題發(fā)生[1]。

1.2壓型模具工藝

在制作壓力機(jī)模具時(shí)，通常會(huì)采用整體成型工藝操作方法。壓力機(jī)模具成型，主要應(yīng)用于尺寸規(guī)格相同或者大批量零件生產(chǎn)中，能夠從根本上提高生產(chǎn)效率，還能夠保障生產(chǎn)零件質(zhì)量安全。但由于壓力機(jī)模具制作成本較高，需要消耗大量加工時(shí)間，也難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。再者，壓力機(jī)模具通用性較差，使用效率低下，情節(jié)嚴(yán)重會(huì)影響和諧型機(jī)車的正常運(yùn)行。根據(jù)壓力機(jī)模具性能的差異特征，在具體制作過程中需要對(duì)規(guī)格及形狀不同的零件進(jìn)行區(qū)分，還需要定期對(duì)模具進(jìn)行維護(hù)，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全管理。在具體施工操作過程中，壓力機(jī)模具成型、零件定位及脫料等方面都較為困難。在零件成型階段，會(huì)存在竄位可能，進(jìn)而影響零件質(zhì)量。對(duì)尺寸精度要求較高的零件來講，應(yīng)該留有一定的空間，在壓力機(jī)模具完全成型后，再進(jìn)行切割處理，使零件滿足工藝質(zhì)量規(guī)范，保證和諧型機(jī)車運(yùn)行安全。

1.3摩擦焊接工藝

利用摩擦熱能，摩擦焊接技術(shù)可以使材料達(dá)到塑性狀態(tài)，在頂鍛力的作用下實(shí)現(xiàn)固相連接材料的焊接方法。焊縫質(zhì)量高且穩(wěn)定，焊縫的可焊性較廣，適用性較強(qiáng)，焊縫尺寸精度、焊縫組合精度高，焊接效率高，在可持續(xù)發(fā)展下，其成本低，環(huán)保，無弧光，無煙塵等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，新型焊接工藝，取代了傳統(tǒng)閃光焊接工藝，使焊接接頭及產(chǎn)品質(zhì)量有了明顯提高，對(duì)提高生產(chǎn)工序質(zhì)量起到了積極作用。但從嚴(yán)格意義上講，摩擦焊接技術(shù)在我國(guó)目前還處于發(fā)展階段，也沒有得到普及，主要原因是摩擦焊接適合大批量標(biāo)準(zhǔn)件的車間生產(chǎn)，機(jī)車板料折彎模具材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是近現(xiàn)場(chǎng)制作，摩擦焊接技術(shù)的潛力不能充分發(fā)揮。但是，隨著我國(guó)不斷發(fā)展和工業(yè)化的雙重推進(jìn)，人們對(duì)焊接技術(shù)的特點(diǎn)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，大量生產(chǎn)出有規(guī)格尺寸的固定結(jié)構(gòu)件，推動(dòng)了焊接技術(shù)的全面發(fā)展[2]。

2.工藝開發(fā)

為從根本上解決制造工藝存在的問題，應(yīng)對(duì)折彎?rùn)C(jī)上模結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。不僅要增加折彎?rùn)C(jī)上模高度，還要在上模開孔，已達(dá)到特殊U形零件實(shí)現(xiàn)不擠壓折彎上模的目的。特殊U形零件在折彎成型過程中，折彎上模會(huì)限制零件折彎成型。在使用傳統(tǒng)特殊U形零件制造工藝時(shí)，通過會(huì)采取拆分、拼接等方法，但生產(chǎn)成本過于高昂、效率低下、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等缺陷也較為突出。因此，為解決此類問題，應(yīng)該制作增高、開孔式折彎上模。上模增高制作可根據(jù)折彎設(shè)備工作，對(duì)高度參數(shù)值進(jìn)行規(guī)范管理，使其達(dá)到普通模具高度1-2.5倍左右。且折彎下模高度是在爭(zhēng)取上模高度最大值基礎(chǔ)上，能夠減小普通模具高度的0.3-2.5倍左右。

上模開口尺寸規(guī)格大小的界定，是嚴(yán)格按照零件所需折彎力進(jìn)行制作，以保證上模工作強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)。還可以將上模工作部分設(shè)計(jì)為可進(jìn)行拆卸、替換的形式，保證折彎上模通用性不受影響，便于滿足機(jī)車板料折彎模具成型，更為豐富的不同板厚、不同規(guī)格形狀、封閉式管件類零件。通過折彎上模開孔，有效地避免了零件在成型過程中，易受上模阻擋的技術(shù)難點(diǎn)，且在零件成型后，也方便取出。

由于折彎上模材料應(yīng)具有一定硬度與耐磨性，能夠使模具在特定工作條件下保證原本形狀及尺寸不變;且保證自身所具備強(qiáng)度及韌性優(yōu)勢(shì)正常發(fā)揮，還能夠承載一定高壓與沖擊載荷。并對(duì)彎曲件施壓，使其直邊、圓角與上模全部靠緊，提升上模，實(shí)現(xiàn)板料可成型到位，保障機(jī)車運(yùn)行安全。

結(jié)束語(yǔ)：

為提高和諧型機(jī)車運(yùn)行效率，應(yīng)積極開發(fā)新型技術(shù)，而U型彎零件模具自身具備制作便易、成本低、安全可靠、通用性強(qiáng)等特征，且還具有較強(qiáng)的工藝價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，能夠滿足現(xiàn)代化發(fā)展的實(shí)際需求，保障生產(chǎn)零件質(zhì)量合格，以此實(shí)現(xiàn)和諧型機(jī)車正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]翟啟斌，張學(xué)文.和諧型電力機(jī)車復(fù)合冷卻塔智能在線監(jiān)測(cè)裝置的研制[J].鐵道機(jī)車車輛，2020，40（S1）：46-51+62.

[2]馬振明，吳永鵬，陶敏.和諧型機(jī)車板料折彎模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)及應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2019（12）：29-30+33.

（中車大連機(jī)車鋼結(jié)構(gòu)分廠，遼寧 大連 116000）