通过对快速客运电力机车底架制造工艺的深入研究,系统地总结了快速客运电力机车底架制造的工艺特点、工艺难点等,同时给出了相对应的工艺方法、工艺措施,并且经过验证,这些具体的工艺方法具有很强适用性,为类似结构的底架制造提供有效的借鉴和应用。
快速客运电力机车底架主要结构由端部组装、枕梁装配、边梁、砂箱梁、变压器安装座等大部件组成,如图1所示。
工艺过程分析
经过分析,再进一步将大部件进行一次细化,拆分成小部件进行组对,并且将工艺流程进行了梳理,设计出如下的工艺流程图:每一个工序都很明确地在图中得到了体现。同时工装的设计也是至关重要的,必须既能够保证最小的焊接变形又能保证操作过程的人性化。快速客运电力机车底架,经过对所掌握资料的分析得出,底架采用反组对的形式进行组对,反组对的特点就是在保证组对精度的情况下,可以高效率地完成底架的制造。大边梁采用拼接的方式下料,组焊采用专用工装,同时工装考虑焊接前作适量反变形,以保证焊接后边梁的平直,减少调平工作量。枕梁、砂箱梁、变压器安装座等对底架宽度要求很高,因此采用焊后加工的方式以保证尺寸的精度。
工艺难点的分析
由于存在着焊接收缩的问题,因此对于底架的关键部件,从下料工序开始预留焊接收缩量和加工余量,如:枕梁、端梁、边梁、砂箱梁、变压器安装座等都分别留出了焊接收缩量和加工量,保证焊接收缩后与图纸尺寸保持一致。最终验证,提前预制的收缩量可以抵消收缩造成的变形。预留加工量可以保证产品的加工。
工艺难点的识别和工艺措施的制定
变压器安装座组对时,其相对底架横向和纵向的位置尺寸保证比较困难,同时其与边梁之间的焊缝间隙容易出现间隙过大的情况。因此组对时必须使用定位工装组对变压器安装座,且焊接时必须对底架中部进行撑顶,必须等梁体冷却后再松开撑顶装置。经过制造验证,这种工艺措施可以有效地解决变压器安装座组焊后的位置尺寸。
大边梁属于大长类部件,长度达到20m,焊接变形量的控制成了重要的数据,边梁外板分5段拼接,内部密布着大量筋板和支座,内板分4段,分段多,焊接量大,热输入大,焊接变形相应增大,收缩量不容易把握,焊接后经常出现扭曲、旁弯、挠度大的问题。因此在组焊外板、焊接筋板和内板时必须压紧工件,贴靠工装,内、外板拼接位置错牙≤1mm,工装设计时必须提前预制反变形。焊接完成后必须过2~4h,等工件温度接近室温后,才能松开工装。根据计算,计算出焊接变形量,要求在组焊工装上预制相应的挠度。工装设计上考虑了焊接变形后,通过产品试制验证,边梁使用工装可以保证产品最终的质量。
车钩箱的尺寸是关键,结构不允许加工,需要通过组对焊接来保证。必须通过预留焊接收缩量和油压机调平来保证。结果证明通过预留焊接收缩量和油压机调平是可以解决此难点的。
枕梁的结构复杂,二系簧位置的定位孔尺寸,通过组焊难以保证,须通过加工来保证。通过预留10mm加工量,经过加工验证,孔距精度完全可以达到图纸要求。
按照本方案执行,通过此工艺制造完成的底架,目前已经实现了机车的落车,各项指标符合图纸要求,并且已经装车运行,进行运行跑核试验。
通过以上分析研究可以看出,为了很好地实现底架功能,在电力机车底架制造过程中,遇到不同的状况时,可以因势利导,通过采取相应的工艺措施,解决其中的难点。通过对快速客运电力机车底架的工艺研究,可以为同类型底架制造提供实实在在的经验,对于提高效率、提高制造精度、提升工艺水平,均有着很强的现实意义,具有广泛的社会效益及推广前景。对于今后车型的生产提供一个有效、可靠地借鉴和参照。当然,没有最好,只有更好,今后对相应的工装进行进一步的改造和细化,增加一些新工具的应用以及新工艺的实施,可以更好、更快地完成生产,工艺水平能够进一步提高。
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