一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法与流程

1.本发明涉及轨道客车分块侧墙结构加工工艺技术领域，尤其涉及一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法。

背景技术：

2.现有技术中，铝合金城铁a型车(分块侧墙结构)的挠度值要求为7mm～13mm，b型车(分块侧墙结构)的挠度值要求为6mm～12mm。近些年各项目对车体承载能力(aw3载荷时上挠度＞0mm)和车体自身轻量化要求增加，使得车体在设计阶段计算的挠度值大幅度增加，尤其是统型的标准化地铁项目，在车体阶段需求挠度值为11mm～15mm，而在此之前，各主机厂从未在任何一个城铁项目中将所生产的车体挠度值稳定在11mm以上。
3.现有技术中挠度预制及支撑点的示意图参见图1所示，而现有技术中挠度预制和支撑点的布置无法实现现阶段对于车体挠度值11mm以上的设计要求。
4.因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法。

技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种引入挠度区间定义将挠度值预制在车体侧墙位置、预制挠度值大幅度降低，对车体、工装的施加力减小，安全性增加，且无需使用火焰调修，减少了车体母材内应力，最终车体挠度值可达到11mm以上的大挠度铝合金车体的制造工艺方法。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，该制造工艺方法主要包括以下步骤：
8.s1、车顶部位组焊预制挠度，车顶部位组焊时在车顶部位的中心位置预制40mm挠度；
9.s2、经过仿真计算门口补偿，制作异形侧墙结构；
10.s3、引入挠度区间定义，将挠度值预制在车体侧墙位置，车体侧墙底部具有多个支撑点；
11.s4、在首次使用工装下拉装置将车体预制挠度后，对车体预制挠度值进行检测，核实此时车体挠度是否达到了预期数值；
12.s5、使用固定的焊接顺序，焊接分块侧墙结构；
13.s6、待车体焊缝自然冷却至室温后，松开工装将其吊运至检测胎位进行挠度检测，并测量两枕梁两侧边梁和车体中心处边梁；
14.s7、计算挠度值。
15.进一步的，所述步骤s2中，制作异形侧墙结构时，在所述异形侧墙结构中间位置的车门的底部位置的两侧均具有挠度补充值，且该挠度补充值为2mm；
16.靠近所述异形侧墙结构中间位置的车门具有挠度补偿值，分别为靠近中间位置一
侧的上部的挠度补偿值为3mm，远离中间位置一侧的下部的挠度补偿值为4mm；
17.远离所述异形侧墙结构中间位置的车门的靠近中间位置一侧的上部具有挠度补偿值，且该挠度补偿值为5mm。
18.进一步的，所述步骤s3中，车体侧墙的中间位置的挠度值为21mm；
19.位于所述车体侧墙的中间位置的车门的侧边处的挠度值为20mm；
20.靠近所述中间位置的车门的侧边处的挠度值分别为12mm和10mm。
21.进一步的，所述步骤s4中，在首次使用工装下拉装置将车体预制挠度后，使用水准仪或莱卡检测仪对车体预制挠度值进行检测，核实此时车体挠度是否达到了预期数值；
22.如发生工装变形导致预制挠度值变小，先松开夹紧后对变形处进行挠度补偿，再夹紧该处。
23.进一步的，所述步骤s5中，焊接分块侧墙结构的顺序为先下后上，先外后内，且由焊接结构中心向外侧焊接。
24.进一步的，所述步骤s6中，通过水准仪或莱卡检测仪测量两枕梁两侧边梁四点的高度值，分别为b1、b2、b3、b4；
25.通过水准仪测量车体中心处边梁两点的高度值，分别为a1、a2。
26.进一步的，所述步骤s7中，车体挠度值计算按照以下公式：
27.b＝(b1+b2+b3+b4)/4
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28.a＝(a1+a2)/2
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29.最终挠度值＝a-b
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30.其中：
31.b1、b2、b3、b4分别为两枕梁两侧边梁四点的高度值；
32.a1、a2分别为车体中心处边梁两点的高度值；
33.b为两枕梁两侧边梁处的平均高度值；
34.a为车体中心处的平均高度值。
35.在上述技术方案中，本发明提供的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，具有以下有益效果：
36.本发明的制造工艺预制挠度值大幅度降低，对车体、工装的施加力减小，安全性增加，无需使用火焰调修，减少了车体母材内应力，并且最终车体挠度值可达到13mm以上。
37.本发明的制造工艺通用性好，所有铝合金地铁车辆都可以使用本发明进行挠度的制作；降低操作者工作量，预制挠度值减小，操作者使用工装对车体下拉量变小，并且车体组焊后无需二次调修，大幅度降低操作者的工作量，每台车可减少2小时的工时。
38.本发明的制造工艺的车体质量提高，提高车体挠度值的同时，可以控制车体门口尺寸，保证后续门安装工序的开展。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为现有技术挠度预制及支撑点示意图；
41.图2为本发明实施例公开的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法的预制挠度区间及支撑点示意图；
42.图3为本发明实施例公开的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法的异形侧墙结构的挠度补充尺寸示意图。
具体实施方式
43.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
44.参见图2～图3所示；
45.本实施例的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，该制造工艺方法主要包括以下步骤：
46.s1、车顶部位组焊预制挠度，车顶部位组焊时在车顶部位的中心位置预制40mm挠度；使车顶在交检工序不许火焰调修即可达到两端下垂5～10mm的状态。
47.s2、经过仿真计算门口补偿，制作异形侧墙结构；
48.s3、引入挠度区间定义，将挠度值预制在车体侧墙位置，车体侧墙底部具有多个支撑点；
49.s4、在首次使用工装下拉装置将车体预制挠度后，对车体预制挠度值进行检测，核实此时车体挠度是否达到了预期数值；
50.s5、使用固定的焊接顺序，焊接分块侧墙结构；
51.s6、待车体焊缝自然冷却至室温后，松开工装将其吊运至检测胎位进行挠度检测，并测量两枕梁两侧边梁和车体中心处边梁；
52.s7、计算挠度值。
53.参见图3所示，优选的，上述实施例的步骤s2中，制作异形侧墙结构时，在异形侧墙结构中间位置的车门的底部位置的两侧均具有挠度补充值，且该挠度补充值为2mm；
54.靠近异形侧墙结构中间位置的车门具有挠度补偿值，分别为靠近中间位置一侧的上部的挠度补偿值为3mm，远离中间位置一侧的下部的挠度补偿值为4mm；
55.远离异形侧墙结构中间位置的车门的靠近中间位置一侧的上部具有挠度补偿值，且该挠度补偿值为5mm。
56.在分块侧墙加工及组焊立柱时，制作异形侧墙结构，以提高在最终车体11mm以上挠度情况下，车门的宽度、高度、对角线等尺寸控制，保证后续门机构的安装。
57.优选的，本实施例的步骤s3中，车体侧墙的中间位置的挠度值为21mm；
58.位于车体侧墙的中间位置的车门的侧边处的挠度值为20mm；
59.靠近中间位置的车门的侧边处的挠度值分别为12mm和10mm。
60.引入挠度区间定义，将挠度值预制在车体侧墙位置，增加车体下部支撑点的数量，减小门口区域的挠度值，车体总预制挠度值相比以往手段大幅度减小。
61.优选的，本实施例的步骤s4中，在首次使用工装下拉装置将车体预制挠度后，使用水准仪或莱卡检测仪对车体预制挠度值进行检测，核实此时车体挠度是否达到了预期数值；
62.如发生工装变形导致预制挠度值变小，先松开夹紧后对变形处进行挠度补偿，再
夹紧该处。
63.因各个厂家工装强度不同，变形量有差距，为确保预制挠度值准确性，该步骤不可以省略。
64.优选的，本实施例的步骤s5中，焊接分块侧墙结构的顺序为先下后上，先外后内，且由焊接结构中心向外侧焊接。
65.优选的，本实施例的步骤s6中，通过水准仪或莱卡检测仪测量两枕梁两侧边梁四点的高度值，分别为b1、b2、b3、b4；
66.通过水准仪测量车体中心处边梁两点的高度值，分别为a1、a2。
67.其中，步骤s7中，车体挠度值计算按照以下公式：
68.b＝(b1+b2+b3+b4)/4
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69.a＝(a1+a2)/2
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70.最终挠度值＝a-b
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71.其中：
72.b1、b2、b3、b4分别为两枕梁两侧边梁四点的高度值；
73.a1、a2分别为车体中心处边梁两点的高度值；
74.b为两枕梁两侧边梁处的平均高度值；
75.a为车体中心处的平均高度值。
76.现有技术中，车体组焊时预制大脑度(28mm以上)，也无法满足最终挠度达到11mm以上，经验证实，极限挠度值为9至11mm，甚至有用火焰调修来保证车体最终挠度值，使得车体变形、母材内应力过大，同时，工装受力过大，使其寿命大大缩减，减少了操作安全性。
77.在上述技术方案中，本发明提供的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，具有以下有益效果：
78.本发明的制造工艺预制挠度值大幅度降低，对车体、工装的施加力减小，安全性增加，无需使用火焰调修，减少了车体母材内应力，并且最终车体挠度值可达到13mm以上。
79.本发明的制造工艺通用性好，所有铝合金地铁车辆都可以使用本发明进行挠度的制作；降低操作者工作量，预制挠度值减小，操作者使用工装对车体下拉量变小，并且车体组焊后无需二次调修，大幅度降低操作者的工作量，每台车可减少2小时的工时。
80.本发明的制造工艺的车体质量提高，提高车体挠度值的同时，可以控制车体门口尺寸，保证后续门安装工序的开展。
81.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：

1.一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，其特征在于，该制造工艺方法主要包括以下步骤：s1、车顶部位组焊预制挠度，车顶部位组焊时在车顶部位的中心位置预制40mm挠度；s2、经过仿真计算门口补偿，制作异形侧墙结构；s3、引入挠度区间定义，将挠度值预制在车体侧墙位置，车体侧墙底部具有多个支撑点；s4、在首次使用工装下拉装置将车体预制挠度后，对车体预制挠度值进行检测，核实此时车体挠度是否达到了预期数值；s5、使用固定的焊接顺序，焊接分块侧墙结构；s6、待车体焊缝自然冷却至室温后，松开工装将其吊运至检测胎位进行挠度检测，并测量两枕梁两侧边梁和车体中心处边梁；s7、计算挠度值。2.根据权利要求1所述的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，其特征在于，所述步骤s2中，制作异形侧墙结构时，在所述异形侧墙结构中间位置的车门的底部位置的两侧均具有挠度补充值，且该挠度补充值为2mm；靠近所述异形侧墙结构中间位置的车门具有挠度补偿值，分别为靠近中间位置一侧的上部的挠度补偿值为3mm，远离中间位置一侧的下部的挠度补偿值为4mm；远离所述异形侧墙结构中间位置的车门的靠近中间位置一侧的上部具有挠度补偿值，且该挠度补偿值为5mm。3.根据权利要求1所述的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，其特征在于，所述步骤s3中，车体侧墙的中间位置的挠度值为21mm；位于所述车体侧墙的中间位置的车门的侧边处的挠度值为20mm；靠近所述中间位置的车门的侧边处的挠度值分别为12mm和10mm。4.根据权利要求1所述的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，其特征在于，所述步骤s4中，在首次使用工装下拉装置将车体预制挠度后，使用水准仪或莱卡检测仪对车体预制挠度值进行检测，核实此时车体挠度是否达到了预期数值；如发生工装变形导致预制挠度值变小，先松开夹紧后对变形处进行挠度补偿，再夹紧该处。5.根据权利要求1所述的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，其特征在于，所述步骤s5中，焊接分块侧墙结构的顺序为先下后上，先外后内，且由焊接结构中心向外侧焊接。6.根据权利要求1所述的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，其特征在于，所述步骤s6中，通过水准仪或莱卡检测仪测量两枕梁两侧边梁四点的高度值，分别为b1、b2、b3、b4；通过水准仪测量车体中心处边梁两点的高度值，分别为a1、a2。7.根据权利要求6所述的一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，其特征在于，所述步骤s7中，车体挠度值计算按照以下公式：b＝(b1+b2+b3+b4)/4
ꢀꢀꢀꢀ①
a＝(a1+a2)/2
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最终挠度值＝a-b
ꢀꢀꢀꢀ③
其中：b1、b2、b3、b4分别为两枕梁两侧边梁四点的高度值；a1、a2分别为车体中心处边梁两点的高度值；b为两枕梁两侧边梁处的平均高度值；a为车体中心处的平均高度值。

技术总结

本发明公开了一种大挠度铝合金车体的制造工艺方法，包括S1、车顶部位组焊时在车顶部位的中心位置预制40mm挠度；S2、制作异形侧墙结构；S3、引入挠度区间定义，将挠度值预制在车体侧墙位置，车体侧墙底部具有多个支撑点；S4、在首次使用工装下拉装置将车体预制挠度后，对车体预制挠度值进行检测，核实此时车体挠度是否达到了预期数值；S5、焊接分块侧墙结构；S6、待车体焊缝自然冷却至室温后，将其吊运至检测胎位进行挠度检测，并测量两枕梁两侧边梁和车体中心处边梁；S7、计算挠度值。本发明的制造工艺预制挠度值大幅度降低，对车体、工装的施加力减小，安全性增加，无需使用火焰调修，减少了车体母材内应力，并且最终车体挠度值可达到13mm以上。13mm以上。13mm以上。