專利名稱：鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝方法及工藝模板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道車輛司機(jī)室前窗骨架的組焊工藝，特別涉及一種鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝方法及工藝模板，屬于軌道車輛車體制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高速動(dòng)車組鋁合金車體主要由底架、側(cè)墻、端墻、車頂和司機(jī)室組成整體焊接結(jié)構(gòu)。其中司機(jī)室不僅是高速動(dòng)車組提升速度的重要因素，也是動(dòng)車組速度與美感的完美體現(xiàn)，因此司機(jī)室前窗骨架的制造質(zhì)量至關(guān)重要。司機(jī)室前窗骨架主要由圈梁、橫梁和側(cè)梁構(gòu)成，由于前窗骨架全部為三維曲面結(jié)構(gòu)，因此成型難度較大，成型精度不易控制，同時(shí)成型后焊接變形不易控制，容易導(dǎo)致司機(jī)室窗口變形，影響前窗玻璃安裝和司機(jī)室外形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于解決上述問(wèn)題，提供了一種可以有效保證前窗骨架成型質(zhì)量和焊接質(zhì)量的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝方法。本發(fā)明另一個(gè)主要目的在于，提供一種有效保證前窗骨架成型質(zhì)量和焊接質(zhì)量的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架工藝模板。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝方法，包括如下步驟(I)對(duì)組成司機(jī)室前窗骨架的圈梁、橫梁及側(cè)梁型材分別進(jìn)行切斷下料，依照?qǐng)D紙加工各型材裝配用插口；(2)利用成型模具對(duì)前窗骨架中的圈梁、橫梁和側(cè)梁以工藝模板為基準(zhǔn)進(jìn)行成型，使各型材符合三維曲面尺寸的設(shè)計(jì)要求；(3)將成型完畢后的前窗骨架進(jìn)行切邊，加工焊接破口，完成前窗骨架的預(yù)組；(4)將預(yù)組后的前窗骨架固定牢靠，對(duì)前窗骨架的各插口進(jìn)行焊接；(5)將點(diǎn)固后成型的前窗骨架與司機(jī)室整體骨架進(jìn)行焊接，并滿足司機(jī)室結(jié)構(gòu)要求。進(jìn)一步，在上述步驟(2)中，所述工藝模板為與所述前窗骨架三維曲面相一致的鋼制立體裝置，由底座和縱橫交錯(cuò)的若干個(gè)鋼片組成，在所述工藝模板上預(yù)先加工有符合圈梁、橫梁和側(cè)梁三維曲面設(shè)計(jì)要求的基準(zhǔn)型槽。進(jìn)一步，所述工藝模板是通過(guò)對(duì)前窗骨架的三維模型在不同位置的斷面進(jìn)行切片得到三維線圖，再加入工藝設(shè)計(jì)要素，對(duì)各鋼片依照相應(yīng)位置的三維線圖進(jìn)行切割，最后將各切割后的鋼片組裝而成的。進(jìn)一步，在上述步驟(2)中，所述前窗骨架中圈梁、橫梁和側(cè)梁的成型采用分段成型。進(jìn)一步，所述前窗骨架成型后與所述工藝模板之間的間隙不大于2mm。
進(jìn)一步，所述前窗骨架各部件的連接處間隙小于3mm。進(jìn)一步，在上述步驟(4)中，所述前窗骨架的各插口進(jìn)行點(diǎn)固焊。進(jìn)一步，在上述步驟(4)中，所述前窗骨架通過(guò)卡蘭固定和焊接工藝梁固定。一種鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝模板，所述工藝模板為與待加工的司機(jī)室前窗骨架三維曲面相一致的鋼制立體裝置，在所述工藝模板上加工有符合組成所述前窗骨架的圈梁、橫梁和側(cè)梁型材三維曲面設(shè)計(jì)要求的基準(zhǔn)型槽。進(jìn)一步，所述工藝模板由底座和縱橫交錯(cuò)的若干個(gè)鋼片組成，在位于所述基準(zhǔn)型槽處的鋼片上，具有與所在位置的所述型材斷面曲線相同的切線。綜上內(nèi)容，本發(fā)明所述的一種鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝方法及工藝模板，使得前窗骨架的成型和組焊在一個(gè)工藝模板上全部完成，避免由于各工裝精度不同和人為等因素影響成型質(zhì)量，同時(shí)，可避免由于各工裝精度誤差等因素影響組裝焊接質(zhì)量，另 夕卜，由于在同一工件多點(diǎn)得到有效約束，有效控制了整體外形符合組焊要求。


圖I本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖示意圖；圖2本發(fā)明橫梁和側(cè)梁斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明圈梁斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本發(fā)明工藝模板結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I到圖4所示，圈梁I，橫梁2，側(cè)梁3，工藝模板4，底座5，鋼片6，基準(zhǔn)型槽7。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述如圖I所示，司機(jī)室前窗骨架主要由圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3構(gòu)成，側(cè)梁3為兩個(gè)，共同組成一個(gè)具有三維曲面形狀的前窗骨架。橫梁2和側(cè)梁3采用如圖2所示的鋁合金型材，圈梁I采用如圖3所示的鋁合金型材，其中，橫梁2和側(cè)梁3的鋁合金型材的材料為A6N01S-T5，圈梁I的鋁合金型材的材料為A5083S-H112，圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3各部件間通過(guò)插口焊接進(jìn)行組裝。如圖4所示，在鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝方法中需要一個(gè)工藝模板4，工藝模板4為一鋼制立體裝置，它具有與司機(jī)室前窗骨架相一致的三維曲面形狀，前窗骨架的成型和組焊都在是該工藝模板4上完成。為減輕工藝模板4的整體重量，降低加工難度，同時(shí)，便于在工藝模板4上進(jìn)行成型和組焊，工藝模板4由底座5和縱橫交錯(cuò)設(shè)置的若干個(gè)鋼片6組成，在工藝模板4上預(yù)先加工有符合前窗骨架中圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3三維曲面設(shè)計(jì)要求的基準(zhǔn)型槽7。工藝模板4中基準(zhǔn)型槽7的是通過(guò)對(duì)前窗骨架的三維模型在不同位置斷面進(jìn)行切片得到三維線圖，再加入工藝設(shè)計(jì)要素，利用激光切割機(jī)對(duì)不同鋼片6分別進(jìn)行切割制造，最后將各鋼片6組裝而成的，在位于基準(zhǔn)型槽7處的鋼片6上，具有與所在位置的圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3型材斷面曲線相同的切線。前窗骨架中的圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3比照基準(zhǔn)型槽7利用成型模具進(jìn)行成型，與基準(zhǔn)型槽7比照有偏差的，就重新進(jìn)行校正，再比照，直至與基準(zhǔn)型槽7完全吻合，其中要求前窗骨架成型后與基準(zhǔn)型槽7之間的間隙不大于2_。這樣，就可以有效保證前窗骨架的成
型質(zhì)量。如圖I所示，本發(fā)明所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝方法，包括如下步驟(I)對(duì)組成司機(jī)室前窗骨架的圈梁I、橫梁2及側(cè)梁3型材分別進(jìn)行切斷下料，依照?qǐng)D紙加工各型材裝配用插口。(2)利用壓力機(jī)對(duì)前窗骨架中的圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3進(jìn)行成型，使各型材符合三維曲面尺寸的設(shè)計(jì)要求。以此過(guò)程中，前窗骨架中圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3的成型以工藝模板4為基準(zhǔn)，在工藝模板4上完成。
為了提高前窗骨架的成型質(zhì)量，圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3的成型采用分段成型的工藝。每段分別與基準(zhǔn)型槽7比照，對(duì)其中有偏差的部位，就重新進(jìn)行校正調(diào)修，再與基準(zhǔn)型槽7比照，直至前窗骨架成型后與基準(zhǔn)型槽7之間的間隙不大于2_，使前窗骨架符合工藝模板4的曲面尺寸要求。(3)將壓型完畢后的前窗骨架劃線定位并進(jìn)行切邊操作，再加工焊接所需破口，此時(shí)，要求前窗骨架的圈梁I、橫梁2和側(cè)梁3各部件連接處間隙小于3mm，以滿足焊接要求，完成前窗骨架的預(yù)組。 此過(guò)程也是在工藝模板4上完成。(4)將預(yù)組后的前窗骨架固定牢靠，再對(duì)前窗骨架中的橫梁2、側(cè)梁3和圈梁I插口處進(jìn)行點(diǎn)固焊接，簡(jiǎn)化焊接工藝，縮短焊接時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。前窗骨架可以通過(guò)卡蘭(圖中未示出)固定，也可以通過(guò)焊接多個(gè)工藝梁(圖中未示出)固定，以防止焊接時(shí)各部件由于熱應(yīng)力發(fā)生收縮變形。此過(guò)程也是在工藝模板4上完成。(5)點(diǎn)固完畢后，取下用于前窗骨架固定的卡蘭，利用起吊設(shè)備將其與工藝模板4分離，最后將前窗骨架同司機(jī)室整體骨架進(jìn)行組裝焊接，并滿足司機(jī)室結(jié)構(gòu)要求。如上所述，結(jié)合附圖所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝方法，其特征在于包括如下步驟， (1)對(duì)組成司機(jī)室前窗骨架的圈梁、橫梁及側(cè)梁型材分別進(jìn)行切斷下料，依照?qǐng)D紙加工各型材裝配用插ロ； (2)利用成型模具對(duì)前窗骨架中的圈梁、橫梁和側(cè)梁以エ藝模板為基準(zhǔn)進(jìn)行成型，使各型材符合三維曲面尺寸的設(shè)計(jì)要求； (3)將成型完畢后的前窗骨架進(jìn)行切邊，加工焊接破ロ，完成前窗骨架的預(yù)組； (4)將預(yù)組后的前窗骨架固定牢靠，對(duì)前窗骨架的各插ロ進(jìn)行焊接； (5)將點(diǎn)固后成型的前窗骨架與司機(jī)室整體骨架進(jìn)行焊接，并滿足司機(jī)室結(jié)構(gòu)要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝方法，其特征在于在上述步驟(2)中，所述エ藝模板為與所述前窗骨架三維曲面相一致的鋼制立體裝置，由底座和縱橫交錯(cuò)的若干個(gè)鋼片組成，在所述エ藝模板上預(yù)先加工有符合圈梁、橫梁和側(cè)梁三維曲面設(shè)計(jì)要求的基準(zhǔn)型槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝方法，其特征在于所述エ藝模板是通過(guò)對(duì)前窗骨架的三維模型在不同位置的斷面進(jìn)行切片得到三維線圖，再加人工藝設(shè)計(jì)要素，對(duì)各鋼片依照相應(yīng)位置的三維線圖進(jìn)行切割，最后將各切割后的鋼片組裝而成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝方法，其特征在于在上述步驟(2)中，所述前窗骨架中圈梁、橫梁和側(cè)梁的成型采用分段成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝方法，其特征在于所述前窗骨架成型后與所述エ藝模板之間的間隙不大于2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝方法，其特征在于所述前窗骨架各部件的連接處間隙小于3mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝方法，其特征在于在上述步驟(4)中，所述前窗骨架的各插ロ進(jìn)行點(diǎn)固焊。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝方法，其特征在于在上述步驟(4)中，所述前窗骨架通過(guò)卡蘭固定和焊接エ藝梁固定。
9.ー種鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝模板，其特征在于所述エ藝模板為與待加工的司機(jī)室前窗骨架三維曲面相一致的鋼制立體裝置，在所述エ藝模板上加工有符合組成所述前窗骨架的圈梁、橫梁和側(cè)梁型材三維曲面設(shè)計(jì)要求的基準(zhǔn)型槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊エ藝模板，其特征在于所述エ藝模板由底座和縱橫交錯(cuò)的若干個(gè)鋼片組成，在位于所述基準(zhǔn)型槽處的鋼片上，具有與所在位置的所述型材斷面曲線相同的切線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁合金車體司機(jī)室前窗骨架組焊工藝方法及工藝模板，利用成型模具對(duì)前窗骨架中的圈梁、橫梁和側(cè)梁以工藝模板為基準(zhǔn)進(jìn)行成型，使各型材符合三維曲面尺寸的設(shè)計(jì)要求；將成型完畢后的前窗骨架進(jìn)行切邊，加工焊接破口，完成前窗骨架的預(yù)組；再將預(yù)組后的前窗骨架各插口進(jìn)行焊接；最后將點(diǎn)固后成型的前窗骨架與司機(jī)室整體骨架進(jìn)行焊接，并滿足司機(jī)室結(jié)構(gòu)要求。本發(fā)明中前窗骨架的成型和組焊在一個(gè)工藝模板上全部完成，避免由于各工裝精度不同和人為等因素影響成型質(zhì)量，同時(shí)，可避免由于各工裝精度誤差等因素影響組裝焊接質(zhì)量，另外，由于在同一工件多點(diǎn)得到有效約束，有效控制了整體外形符合組焊要求。
文檔編號(hào)B23K31/02GK102773617SQ20111011985
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者劉學(xué)之, 張石磊, 王光明, 王汝彪 申請(qǐng)人:南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司, 鐵道部運(yùn)輸局