一种地铁车辆侧墙窗间板平面度控制方法

技术领域

本发明涉及轨道制造技术领域，特别是涉及一种地铁车辆侧墙窗间板平面度控制方法。

背景技术

随着轨道制造业的快速发展，人们对交通工具的舒适性、安全性、快捷性以及环保性也提出了更高的要求。铝及铝合金型材因其密度低、强度高、塑性好、益成型和良好的导电、导热性及耐腐蚀性等特点，逐渐成为轨道车辆车体首选的原材料。为了提高车辆的运营速度，方便人们的日常出行，铝合金车体的轻量化得到了进一步的研究，然而型材的减薄势必造成制造工艺的困难。

现有的轨道交通车辆，车体轻量化主要从侧墙大部件型材结构壁厚减薄来进行减重，其侧墙窗间板外部型材由传统型材壁厚的3.3mm减为了2.8mm，且内部筋板型腔也由传统的8-9个减到目前的7个，而且窗口尺寸较大，侧墙窗间板区域整体强度、刚度减弱，从而导致车体各大部件在装配、焊接到一起过程中，出现了窗间板平面度超出了图纸要求的2mm/m标准，而且窗间板外平面基本都向车内塌陷。

现有技术方案是按照传统的方式，车体各大部件包括侧墙的高度、轮廓度尺寸，车顶宽度、轮廓度尺寸符合设计图纸公差要求进行制造后，最后与底架在车体合成工序进行装配、焊接，并根据车体焊接收缩变形的理论分析，焊前提前对车体断面进行高度、宽度、侧墙轮廓度方向上预制反变形量，焊后对超差部位进行常规的机械加火焰调修措施，最终能保证产品的尺寸符合设计标准。主要存在的问题如下：

1、侧墙部件窗间板区域型材壁厚较薄，通长的焊缝焊接热输入量较大，会对窗间板区域焊缝及周边母材产生较大的变形，虽然通过焊后调修，能满足部件的尺寸要求，但经过多次调修，母材强度降低，调修后的窗间板区域及焊缝附近母材还是存在局部轻微的受热波浪变形，影响整车美观性；

2、由于各个大部件的制造公差范围较大，会导致产品的一致性较差。从而也会导致各大部件到车体合成工序组装配对的的匹配性较差。这样在车体合成工序，装配完各大部件后，车体断面尺寸存在各种情况的组合，预制的反变形量也存在较大的调整量，上述综合因素导致车体焊后断面尺寸的一致性较差，同时也会对窗间板焊后平面度质量控制难度加大；

3、通过焊后调修，大部分车体虽然能满足设计标准要求，但调修次数增加，对于母材的强度会产生一定的影响，而且个别产品通过调修还会存在无法满足设计尺寸的要求，必要时候采取放行处理。通过统计分析，现有的技术方案，单台车体平均需要12-16h的调修时间，产品焊后一次交检合格率只有70％左右，严重制约着车体制造的生产效率和产品质量，并对后道车窗安装工序产生了一定影响。

为了保证车体侧墙窗间板平面度质量要求，本发明提供一种地铁车辆侧墙窗间板平面度控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种地铁车辆侧墙窗间板平面度控制方法，达到减少侧墙窗间板的变形影响，最终减小焊后对车体窗间板及其超差区域的调修量，缩短车体制造周期的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种地铁车辆侧墙窗间板平面度控制方法，包括以下步骤：

焊接侧墙并避开窗口附近区域进行焊接(增加图片)；

在侧墙和车顶的焊接工序之前分别对所述侧墙和所述车顶施加预制反变形，将车体断面尺寸宽度的调整范围为(-2，0)mm，车体高度的调整范围为(+8，+10)mm，所述侧墙外轮廓度的外鼓调整范围为(+2，+3)mm，所述车顶外轮廓度的外鼓调整范围为+3mm，车顶宽度尺寸调整为(-2,0)mm，侧墙高度尺寸调整到(+5，+7)mm，车体焊接前侧墙窗间板平面度为1.5mm/m；；

进行所述侧墙和车顶的焊接并与底架进行安装后得到地铁车辆框架，获得侧墙窗间板平面度达到2mm/m及以下。

优选地，，所述车体断面尺寸宽度的调整范围的理论公差为(-4，+2)mm，车体高度调整范围的理论公差为(-2，+6)mm，侧墙高度的调整范围的理论公差为(+3，+7)mm，，所述侧墙外轮廓度的外鼓调整范围的理论公差为(-2，+2)mm，所述车顶外轮廓度的外鼓调整范围的理论公差为(-3，+3)mm，车顶宽度调整范围的理论公差为(-4，+2)mm。

优选地，在所述车顶和所述侧墙焊接之前，在所述侧墙、车顶和所述底架形成的所述地铁车辆框架内部设置纵向支撑、水平支撑和斜撑。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1.本发明根据车体合成工序焊接变形趋势的预测分析，提前将侧墙、车顶等部件制造公差进行优化改善，减少车体合成工序辅助使用横斜支撑工装施加外力而产生的焊接应力对侧墙窗间板的变形影响，最终减小焊后对车体窗间板及其超差区域的调修量，缩短车体制造周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为本发明侧墙与车顶焊接后的变形趋势示意图；

图3为本发明焊接前预制变形趋势示意图；

图4侧墙焊接示意图；

其中，1、焊缝；2、焊接后变形趋势；3、焊前预制变形趋势；4、窗口区域；5、焊缝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种地铁车辆侧墙窗间板平面度控制方法，达到减少侧墙窗间板的变形影响，最终减小焊后对车体窗间板及其超差区域的调修量，缩短车体制造周期的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1至图3，一种地铁车辆侧墙窗间板平面度控制方法，包括以下步骤：焊接侧墙并避开窗口附近区域进行焊接；在侧墙和车顶的焊接工序之前分别对所述侧墙和所述车顶施加预制反变形，将车体断面尺寸宽度的调整范围为(-2，0)mm，侧墙高度的调整范围为(+8，+10)mm，所述侧墙外轮廓度的外鼓调整范围为(+2，+3)mm，所述车顶外轮廓度的外鼓调整范围为+3mm，车体焊接前侧墙窗间板平面度为1.5mm/m；；进行侧墙和车顶的焊接并与底架进行安装后得到地铁车辆框架,获得侧墙窗间板平面度达到2mm/m及以下；本发明通过对现有车体各大部件结构进行分析，将侧墙部件焊接方式进行优化，侧墙窗口加工区域的焊缝不焊接，减少焊接热输入量对窗间板母材的变形影响。同时，根据车体合成工序对车体断面预制的反变形量数据，提前在侧墙、车顶单件装配、焊接过程中，将其影响车体断面的侧墙高度、轮廓度，车顶宽度、轮廓度尺寸控制在车体合成需要的公差带范围内，减少或不使用横斜支撑对车体断面进行外力施加反变形约束，从而减轻由于施加外力约束产生的焊接内应力释放后，对侧墙窗间板平面度的影响，并取得了良好的效果：取消窗间板区域焊缝的焊接，减少焊接作业时间的同时，节约焊接材料成本，一般地铁车辆的单车侧墙窗口约6-8个，每个窗口的焊缝长度约为3米，合计焊缝长度约为24米，焊接成本节约至少为2-3万元/辆，焊接时间缩短至少120-150分钟/辆；车体窗间板平面度由原来的3-4mm/m减缓到2.5-2mm/m,，并且大部分窗间板控制在2mm/m的设计要求范围内，降低车体调修量甚至不调修。经统计，采用本发明技术方案后车体一次交检合格率由原来的70％提升至95％以上，产品质量大幅提升。单车窗间板调修时间由原来的12-16小时，降低到2-3小时，在大幅缩短了生产周期的同时，人工作业成本、能源消耗也显著降低，单车人工成本、能耗约降低3万元左右。

进一步的，，所述车体断面尺寸宽度的调整范围的理论公差为(-4，+2)mm，车体高度调整范围的理论公差为(-2，+6)mm，侧墙高度的调整范围的理论公差为(+3，+7)mm，，所述侧墙外轮廓度的外鼓调整范围的理论公差为(-2，+2)mm，所述车顶外轮廓度的外鼓调整范围的理论公差为(-3，+3)mm，车顶宽度调整范围的理论公差为(-4，+2)mm。

进一步的，在车顶和所述侧墙焊接之前，在侧墙、车顶和底架形成的所述地铁车辆框架内部设置纵向支撑、水平支撑和斜撑。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。