轨道客车车体设计尺寸链构建及工艺控制技术.pdf

文章编号:1 0 0 2-7 6 0 2(2 0 2 3)0 4-0 1 3 0-0 8轨道客车车体设计尺寸链构建及工艺控制技术许保磊,刘海玲,姚明哲,王 顺(唐山机车车辆有限公司 产品研发中心,河北 唐山 0 6 3 0 3 5)摘 要:按照I S O 9 0 0 0:2 0 1 5 质量管理体系 基础和术语、I S O/T S 2 2 1 6 3:2 0 1 7 铁路应用 质量管理体系、G J B 9 0 0 1 C2 0 1 7 质量管理体系要求 标准规定,产品设计工作需输出特性分析表。轨道客车车体重要特性包括车体设计中的尺寸链数据:车体总成长度公差、大部件长度公差、车体总成宽度公差、大部件宽度公差、车体总成高度公差,大部件高度公差、车体横断面对角线长度差限值、车顶四角对角线长度差限值、底架四角对角线长度差限值、车体挠度范围、枕梁中心以外底架端部下垂公差。轨道客车车体大部件之间的连接方式多种多样,对铝合金、不锈钢、碳钢车体总成中的尺寸链构建方式进行了分析,给出了对应的工艺控制技术。通过所述尺寸链构建方式及工艺控制技术,车体的重要特性数据得到了有效控制,达到了特性分析表的要求,保证了产品质量。关键词:车体;设计;尺寸链;构建;控制技术中图分类号:U 2 7 0.2;U 2 7 0.6+5 文献标志码:B d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 2-7 6 0 2.2 0 2 3.0 4.0 2 5收稿日期:2 0 2 2-0 4-2 6第一作者:许保磊(1 9 8 4),男,硕士,高级工程师。D i m e n s i o n C h a i n C o n s t r u c t i o n a n d P r o c e s s C o n t r o l T e c h n o l o g y i n C a r b o d y D e s i g n o f P a s s e n g e r T r a i nXU B a o l e i,L I U H a i l i n g,YAO M i n g z h e,WANG S h u n(P r o d u c t R&D C e n t e r,C R R C T a n g s h a n L o c o m o t i v e&R o l l i n g S t o c k C o.,L t d.,T a n g s h a n 0 6 3 0 3 5,C h i n a)A b s t r a c t:A c c o r d i n g t o I S O 9 0 0 0:2 0 1 5 Q u a l i t y m a n a g e m e n t s y s t e m s-F u n d a m e n t a l s a n d v o c a b u l a r y,I S O/T S 2 2 1 6 3:2 0 1 7 R a i l w a y a p p l i c a t i o n s-Q u a l i t y m a n a g e m e n t s y s t e m s,G J B 9 0 0 1 C2 0 1 7 Q u a l i t y m a n a g e m e n t s y s t e m s r e q u i r e m e n t s,p r o d u c t d e s i g n w o r k r e q u i r e s t h e o u t p u t o f c h a r a c t e r i s t i c a n a l y s i s t a b l e.T h e i m p o r t a n t c a r b o d y c h a r a c t e r i s t i c s o f p a s s e n g e r t r a i n i n c l u d e d i m e n s i o n c h a i n d a t a i n c a r b o d y d e s i g n:c a r b o d y g e n e r a l a s s e m b l y l e n g t h t o l e r a n c e,s u b-a s s e m b l y l e n g t h t o l e r a n c e,c a r b o d y g e n e r a l a s s e m b l y w i d t h t o l e r a n c e,s u b-a s s e m b l y w i d t h t o l e r a n c e,c a r b o d y g e n e r a l a s s e m b l y h e i g h t t o l e r a n c e,s u b-a s s e m b l y h e i g h t t o l e r a n c e,d i a g o n a l l e n g t h d i f f e r e n c e l i m i t o f c a r b o d y t r a n s v e r s e s e c t i o n,l e n g t h d i f f e r e n c e l i m i t o f t h e d i a g o n a l l i n e s o f t h e r o o f,l e n g t h d i f f e r e n c e l i m i t o f t h e d i a g o n a l l i n e s o f t h e u n d e r f r a m e,c a r b o d y d e f l e c t i o n r a n g e a n d s a g g i n g t o l e r a n c e o f t h e u n d e r f r a m e e n d b e y o n d t h e c e n t e r o f t h e s l e e p e r b e a m.T h e c o n n e c t i o n m e t h o d s o f c a r b o d y s u b-a s s e m b l i e s v a r y d e p e n d i n g o n t h e t y p e s o f p a s s e n g e r t r a i n s.T h e d i m e n s i o n c h a i n c o n s t r u c t i o n m e a n s o f c a r b o d y a s s e m b l y i n a l u m i n u m,c a r b o n s t e e l a n d s t a i n l e s s s t e e l a r e a n a l y z e d,a n d c o r r e s p o n d i n g p r o c e s s c o n t r o l t e c h n o l o g i e s a r e g i v e n.T h r o u g h t h e s e d i m e n s i o n c h a i n c o n s t r u c t i o n m e a n s a n d p r o c e s s c o n t r o l t e c h n o l o g i e s,t h e i m p o r t a n t c h a r a c t e r i s t i c d a t a o f c a r b o d y i s e f f e c t i v e l y c o n t r o l l e d a n d m e e t s t h e r e q u i r e m e n t s o f c h a r a c t e r i s t i c a n a l y s i s t a b l e,e n s u r i n g t h e p r o d u c t q u a l i t y.K e y w o r d s:c a r b o d y;d e s i g n;d i m e n s i o n c h a i n;c o n s t r u c t i o n;c o n t r o l t e c h n o l o g y 轨道客车车体有铝合金、不锈钢和碳钢3种常见材质,不同材质车体设计尺寸链构建方式及工艺控制技术各有不同。1 铝合金车体1.1 铝合金车体特点铝合金车体普遍采用中空铝合金型材、板材组焊031 制造与工艺铁道车辆 第6 1卷第4期2 0 2 3年8月 而成,为筒形整体承载结构。带司机室的车体分为2种,一种是司机室焊接至车体,另一种是司机室通过螺栓连接至车体。仅焊接至车体的司机室归属于车体系统。典型动车组车体结构见图11。图1 典型动车组车体结构1.2 铝合金车体重要特性轨道车辆产品开发设计工作就是设计出符合用户要求、具有固有特性的产品。设计工作按I S O 9 0 0 0:2 0 1 52、I S O/T S 2 2 1 6 3:2 0 1 73、G J B 9 0 0 1 C2 0 1 74标准规定需输出特性分析表。铝合金车体重要特性包括车体设计中的尺寸链数据:车体总成长度公差、车顶长度公差、侧墙长度公差、底架长度公差、车体总成宽度公差、车顶宽度公差、端墙宽度公差、底架宽度公差、车体总成高度公差、车顶高度公差、侧墙高度公差、端墙高度公差、车体横断面对角线长度差限值、车顶四角对角线长度差限值、底架四角对角线长度差限值、车体挠度范围、枕梁中心以外底架端部下垂公差。进行设计尺寸链构建时,需兼顾工艺控制技术可行性5。1.2.1 铝合金动车组车体长度尺寸链构建端墙坐落在底架上,端墙外立面与底架端部外立面平齐。车顶、端墙通过连接板连接。侧墙、端墙通过连接板连接,若侧门口靠近车端,连接板变为L型门立柱型材。车顶、侧墙与焊接至车体的司机室也通过连接板连接。某型动车组车顶、侧墙、底架的长度公差均为4 mm,公差范围相同,即使大部件公差不同,也可通过修配连接板调整,最终确保车体总成后的长度要求。车体总成长度公差是1 0 mm,比大部件长度公差范围大的原因是端墙装配时垂直度公差3 mm,车体总成后,车体顶部的车体长度公差需在大部件长度公差基础上扩大6 mm。1.2.2 铝合金地铁车体长度尺寸链构建铝合金地铁有3种侧墙形式:分块侧墙6,通长侧墙7,台阶式整体侧墙8,如图2所示。分块侧墙可提高侧墙工序生产速度,但总成工时长。通长侧墙可在侧墙工序控制侧门口宽度,简化车体总成工艺,缩短总成工时。台阶式整体侧墙用于低地板有轨电车,侧墙上边梁型材型腔平行于轨面,其余型材型腔垂直于轨面。图2 铝合金地铁侧墙形式 铝合金地铁车体未采用连接板,而是从经济角度出发,采用如下方案:端墙坐落在底架上,端墙外立面与底架端部外立面理论平齐。侧墙、端墙之间常见的连接方式如图3所示。图3 铝合金地铁车体侧墙、端墙连接方式其中,图3(a)适用于采用分块侧墙、板梁结构端墙的铝合金地铁车体6。端墙板与侧墙端角柱密贴,定位其余分块侧墙时需考虑侧门口中心定位公差、侧131 轨道客车车体设计尺寸链构建及工艺控制技术 许保磊,刘海玲,姚明哲,王 顺门口宽度公差。采用分块侧墙的车体对大部件长度公差的适应性强。图3(b)适用于通长侧墙、型材端墙的铝合金地铁车体。侧墙长度公差1 mm,底架长度公差(-1,+6)mm。侧墙半长(车体中心到其端部的长度)最多比底架半长多1 mm,带动端墙长翻边变形,车体总成后可通过打磨等方式去除端墙长翻边凸出的1 mm,随后焊接排水管进行遮挡。侧墙半长最多比底架半长短3.5 mm,此时端墙可向车体中心偏离3.5 mm,不影响端墙与底架的焊接。端墙短翻边与侧墙端角柱通过角铁转接。图3(c)9也适用于采用通长侧墙的铝合金地铁车体。图3(c)在端墙两侧焊接方管型闭口型材,型材设置有下凹式台阶。型材与侧墙板焊接前,先将连接板焊接至型材,后将侧墙板焊接至连接板。此结构可适应侧墙与底架长度的差异。可将类似型材调整至车体总成工序,调整量更大,不再使用图3(c)中的连接板。图3(d)、图3(e)适用于采用台阶式整体侧墙的低地板有轨电车8。图3(d)适用于侧墙最上方一块通长型材与端墙的连接。底架长度公差3 mm,侧墙长度公差大于+3 mm。车体总成时,可通过打磨侧墙通长型材端部等方式实现底架、侧墙长度匹配。图3(e)用于其余侧墙型材与端墙的连接。端角柱型材在总成工序连接侧墙、端墙。端角柱型材与侧墙搭接,调整量大,可适应侧墙与底架长度的差异。铝合金地铁车体车顶、端墙之间常见的连接方式如图4所示。图4 铝合金地铁车体车顶、端墙连接方式其中,图4(a)适用于车顶型材、板梁结构端墙的铝合金地铁车体6。车顶型材通过内外焊缝连接至端墙板。若车顶长,可通过打磨车顶等方式适应端墙;若车顶短,通过焊缝根部间隙、端墙板调修或端墙内外倾适应两者长度差异。图4(b)适用于通长侧墙、型材端墙的铝合金地铁车体。图4(b)所示端墙型材长翻边位于车体外侧,与车顶型材形成角接接头。若车顶长,可通过打磨车顶等方式适应端墙;若车顶短,通过焊缝根部间隙、长翻边调修、向车体中心移动端墙(不得影响底架、侧墙长度差异时端墙的调整方案)等手段适应两者长度差异。铝合金地铁车体制造精度高,这种方式虽然较动车组连接板方案增加生产周期,但也可以满足制造要求。短翻边位于车体内侧,与车顶型材通过角铁转接。图4(c)9与图3(c)搭配使用。按照图4(c)所示结构,将图3(c)方管型闭口型材改为三角形闭口型材,可省料减重。可将类似型材调整至车体总成工序,调整量更大,不再使用图4(c)中的连接板。图4(d)适用于台阶式整体侧墙的低地板有轨电车车体8。车顶边梁与端墙的连接同图3(d)。底架长度公差3 mm,车顶长度公差3 mm。端墙下方连接底架,上方连接车顶。车顶、底架半长最多相差3 mm,可通过端墙内外倾、焊缝根部间隙来适应车顶底架长度差异。在铝合金地铁司机室端,车体通常设置1圈焊接至车顶、侧墙的挡板,用于螺栓连接司机室。1.2.3 铝合金车体宽度尺寸链构建底架、侧墙接口如图5所示6。底架型材开口宽度公差(0,+0.7)mm,侧墙型材开口宽度公差(0,-0.5)mm。两者匹配后,0.2 mm插口总间隙 1 mm。图5 铝合金车体底架、侧墙接口车顶、侧墙接口如图6所示6,0.2 mm插口总间隙1 mm。图6 铝合金车体车顶、侧墙接口231铁道车辆 第6 1卷第4期2 0 2 3年8月 为保证车体不超限界,底架、车顶、鼓形车体最宽处的宽度公差均为负公差。侧墙在保证总成轮廓度的前提下,可适当倾斜适应底架、车顶的宽度差异。1.2.4 铝合金车体高度尺寸链构建通过调整底架、侧墙接口来调节车高:打磨坡口可减小高度,加大焊缝根部间隙(最大2 mm)可增加高度。高度公差范围通常为57 mm,公差范围大。1.2.5 铝合金车体横断面对角线长度差限值铝合金车体有鼓型车体、梯形车体、矩形车体3种。以矩形车体为例,实际生产可能出现5种车体横断面:矩形、等腰梯形、非等腰梯形、平行四边形、无平行对边的四边形。矩形横断面不存在对角线长度差,为车体最佳状态。等腰梯形断面虽不存在对角线长度差,但会被不同高度的车宽公差约束。非等腰梯形断面、平行四边形断面均存在对角线长度差,通过对角线长度差限值与车宽公差限值控制车体横断面变形。无平行对边的四边形存在对角线长度差,通过对角线长度差限值、车宽公差与车体四角高度差,限制车体横断面变形。因铝型材精度高、组焊设备高端、工艺简洁,铝合金车体横断面对角线长度差限值比碳钢车体、不锈钢车体严格。1.2.6 铝合金车体车顶四角对角线长度差限值即使车顶长度、高度、宽度合格,若不限制对角线长度差,车顶俯视图形状会出现四种形状:矩形、长边倾斜的等腰梯形、长边倾斜的非等腰梯形、长边倾斜的平行四边形。矩形不存在对角线长度差,为车顶最佳状态。长边倾斜的等腰梯形不存在对角线长度差。长边倾斜的非等腰梯形、长边倾斜的平行四边形均存在对角线长度差。车顶工装精度高,固定车顶型材后不会因安装原因出现对角线长度差。车顶铝型材全长焊缝总条数为奇数,对称设置,焊接变形会导致车顶出现类似双面凹透镜形状的变形,焊接后会根据宽度公差要求进行火焰调修,不会因加工原因出现对角线长度差。只有型材的形位公差会导致对角线长度差,型材图纸对形位公差做了严格的规定,车顶组焊后能满足四角对角线长度差限值。车顶两侧型材因长度公差导致轻微长度差异,会产生极小的短边倾斜,略微增加对角线长度差。型材图纸上对长度公差做了严格的规定,车顶组焊后能满足四角对角线长度差限值。1.2.7 铝合金车体底架四角对角线长度差限值铝合金车体底架四角对角线长度差限值及控制方法与车顶四角对角线长度差限值及控制方法类似。1.2.8 铝合金车体挠度范围车体仅在转向架位置有支撑,在自重及载重状态下,车体会发生垂向变形。车体需预制向上的反变形,车体中部的反变形数值最大,称为挠度。设置挠度下限时,需考虑在最大载重下挠度不能降为0;挠度值上限一般比下限高5 mm左右,留出工艺调整量。确定挠度范围后,在总成工装内顶起底架设置底架挠度;通长侧墙组焊前设置反变形,焊后侧墙自带挠度,用于匹配底架挠度;分块式侧墙放入总成工装时,摆放每块侧墙以适应所处位置的底架挠度,允许打磨侧墙下部型材的焊接接头。1.2.9 铝合金车体四角高度差铝合金车体底架边梁与转向架的连接方式通常有2种:一种是转向架通过自带顶部枕梁连接至车体底架边梁,另一种是转向架通过2个空簧连接至车体底架边梁。第一种方式需在底架边梁下方设置专用垫板,四角称重达到无张力状态后,测得四角高度差,然后机加工垫板,保证四角垫板平面度0.5 mm,与转向架连接时无间隙,且与转向架连接时车体为无张力状态。另一种方式通常规定车体四角高度差不大于5 mm,空簧高度调整阀会自适应四角高度差。1.2.1 0 铝合金车体枕外下垂公差两枕梁中心之间的车体设置了向上的挠度,枕中以外底架端部自然下垂。在不同的载重下,挠度会减小带动枕外下垂减小。枕外下垂影响底架端部木地板高度、车钩高度,需综合考虑底架木地板高度公差、车钩高度公差来设置枕外下垂公差。1.2.1 1 铝合金车体调修焊后调修通常需火焰加热,原则上只能加热焊缝,因焊缝无时效强化效果,加热焊缝对焊接接头强度影响不大。火焰调修可调整大部件宽度、轮廓度、平面度,配合拉顶装置还可调整车体总成宽度、高度、轮廓度、车体横断面对角线长度差。2 碳钢车体2.1 碳钢车体特点碳钢车体一般主要由底架、侧墙、车顶、端墙等四部分焊接而成,如图7所示1 0。图7 碳钢车体钢结构组成331 轨道客车车体设计尺寸链构建及工艺控制技术 许保磊,刘海玲,姚明哲,王 顺碳钢车体在各种中低速客车中仍被广泛使用。通过结构改进、工艺更新,碳钢车体可应用于准高速、高速动车组,例如中国C R 2 0 0 J型动车组、德国西门子I C E 4型时速2 5 0 k m动车组。2.2 碳钢车体重要特性2.2.1 碳钢车体长度尺寸链构建端墙、底架接口有2种:一种是端墙整体落在底架上,端墙板外立面与底架端部外立面平齐,底架长度即车体长度;另一种是端墙仅一部分落在底架上,其余部分悬空,底架长度比车体长度短。选择何种形式取决于车间距、车端内部空间需求。端墙、侧墙接口有3种:第1种如图8(a)所示,侧门框、端墙、侧墙互相独立,端墙无角柱,配置塞拉门靠近车端的2 5 T型车、C R 2 0 0 J型动车组采用此方案;第2种如图8(b)所示,侧门框与端墙、侧墙互相独立,端墙含角柱,配置折页门的2 5 G型车采用此方案;第3种如图8(c)所示,侧墙含侧门框,侧墙、端墙直接相连,配置塞拉门、折页门不靠近端墙的车型采用此方案。图8 碳钢车体端墙、侧墙连接方式图8(a)、图8(b)通过调整侧墙与侧门框右立柱接触的横梁长度,确保车体总成长度公差合格。图8(c)通过调整侧墙与端墙角柱接触的横梁长度,确保车体总成长度公差合格。碳钢车体车顶、端墙之间常见的连接方式如图9所示1 0。车顶纵梁、车顶蒙皮比理论值长,在车体总成工序进行配切,以适应端墙。图9 碳钢车体车顶、端墙连接方式2.2.2 碳钢车体宽度尺寸链构建底架、侧墙之间常见的连接方式如图1 01 0所示。相比图1 0(a),图1 0(b)可以获得平整的车体外观。底架边梁立面与水平面呈一定角度后,图1 0(a)、1 0(b)也可用于鼓形车体。对于直车体而言,底架宽度决定整车宽度。图1 0 碳钢车体底架、侧墙连接方式车顶、侧墙之间常见的连接方式如图1 1所示1 0。图1 1(a)为经典的2 5型车体结构,图1 1(b)可获得平整的外观。图1 1(a)、图1 1(b)调整零件角度后也可用于鼓形车体。大部件宽度公差相似,车体总成宽度公差大于大部件宽度公差。侧墙在保证总成车宽公差、鼓形车体外轮廓的前提下,可适当倾斜适应底架、车顶的宽度差异,也可调修车顶宽度以适应两侧侧墙顶部间距。2.2.3 碳钢车体高度尺寸链构建碳钢车体总成高度公差一般为1 0 mm,公差范围大。可通过调整底架、侧墙接口来调节车高:通过打431铁道车辆 第6 1卷第4期2 0 2 3年8月 磨、切割侧墙立柱根部等方式可减小高度,加大焊缝根部间隙可增加高度。图1 1 碳钢车体车顶、侧墙连接方式2.2.4 碳钢车体横断面对角线长度差限值碳钢车体零件精度、组焊精度均不如铝合金车体,碳钢车体对角线长度差限值明显大于铝合金车体。2.2.5 碳钢车体车顶四角对角线长度差限值车顶边梁中心与工装中心对齐后夹卡到高精度工装上,不会因安装原因出现对角线长度差。车顶焊缝对称设置,焊后长度收缩、横向变形对称,焊后会根据宽度公差要求进行火焰调修,且车顶在总成前进行长度配切,不会因加工原因出现对角线长度差。设计阶段需规定车顶边梁单件的左右旁弯、上下弯曲数值,避免车顶组焊完成移出工装后无法抑制车顶边梁回弹。2.2.6 碳钢车体底架四角对角线长度差限值碳钢车体底架四角对角线长度差限值及控制方法与车顶四角对角线长度差限值及控制方法类似。2.2.7 碳钢车体挠度范围挠度数值设置思路同铝合金车体。碳钢车体需规定同一断面位置两侧各自挠度值的差值。底架在总成工装中顶出挠度。侧墙仅下部设置挠度,侧墙有2种设置挠度的方式:一种是每根侧墙立柱的高度不同,侧墙立柱顶部平齐,立柱根部自然出挠度,另一种是侧墙组焊后,逐根切割立柱根部,切出挠度。2.2.8 碳钢车体、转向架接口尺寸碳钢车体与转向架通常有3种连接方式:第1种是底架两侧上旁承与转向架两侧下旁承保持一定距离,仅在过弯时接触,车体上心盘与转向架下心盘传递各种载荷;第2种是上旁承与下旁承接触承担垂向载荷,上心盘与下心盘之间传递牵引力;第3种是转向架通过空气弹簧连接至底架,转向架牵引装置连接到车体枕梁中心。前两种方式需规定同位端两上旁承高度差、车体上心盘与上旁承高度差。第3种方式通常规定车体四角高度差不大于5 mm,空簧高度调整阀会自适应四角高度差。2.2.9 碳钢车体枕外下垂公差碳钢车体枕外下垂公差设置思路同铝合金车体。2.2.1 0 碳钢车体火焰调修碳钢车体为板梁结构,焊缝位置多且短,且大量采用塞焊,加热焊缝难以达到加热铝合金型材通长焊缝的效果。碳钢车焊接变形调修主要是火焰加热母材后水冷。三角形火焰加热可调修旁弯。整截面加热可调整零件长度、大部件宽度、轮廓度、平面度。火焰调修配合拉顶装置可调整车体总成宽度、高度、轮廓度、车体横断面对角线长度差。3 不锈钢车体3.1 不锈钢车体特点不锈钢车体通常端部底架使用低合金钢和耐候钢,出口型不锈钢双层客车均采用铝合金二层地板,车体其余结构采用不锈钢。为减小焊接变形,大量使用电阻点焊、激光焊,根据车体强度标准差异,适量选用电弧焊接头。不锈钢车体有日系、欧美系两大流派,日系多应用于地铁车体,欧美系多应用于高强度干线车体。不锈钢干线车体大多在专利申请流程中,不便缀述。以应用最广泛的日系不锈钢地铁为例,车体结构如图1 2所示1 1。图1 2 不锈钢地铁车体结构(司机室螺栓连接至车体)3.2 不锈钢地铁车体重要特性3.2.1 不锈钢地铁车体长度尺寸链构建端墙与底架的连接方式如图1 3所示1 2。底架端梁、端墙板、端墙下边梁之间在车体外部通过塞焊连接。侧墙与端墙的连接方式如图1 4所示1 2。在车体外侧,侧墙板与端墙L形折弯件搭接,外侧再装配装531 轨道客车车体设计尺寸链构建及工艺控制技术 许保磊,刘海玲,姚明哲,王 顺饰角铁,通过电阻点焊连接;在车体内侧,端墙另一个L形连接件搭接在侧墙最端部的侧柱面上,通过塞焊连接。各主机厂在图1 4基础上进行了结构演化。图1 3 不锈钢地铁车体端墙与底架的连接方式图1 4 不锈钢地铁车体侧墙与端墙的连接方式车顶与端墙的连接方式如图1 5所示1 2。顶板搭接在端顶弯梁上,再与端墙上部的L形弯梁搭接,外侧再装配装饰角铁,通过电阻点焊连接。图1 5 不锈钢地铁车体车顶与端墙的连接方式端墙下边梁贴合在底架端梁上,端墙与侧墙、车顶的连接方式均为搭接,车长方向调整量大,工艺性好。3.2.2 不锈钢地铁车体宽度尺寸链构建底架与侧墙的连接方式如图1 6所示1 2-1 3。侧墙工序下墙板、下边梁之间通过电阻点焊连接。车体总成工序侧墙下墙板、侧墙下边梁、底架边梁之间通过三层板点焊连接。侧墙下边梁与地板之间焊接连接板。车顶与侧墙的连接方式如图1 7所示1 2。在车体外侧,侧顶板与车顶下边梁搭接到侧墙板上,通过电阻点焊连接;在车体内侧,通过多个连接板搭接在每根侧柱与车顶下边梁上,再通过塞焊连接。各主机厂在图1 7基础上进行了结构演化。图1 6 不锈钢地铁车体底架与侧墙的连接方式图1 7 不锈钢地铁车体车顶与侧墙的连接方式通常底架、端墙设置同样严格的宽度公差,车顶宽度公差比底架、端墙略宽泛。车体总成时,侧墙下部仅两层板与底架边梁贴合,在保证平面度的前提下,底架边梁上方的侧墙可在车宽方向进行调整;侧墙、车顶装配时,在总成车宽公差内,侧墙可适当倾斜以适应车顶宽度公差,若不能两全,则采用火调车顶宽度。不锈钢地铁车体合成时,若仅通过车宽断面上X形布置的斜支撑杆固定侧墙,焊接后车体宽度会变大。焊接前,需使用拉紧装置将车宽拉窄,焊接后车宽会恢复到公差范围内。3.2.3 不锈钢地铁车体高度尺寸链构建侧墙与底架、侧墙与车顶的外侧接口均为搭接点焊结构,调整搭接量可调整车高,内侧连接板可适应外侧接口的变化。3.2.4 不锈钢地铁车体横断面对角线长度差限值不锈钢车体也是板梁结构,但零件精度、组焊设备、焊接工艺均优于碳钢车体,因此不锈钢车体对角线长度差限值小于碳钢车体,介于铝合金车体、碳钢车体之间。3.2.5 不锈钢地铁车体车顶、底架四角对角线长度差限值 不锈钢地铁车体车顶、底架四角对角线长度差控制方法与碳钢车体类似。3.2.6 不锈钢地铁车体挠度范围车体挠度数值设置思路同碳钢车体。不锈钢车体631铁道车辆 第6 1卷第4期2 0 2 3年8月 也需规定同一断面位置两侧各自挠度值的差值。不锈钢车体底架在车体总成工装中顶出挠度,侧墙上下均有挠度,车顶摆放在侧墙上自然出挠度。不锈钢地铁有2种侧墙设置挠度的方式:一种是通长侧墙组焊后形成挠度曲线;另一种是分块侧墙在车体总成工装中折线状摆放,形成挠度曲线。其他类型不锈钢车体还有1种侧墙设置挠度的方式,侧墙立柱高度相同,沿车长方向高低错落摆放,形成挠度曲线。3.2.7 不锈钢地铁车体、转向架接口尺寸不锈钢地铁常用的转向架通过2个空簧连接至车体底架边梁,转向架牵引装置连接到车体枕梁中心。通常规定车体四角高度差不大于5 mm,空簧高度调整阀会自适应四角高度差。3.2.8 不锈钢地铁车体枕外下垂公差不锈钢车体枕外下垂公差设置思路同碳钢车体。3.2.9 不锈钢地铁车体火焰调修不锈钢车体为板梁结构,大量采用电阻点焊、激光焊1 4-1 5,少量采用电弧焊,加热焊缝难以达到加热铝合金型材通长焊缝的效果。不锈钢车体焊接变形调修主要是火焰加热母材后水冷1 6,火调方法与碳钢车体类似。4 结论通过上述车体设计中的尺寸链构建方式及工艺控制技术,车体的重要特性数据得到了有效控制,达到了特性分析表的要求,保证了产品质量。参考文献:1 阎锋,叶彬,马梦林,等.铁路客车车体结构的回顾与展望J.铁道车辆,2 0 1 3,5 1(1 2):1 8-2 4.YAN F e n g,Y E B i n,MA M e n g l i n,e t a l.R e v i e w a n d i n-s p e c t i o n o f t h e d e v e l o p m e n t o f r a i l w a y p a s s e n g e r c a r b o d y s t r u c t u r eJ.R o l l i n g S t o c k,2 0 1 3,5 1(1 2):1 8-2 4.2 I S O.质量管理体系 基础和术语:I S O 9 0 0 0:2 0 1 5S.3 I S O.铁路应用 质量管理体系:I S O/T S 2 2 1 6 3:2 0 1 7S.4 质量管理体系要求:G J B 9 0 0 1 C2 0 1 7S.5 李胜强,赵景山.设计尺寸链的计算方法和转换J.机械设计与制造,2 0 1 9(1):2 1 1-2 1 2.L I S h e n g q i a n g,Z HAO J i n g s h a n.T h e c a l c u l a t i o n m e t h o d a n d c o n v e r s i o n o f d e s i g n d i m e n s i o n c h a i nJ.M a c h i n e r y D e s i g n&M a n u f a c t u r e,2 0 1 9(1):2 1 1-2 1 2.6 姜中辉,王建,杨艳群.A型铝合金车体扭拧变形控制J.机车车辆工艺,2 0 1 9(6):2 7-3 0.J I AN G Z h o n g h u i,WAN G J i a n,YANG Y a n q u n.T w i s-t i n g d e f o r m a t i o n c o n t r o l o f t y p e A a l u m i n u m a l l o y c a r-b o d yJ.L o c o m o t i v e&R o l l i n g S t o c k T e c h n o l o g y,2 0 1 9(6):2 7-3 0.7 赵佳佳,葛怀普,火巧英,等.地铁车辆铝合金车体整体侧墙机加工工艺分析C/2 0 1 4轨道交通先进金属加工及检测技术交流会论文集.南京,2 0 1 4:2 4-2 6.8 孙加平,刘宇,李欣伟,等.基于E N 1 2 6 6 3标准的单车型1 0 0%低地板轻轨车载荷工况研究J.铁道车辆,2 0 1 4,5 2(4):3 2-3 4.S UN J i a p i n g,L I U Y u,L I X i n w e i,e t a l.R e s e a r c h o n t h e l o a d c a s e s f o r t h e s i n g l e-c a r t y p e 1 0 0%l o w f l o o r l i g h t r a i l c a r s b a s e d o n E N 1 2 6 6 3 s t a n d a r d J.R o l l i n g S t o c k,2 0 1 4,5 2(4):3 2-3 4.9 陈国玉,李岩.轨道车辆铝合金车体端部连接结构:C N 1 0 6 2 1 8 6 5 3 AP.2 0 1 6-1 2-1 4.1 0 严隽耄,傅茂海,李芾.车辆工程M.北京:中国铁道出版社,2 0 1 2:4 3 6-4 7 3.1 1 张丽,吴新安,徐建波,等.重庆轨道交通一号线电动客车J.铁道机车车辆,2 0 1 3,3 3(2):7 5-7 8.Z HANG L i,WU X i na n,XU J i a n b o,e t a l.E l e c t r i c m u l t i p l e u n i t s f o r C h o n g q i n g r a i l t r a n s i t l i n e 1J.R a i l-w a y L o c o m o t i v e&C a r,2 0 1 3,3 3(2):7 5-7 8.1 2 杨延龙.西安地铁一号线车体钢结构设计J.科技视界,2 0 1 5(5):8 5-8 6.YAN G Y a n l o n g.C a r b o d y d e s i g n f o r X ia n m e t r o l i n e 1 J.S c i e n c e&T e c h n o l o g y V i s i o n,2 0 1 5(5):8 5-8 6.1 3 马秋红,杨志勇,徐雷,等.轻量化不锈钢车体制造工艺J.机械制造,2 0 1 4,5 2(9):9 3-9 5.MA Q i u h o n g,YANG Z h i y o n g,X U L e i,e t a l.M a n u f a c-t u r i n g p r o c e s s o f l i g h t w e i g h t s t a i n l e s s s t e e l c a r b o d yJ.M a c h i n e r y,2 0 1 4,5 2(9):9 3-9 5.1 4 刘岳平,田洪雷,刘龙玺.城轨客车激光焊不锈钢侧墙制造技术(上)J.铁道技术监督,2 0 2 1,4 9(9):4 7-5 1.L I U Y u e p i n g,T I AN H o n g l e i,L I U L o n g x i.M a n u f a c-t u r i n g t e c h n o l o g y o f l a s e r w e l d e d s t a i n l e s s s t e e l s i d e w a l l o f r a i l t r a n s i t v e h i c l e()J.R a i l w a y Q u a l i t y C o n t r o l,2 0 2 1,4 9(9):4 7-5 1.1 5 刘岳平,田洪雷,刘龙玺.城轨客车激光焊不锈钢侧墙制造技术(下)J.铁道技术监督,2 0 2 1,4 9(1 0):6 6-7 0.L I U Y u e p i n g,T I AN H o n g l e i,L I U L o n g x i.M a n u f a c-t u r i n g t e c h n o l o g y o f l a s e r w e l d e d s t a i n l e s s s t e e l s i d e w a l l o f r a i l t r a n s i t v e h i c l e()J.R a i l w a y Q u a l i t y C o n t r o l,2 0 2 1,4 9(1 0):6 6-7 0.1 6 魏修生,王艳爽.C型不锈钢地铁车底架端部的焊接制造工艺J.金属加工(热加工),2 0 1 6(8):5 6-5 9.WE I X i u s h e n g,WAN G Y a n s h u a n g.W e l d i n g m a n u f a c-t u r i n g p r o c