轨道客车钣金件生产先进工艺及装备探究

邴政

摘要：制造轨道客车的工艺技术不断提高，对钣金件有了更高的质量要求，而且零部件的结构复杂化，就需要钣金制造工艺水平不断提高。本论文着重于研究轨道客车钣金件生产先进工艺及装备。

关键词：轨道客车;钣金件;生产;先进工艺;装备

引言：

钣金工艺是轨道客车制造技术中的重要内容。随着新型地铁技术以及高铁技术被研制开发出来，在钢铝结构车体的制造以及转向架焊接构架的制造中采用新型连接技术，诸如激光焊工艺或者搅拌摩擦焊工艺，可以提高产品质量。各种新的工艺技术推广，对钣金件的精度有了更高的要求，而且结构也逐渐复杂化。制造钣金件的质量关乎到钢铝结构车体质量，与转向架焊接构架的质量有直接相关性。这就需要提高钣金制造工艺水平和装备装备水平，采用新的组装连接工艺，提高钣金件的精度要求。

1、轨道客车钣金件的类型以及生产工艺

1.1轨道客车钣金件的类型

钣金件的类型包括六种：平板件，有各种类型、形状各异、厚度不同、规格也不同;断面形状不同的直线弯曲件;模具压形件，包括各种拉延件、翻边件和覆盖件;板弯型材弯曲而成的钣金件;使用铝合金型材弯曲成形的钣金件;铝合金蒙皮和流线型车头碳钢成形件[1]。

1.2轨道客车钣金件的生产工艺

生产工艺主要包括6种，即弯曲成形的工艺、蒙皮成形的工艺、使用模具压形的工艺、冲裁下料工艺和切割下料工艺、铝合金型材成形弯曲工艺以及拉弯成形工艺。

2、钣金件生产工艺以及装备

2.1数控切割下料工艺以及装备

随着技术先进的柔性化设备应运而生，传统的下料工艺被取缔，各种新型的切割机问世，诸如磨料水切割机、数控激光切割机等等，这些工艺采用程序编辑的方法，不需要准备专用的模具，任何形状的零件都可以切割，不会受到材料的影响。使用排料软件可以提高材料的利用率，材料的成本大大降低。

其一，采用超高压磨料水切割工艺以及装备，超高压磨料水切割工艺是一种新型的切割技术，通常采用其他的方法无法切割的材料使用该工艺技术就能够解决。该技术作为冷切割工艺，在切割的时候不需要加热处理，所以，切口边缘不会受到影响，这个部位的材质也不会发生变化[2]。使用超高压磨料水切割法切割铝合金材料，材料的断面不会有任何的损伤，可以直接焊接。这种工艺也存在缺点，即切割的速度比较慢、工作效率低。为了避免二次机械加工，还可以使用三维切割技术，直接进行坡口的切割、成形件的外形切割等等，不需要后续的机械加工，所有成本得到有效控制。

其二，数控激光切割工艺以及装备所采用的是激光切割技术，在该技术的应用中，发挥激光束的作用，由于其为高能量密度，可以用于作为切割工具。 该技术为热切割方法，切割的速度非常快，而且保证良好的切口质量，切割的精度为O.1毫米，可见精确度是非常高的。

激光切割机还具有摆头功能，能够对坡口进行切割，不需要进行二次机械设备加工。采用三维激光技术的切割机，不需要后续的模具修边，机械加工的工序更為简洁，简化了工艺流程，工艺的周期缩短了。使用激光切割机进行零件切割的时候，不需要使用冲裁模具，成本得以节省。

2.2成形工艺及装备

其一，数控折弯技术以及装备。使用数控折弯机可以将直线弯曲件加工成形，生产的时候所使用的是标准模具，单件成本相对比较低，批量的成本更低。从加工产品的质量来看，折弯精度误差小，通常为0.3毫米左右;从工作效率方面来看，每分钟可以折弯6次[3]。现在一些单位已经使用高精度折弯设备，已经实现了网络化运行，程序编辑方面，应用零件三维模型可以进行离线编程，折弯顺序得以优化，现场的调试过程减少。使用机械手操作，可以进行自动化生产，24小时不间断，没有人为干预，生产效率提高了，生产的精度也有所提高;从设备运行能力方面来看，其折弯的长度能够达到16米，不需要使用冷弯成形模式。采用这种柔性化生产方式，工装成本有所降低。

其二，数控折边技术以及装备。板料弯曲成形采用数控折边技术成形是一种新的思路，其所具备的特点是，对于不能直接成形的产品可以使用数控折弯机完成操作。操作简单，提高了加工效率[4]。

其是夹持在模具中，就可以单边移动弯曲成形，不会产生压痕，而且有很高的精度。当前使用的数控折边机对零件弯曲加工的时候，要求零件的厚度控制在4毫米以内，程度为l8米。

其三，数控步冲压力成形技术是采用设备进行翻边成形、拉延成形和滚筋成形，数控步冲压力机所采用的是柔性加工设备，其所具备的优势是加工速度快，不需要太多的资金投入。传统技术上多采用冲切工艺，采用数控步冲压力成形技术，使用专用小模具就可以操作，将程序编辑好之后，在程序的驱动下，就可以将零件加工成形[5]。比如浅拉伸成形工艺、翻边成形工艺、滚筋成形工艺、百叶孔成形工艺等等都可以采用该技术。该技术的关键是模具技术，其对步冲机功能的实现起到了决定性的作用。

其四，伺服压力机成形技术的应用中，发挥伺服压力机的作用，将信息技术、传统机械技术和自动控制技术充分运用起来，在压力机成形的时候可以发挥数字控制技术的作用。伺服压力机为智能化操作，其具有柔性化的特点，加工的精度高，有较高的安全性，而且能够做到节能环保。

伺服压力机的优点主要体现在如下几个方面。

其一，发挥伺服压力机的伺服功能，可以按照滑块运动曲线优化设计，根据工艺的不同以及材料的不同都可以设置曲线。压力机的性能提高了，应用范围得以扩大。

其二，应用伺服压力机可以提高生产效率，使用曲轴摆动功能使得滑块动作的时间缩短，生产效率大大提高[6]。

其三，设备具有良好的操作性，使用CNC数字化控制，通过触屏就可以设置滑块的位置、编辑速度，对压力进行设定。

结束语：

通过上面的研究可以明确，轨道客车的钣金件生产中所采用的工艺技术有多种，使用的装备也比较多，但是总体而言工艺技术水平比较低，这就需要在工艺技术上以及装备水平上有所提高，提高钣金件的精度。钣金制造工艺水平提高，才能满足和后续零件加工的精度。如果采用传统工艺技术，所制造的零部件无法达到要求的精度，必然会对新产品造成不良影响。所以，提高钣金工艺技术水平并更新装备，有助于提高零件的质量，为研制轨道客车奠定良好的基础。

参考文献：

[1] 韩晓辉， 张志毅， 李刚卿. 激光焊接技术在不锈钢轨道客车制造中的应用与展望[J]. 电焊机， 2018， 48（03）：1-8.

[2] 隋元昆. 轨道客车司机操作台可靠性设计[D].长春工业大学硕士学位论文，2018.

[3] 陈文修. 中车长春轨道客车股份有限公司供应商开发管理 的优化[J]. 信息周刊， 2019（34）：453-453.

[4] 何文学， 阳勇. 钣金类零件智能化生产线中滚压成形与传动机构的设计分析[J]. 机械工程师， 2019（02）：58-59.

[5] 李清显. 钣金件翻边孔冲压工艺的研究[J]. 读天下（综合）， 2019（23）：258-258.