NX70平车垫木卡铁组装质量效率提升方案探究

2022-01-14邹长青班登超

现代制造技术与装备 2021年12期

邹长青王飞班登超谭洁田豪

（中车株洲车辆有限公司，株洲 412003）

NX70型共用车主要由底架、地板、集装箱锁闭装置、端门、车钩缓冲装置、制动装置及转向架等组成，其中底架为全钢焊接结构，由端梁、中梁、侧梁、枕梁、中央大横梁、大横梁和辅助梁等组焊而成。在底架上平面铺设有70 mm厚的木地板或复合地板，地板与底架之间采用侧压铁、压条、螺栓进行连接。

同时，地板与底架之间铺设有16种长短、宽窄、厚薄、形状各异的74件垫木，且每件垫木的两端侧面设有4件垫木卡铁用于固定。垫木卡铁的两端与底架焊接固定，焊缝长度为10 mm，分别装在底架组成的端梁、中梁、侧梁、枕梁、中央大横梁、大横梁、辅助梁、单锁垫板以及双锁垫板上平面。

1 垫木卡铁组装的主要质量缺陷及产生的问题

垫木卡铁组焊缺陷示意图如图1所示。批量生产过程中，垫木卡铁横向宽度尺寸超差、垂直度超差、歪斜错位等“小、老、广”质量缺陷经常发生。

图1 垫木卡铁组焊缺陷示意图

垫木的安装位置由垫木卡铁的组焊位置确定，因此垫木卡铁的组装质量会直接影响地板安装后的垫木质量。当垫木卡铁相对尺寸偏小时，垫木需要经过劈削后才能摆放，如图2（a）所示；当垫木卡铁垂直度超差时会出现垫木破损或垫木不落位的情况，如图2（b）所示；当垫木卡铁相对尺寸偏大导致垫木在垫木卡铁中串动量过大，或垫木卡铁歪斜错位、相对钻孔中心偏移时就会导致螺栓露杆，极端情况下甚至会出现垫木断裂、需要更换的情况，如图2（c）所示。

图2 垫木破损示意图

2 缺陷原因分析

垫木卡铁组焊过程中，垫木卡铁画线示意图如图3（a）和图3（b）所示。前期NX70平车生产中，要由一名操作工将各种垫木卡铁样杆、样板依次摆放在底架上，然后在相应位置用石笔进行画线。垫木卡铁组焊示意图如图3（c）所示，组装时由4名冷作工、电焊工分成两组进行工作，冷作工用夹钳夹住垫木卡铁目测对线定位，同时电焊工配合进行焊接。

图3 垫木卡铁组焊示意图

在上述过程中，操作工使用石笔沿样杆、样板轮廓进行画线时，由于画线数量过多，操作工在画线时会出现将垫木卡铁相对尺寸混淆或少画线的情况。在垫木卡铁组装时，由铆工用夹钳夹持卡铁目测对线定位会存在偏差，且部分少画线或画线不清晰时存在随意定位的情况。另外，垫木卡铁剪切后断面不垂直也容易导致焊接角变形。

3 解决措施

由以上分析可以看出，垫木卡铁的组装质量完全依赖于操作工的个人技能水平及工作责任心。当班产量较大，且没有较多的时间进行自检、互检时，上述“小、老、广”的质量缺陷难以避免。因此，有必要设计定位准确、使用方便的定位样杆辅助操作工进行作业，以避免人为因素造成产品质量缺陷。

垫木卡铁组焊定位装置示意图如图4所示。该装置由10组样杆组成，根据底架上垫木卡铁的组焊位置，可将其分拆为侧梁垫木卡铁样杆一、侧梁垫木卡铁样杆二（左、右各一个）、侧梁垫木卡铁样杆三（左、右各一个）、侧梁垫木卡铁样杆四、中梁垫木卡铁样杆一、中梁垫木卡铁样杆二、横梁垫木卡铁组装样杆、顺梁垫木卡铁组装样杆、单锁座垫木卡铁组装样杆（左、右各一个）以及双锁座垫木卡铁组装样杆等。

图4 垫木卡铁组焊定位装置示意图

侧梁垫木卡铁样杆三结构图如图5所示。该样杆由连接方管1、横向定位板2、垫木卡铁卡板3、调整垫板4、垫木卡铁纵向定位块5等零件通过抽芯铆钉6连接组成。使用时，先将垫木卡铁定位样杆按图摆放在车辆的相应位置，然后将连接方管1的一端靠紧横梁上盖板实现样杆纵向定位，再将横向定位板2卡住侧梁翼边（或中梁上盖板）实现样杆横向定位，最后将垫木卡铁（图中阴影部分）插入到垫木卡铁卡板3与调整垫板4之间，并将垫木卡铁的一端与垫木卡铁纵向定位块5贴严，即可完成垫木卡铁的组装定位。垫木卡铁厚度为5 mm，垫木卡铁卡板与调整垫板的间距为6 mm，可以很方便地将垫木卡铁插入其中。焊接时，垫木卡铁卡板可起到刚性固定的作用，以防止垫木卡铁焊接时产生过大的焊接变形导致垂直度超差。