客車生產中的焊接夾具

李少華

摘要：作為陸地上運輸能力最為龐大的火車，其無論是貨運還是交通作用都是毋庸置疑的，對于火車的安全問題的重視是非常必要的。在火車的安全問題中，從其生產制造過程以及后期運行時的安全維護兩方面來考慮。在這兩面最重要的是生產制造期間的安全制造，其中對于火車的車體鋼結構的焊接工作來說最為重要的夾具對于焊接工作的影響是不容忽視的，在本文就將對焊接夾具的通用化進行論述。

關鍵詞：鐵路車體鋼結構；焊接夾具；通用化

中圖分類號：TU03 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0379-01

在鐵路客車車體鋼結構的制造過程中，對于各種技術的運用保證了鋼結構的穩定與安全，在這其中鋼結構的焊接工作對于整體鋼結構的連接和組合起到關鍵作用。在進行和鋼結構的焊接工作時需要用到焊接夾具，夾具的作用是保證車體鋼結構的制造質量，提高生產效率。在我國隨著社會需求的不斷加大，各種客車的出現對于夾具的要求也越來越高，如何將夾具能夠適用于多種車型，達到通用化的目標是現如今客車制造領域的意向難題。

1 客車焊接夾具的組成及特點

一個完整的夾具，應由定位器、夾緊機構及夾具體三部分組成。圖l所示的夾具，采用了底面和側面定位，垂直方向和水平方向雙向夾緊，可有效地控制焊接變形和定位精度。在客車焊接生產中，還經常使用由專用夾具體、多種夾緊機構及定位器組成的復雜夾具。

客車焊接夾具與其他機械加工夾具不同，其特點如下：

1.1 焊件是由許多個簡單零件組焊而成的，這些零件的裝配、定位和夾緊在夾具上是按順序單獨進行的。

1.2 焊接過程中，為減少或消除焊接變形，要求夾具對某些零件能起到反變形或剛性夾固的作用。同時，為減少焊接應力，又要使某些零件在某一方向有移動。因此，客車焊接夾具中的定位夾緊及剛性夾固是按需要設置的。

1.3 焊接夾具往往是焊接電源二次回路的一個組成部分，因此，絕緣和導電是設計中必須注意的一個問題。

2 什么是夾具通用化

2.1 概念

焊接夾具的通用化是指，在對不同的車體鋼結構進行焊接時只需要在一種夾具的基礎上進行零部件的調整就能達到適用于不同車體目的。

2.2 夾具通用化的概述

對客車的鋼結構焊接其重要作用的設備就是夾具，夾具的組成部分可分為：側墻組焊夾具、車頂組焊夾具、底架組焊夾具、端墻組焊夾具、牽枕緩組焊夾具、底架端部組焊夾具、總組成夾具等。夾具分為小型和大型，小型夾具的造價低廉，大型夾具的造價往往是非常高昂的，所以在進行對不同車體鋼結構焊接時都要進行不同夾具的制造，對于制造商來說是一筆龐大的資金，所以在現代化的車體鋼結構焊接工作中一直都在針對這種情況進行改善和探索，這就是夾具通用化的由來。

3 通用化方法

對于不同的車體鋼結構有不同的夾具結構，所以對于夾具的通用化來講應該具備不同的通用化方法。

3.1 夾具組成結構單元化

因為不同的鋼結構需要不同的夾具尺寸，所以夾具的通用化設計就是可以將夾具結構中具有定位和夾緊的部位進行獨立化設計，將其單獨作為一個單元，在針對不同的結構式進行自由的組合，能夠節省很多時間和資金進行其他夾具的制造。為了進行清晰的解讀夾具單元化的方法，下面就將以總組成夾具中的底架定位夾緊結構為例進行具體分析。

定位夾緊結構中的定位是由旁承定位裝置、心盤定位裝置、四角定位裝置以及撓度調整器等主要元件組成，夾緊部件是由旁承拉緊器、四角拉緊器和門口壓緊器組成。為了達到夾具通用化的目的，將上述所提到的定位以及夾緊部件分別制造成單獨的部件安裝在夾具上，然后在一個固定在地面的平臺上，進行具體的焊接和結構的組裝工作。因為其是固定的，所以單元化的結構更能夠使得夾具的工作效率大大提高。將以上的所有元件在夾具體的T型槽上進行組裝形成一個完整的結構，在大平臺上面還有小平臺，小平臺上面也存在T型槽，將其中的一些小結構安裝在上面。通過這種結構組裝的夾具在車型變化時就能夠根據車型的具體數據進行結構的重新調整，最終達到適應所有車型的目標。所以在進行結構設計時需要針對不同的車型設計出不同的結構元件，更要設計出針對不同元件所用的銷，以便于在進行元件更換的同時能夠更加快速地進行更換。

3.2 插板式通用化方法

所謂的插板式通用化方法就是根據所要進行焊接的工件的界面不同進行不同的定位板設計。例如這種方法大多數的時候適用于進行定位面是弧形的工件，因為這種工件的插板設計較為方便，對于這種焊接工作是最為方便的，例如車頂，弧形側墻，水箱活蓋等部位。根據這些焊接部位的不同設計出符合這些部位的定位面，在不同的焊接面需求情況下可以增加定位面的數量來滿足焊接工作?，F如今的數控板材切割技術發展極為先進，這對于定位面的設計提出了無限可能，可以依靠這種技術進行各種復雜曲面的加工制造。然后在進行不同的車型焊接時只需要進行不同的定位板就能夠完成復雜的焊接工作，這就是插板式通用的工作原理，能夠大大加速夾具的調整時間和工作效率，但是也存在缺點，那就是車型較多，所需要設計的定位板也比較多，增加了制造成本，不是一種非常實用的方法。

3.3 液壓和氣動調整夾具

夾具的通用化就是為了能夠適用于不同的車型的鋼結構焊接，所以最大的問題就是夾具的結構需要適用于多種車型，所以根據上述的兩種方法來看，對于夾具上的單元結構進行調整才是夾具通用化的關鍵，針對于這種情況提出了液壓和氣動調整夾具的方法，已達到夾具通用化的目的。

液壓和氣動調整夾具就是將不同車型所需的夾具數據進行整理，然后在對不同的車體鋼結構進行焊接時，對其進行數據調整，利用液壓和氣動的方法對夾具的結構進行細微或者大范圍的變化，最終實現適用于多種車型。

這種方法的特點就是調整的時候需要精確地控制，因為其設備制造就與其他的夾具設備不同，所以需要操作的方法也不同，對于操作人員的技術要求極高。與此同時這種夾具的制造成本相比較于其他兩種方法來說很高，對于制造企業的經濟負擔較重。高投入帶來的就是高收入，應用這種方法進行焊接工作，能夠大大提高工作效率，是焊接工作的得力助手。這種方法也是現階段制造企業在進行焊接工作時的首選夾具通用化方法。

4 結語

對于車體鋼結構的焊接工作的優化一直以來是各大客車制造公司的研究課題，其不僅僅能夠增加客車的安全性能，還能夠在不斷優化的過程中降低企業的成本投入，使得企業的盈利增加，所以對于夾具的通用化研究也變得越來越多樣。隨著點焊，自動焊等焊接方法的應用，對夾具的實際應用功能提出了更高要求，所以對于夾具通用化的研究是一項不能夠停止的課題。相信在未來將出現更加方便的方法來實現夾具通用化。

參考文獻

[1]戚嚴.完善鐵路貨車車體制造工藝管理體系的探討[A].鐵路貨車制造工藝學術研討會論文集，2013（07）.

[2]陳猛，郭鋼，馮衛，等.汽車焊接夾具CAD系統研究與開發[J].汽車科技，2011（1）.

[3]文廣南.淺議汽車焊接夾具的設計制作[J].焊接技術，2006（4）.

[4]趙靜，張俊華，李春植，等.汽車車身焊裝生產線和焊裝夾具簡介[J].現代制造技術與裝備，2007（1）.

[5]余建軍，任治軍，王輝.先進焊接工裝夾具及其在機械裝備制造業中的應用[J].機床與液壓，2015（12）：56-58.