客車車身骨架合裝工藝探討

代振海 朱遠祥 東剛

摘 要：國內生產客車的廠家在大批量生產期間，采用的生產工藝多是以生產線生產效率提升為主，具體由五大總成合裝、六大總成合裝形式組成。本文就客車車身骨架合裝工藝展開研究，分析了客車車身結構及骨架構成、車身骨架合裝工藝，并展望了客車車身骨架合裝機，以供參考。

關鍵詞：客車;車身骨架;合裝工藝

五大總成合裝表示將客車車身前、后圍骨架總成，左、右側圍骨架總成，大頂骨架總成，在地面胎具上分別組合焊接后，依托合裝胎具組裝為一體。六大總成合裝表示以五大總成合裝作為基礎，同時合裝地板骨架。合裝基本都在批量生產線第一工位進行，所以合裝質量、生產效率將會對整個生產線效率構成直接影響。

1 客車車身結構及骨架構成

車身骨架可謂是車身的主體，其與車身覆蓋件相連接，承載著車身負荷，同時還是裝配車身附件與內外飾的基礎。客車車身結構主要包含全承載式、非承載式和半承載式等三種承載形式。

全承載式車身底架屬于類似于“鳥籠”的獨立格柵式空間結構，是由矩形鋼管、型鋼焊制而成，主要有左右側圍骨架、前后圍骨架、頂圍骨架及底架總成等，選用整體化框架結果技術，在經過合裝組焊之后，形成了車身六面體，有著較為復雜的制作工藝與工裝;非承載式車身底架是通過焊制矩形鋼管、型鋼形成的，屬于平面體結構，車身結構相對簡單，具有較高的生產效率，定位、組焊容易，此類車身結構形式備受廣大客車生產企業關注;半承載式車上是通過螺栓將車身底架連接三架底盤，或是以焊接方式連接，隨后與頂圍骨架、左右側圍骨架、前后圍骨架通過合裝組焊制成，底盤舉升機構、底盤定位機構是合裝設備內必不可少的配置。

2 客車車身骨架合裝工藝

客車車身合裝表示依托合裝設備，通過對客車前后圍骨架、左右側圍骨架及頂圍骨架等總成的定位組焊成型，形成車身六面體結構，且與設計要求適應。

2.1 合裝工藝分類

就客車的底盤結構與工藝流程方式而言，各有差異存在。國內現有客車生產企業在制作車身時所選用的工藝基本是以脫殼合裝工藝（非通過式合裝工藝）和非脫殼合裝工藝（底盤通過式合裝工藝）為主[1]。

脫殼合裝工藝表示依托組焊胎具，通過焊接的方式將車身六大片（包含車身底架）組合為車身六面體，隨后采用車身蒙皮艙門制作工序，并在結束涂裝后將底盤合裝，能最大限度規避底盤烘烤的情況，此類合裝工藝目前被廣大客車生產企業所運用。合裝設備屬于脫殼合裝工藝中結構相對簡單的設備，定位機構接觸車身底架的面積較大，能夠實現均衡的受力和方便準確的定位。但是，該工藝也有一個弊端存在，即在調整車身高度方向的裝配基準線時，具有一定難度。

非脫殼合裝工藝則是在裝配車身底架與底盤之后，組焊頂圍骨架、左右側圍骨架和車身前后圍骨架為整體骨架后再焊接。合裝設備屬于該工藝中結構相對復雜的一個，為了方便再次定位會配備舉升機構，對于定位夾緊機構要求相對來說十分嚴格。

2.2 合裝設備

合裝設備屬于大型專用工藝設備，主要負責組合車身的六大片，使其成為車身六面體。通過該設備的使用，可對車身骨架進行吊裝、定位，同時還能將其夾緊并合裝組焊。有關定位精度、可靠性及剛度等方面的要求較高。合裝設備的組成包含六部分，分別為左右側圍骨架合裝焊胎、頂圍骨架裝配吊具、底架合裝焊胎、前后圍骨架合裝焊胎。合裝設備通過可調式、可拆卸式定位夾緊裝置和液壓驅動立體合攏裝置的運用，能將不同車型車身生產需要滿足[2]。對于骨架總成來說，夾緊裝置發揮著固定的功效，在此基礎上還能將可能發生于骨架構件組焊中的扭曲變形、角變形等最大限度規避。氣動和液壓是合裝設備夾緊裝備的兩種主要方式，前者無污染且具有較快的夾緊速度，唯一不足便是穩定性方面;后者盡管夾緊力充足，但是易泄露污染。

2.3 合裝工序及定位

有關流水線生產效率、車身整體質量等方面而言，車身合裝工序發揮著關鍵性作用，因此必須引起高度重視。常用車身骨架合裝工序為：①吊裝側圍骨架并定位、夾緊;②定位、測平底架并夾緊;③合攏側圍骨架并夾緊、焊接;④吊裝、定位前后圍骨架并夾緊、焊接;⑤吊裝頂圍骨架并定位、焊接;⑥形成車身六面體。

六大片骨架定位正確與否，會對車身骨架合裝工序焊接質量構成直接影響。其中，側圍骨架的定位基本是從外表面進行，通過合裝設備的上、中、下定位夾緊總成分別定位底架結合處梁或側圍窗上、下邊梁并夾緊，該過程中還需對左右側圍弧度予以控制，確保適應于圖樣要求。水平與縱向定位總成都屬于可調整內容，可單一調控側骨架總成Z與X方向尺寸。平臺式定位是定位底架時的主要方法，X、Y、Z三向均可調，有利于組焊側圍骨架。將左右側骨架合攏并與車身寬度相符后，采用簡易定位法確定吊入后的前后圍骨架高度，并在左右側圍骨架的運用下合理判斷Z和Y方向位置。當上述五大片骨架順利合攏后，頂圍骨架位置也就基本明確，吊入頂圍骨架后夾緊，并將車身骨架合攏，即可完成六大片骨架的組焊[3]。該過程中，原各骨架總成的貼合度、平整度及質量狀況需保持。

3 客車車身骨架合裝機展望

客車車型有很多種，是以訂單生產模式為主，不論采用的合裝設備為何種，一旦車型出現了更新，那么就可能無法使用現有的合裝設備。就如目前的合裝機在U型梁車身形式的生產中便不適用。

然而，盡管合裝夾具功能要求多，但是也不能將合裝設備的研究忽略，今后合裝設備必然會朝著高度智能化（機械手自動操作）、自動化（全數控PLC控制）、更高精度（三維坐標實施檢測）、專業化（校車專用合裝夾具等）的方向發展。

4 結語

客車可謂是當前人們中短途出行的必備交通工具，與城際軌道、城市地鐵并列旅客中短途出行交通工具。客車車身在客車結構組成中，屬于至關重要的部件，其骨架合裝工藝屬于關鍵性的生產工藝之一。通過對合裝設備的合理設計，嚴格控制車身骨架合裝工藝質量，方可為客車整體質量、生產效率的提升提供保障。

參考文獻：

[1]石成義，張東，韓華然等.客車鋁車身骨架合裝方法研究[J].客車技術與研究，2019，41（01）：22-25.

[2]任娟，顧偉.客車車身骨架合裝工藝[J].現代制造技術與裝備，2016（07）：123.

[3]馬永杰，楊彩紅.客車車身骨架合裝設備分析及展望[J].機械工程與自動化，2016（02）：220-221.