通用型工裝的開發和推廣應用

王 雄

(中鐵寶橋集團有限公司，陜西 寶雞 721000)

1 概述

工裝是主要用于工件在加工時的定位，它的結構和定位基準的選擇，直接影響加工質量、生產效率和成本。隨著產品加工精度要求的提高，為了確保產品質量的穩定性，以及提高生產效率和降低制造成本，對工裝的定位精度、裝卡穩定性、裝卡變形控制以及工裝的通用性提出了更高的要求。因此，在工裝設計過程中，要結合產品類型、產量、設備和場地情況，綜合考慮將結構相似、批量大的產品集中設計工裝，并對工裝的穩定性、強度等采用快速建模分析驗證，在滿足產品加工精度和工期等要求的前提下，最大限度的降低工裝制造成本，減少更換工裝的輔助時間，提高工裝、場地和設備等資源的利用率。

道岔是鐵路軌道的重要組成部分和關鍵設備，其發展的水平集中體現了一個國家鐵路軌道的發展水平。如何在發展的過程中，保證列車高速、安全的運行，提高列車運行的平穩性和乘坐的舒適性，在道岔設計、制造、鋪設和運營維護過程中，全面提升研發技術水平、質量控制措施和規范相關運營維護制度，實現與鐵路軌道的同步發展，提高我國鐵路道岔技術水平。

2 我國鐵路道岔現狀及發展

道岔的技術水平比較集中地反映了一個國家鐵路軌道的發展水平，同時，作為衡量道岔主要性能指標的直向過岔速度和側向過岔速度，從一個方面比較集中的反映了鐵路裝備的整體水平。我國鐵路道岔工業從無到有、從小到大，道岔品種從“輕、小、老、雜”發展到具有一定規模和水平，基本同步或稍滯后于鐵路軌道的發展。鐵路多次提速工程有力的促進了道岔技術的發展，隨著客運專線建設的推進，道岔的重要作用再一次凸現出來。機遇極為難得，挑戰空前嚴峻，道岔工作者要抓住這個有利時機，努力工作，把我國鐵路道岔技術提高到新水平，為建設世界一流的客運專線做出應有的貢獻。

鐵路跨越式發展思路為鐵路發展描繪了宏偉藍圖，在大中城市間發展客運專線，在人口稠密地區發展城際鐵路，加快形成覆蓋我國主要城市的快客運網。客運專線的建設為道岔技術的發展開辟了廣闊的前景，我國鐵路道岔與各工業發達國家相比，存在的差距是明顯的。我們按照“先進、成熟、經濟、實用、可靠”的技術方針，采用引進先進技術，聯合設計制造，自主設計的思路，打造中國鐵路道岔品牌。

3 通用型工裝應用的必要性

3.1 應用背景

高速鐵路道岔在工廠內實際生產制造時，需模擬線路使用工況，逐組進行廠內鋪設，并安裝電務裝置進行工電聯合調試，整體滿足技術標準要求后，轉轍器部分將尖、基軌和墊板及其他連接件組裝為一個整體單元，并將直股和側股配套成對發運。轍叉部分是將翼軌、心軌及墊板和其他連接件組裝成為一個單元整體發運。這樣在線路鋪設過程中只需預留鋪設空間，將各單元件整體吊運至安裝位置，進行適當的配調工作即可。這樣將軌件裝配成組件整體發運，可以更好的控制產品質量，消除公差累計現象對線路鋪設的影響，提高鐵路線路運行的安全性、平順性和舒適性。

隨著市場競爭力的逐漸增大，市場供求關系的變化，產品訂貨量逐漸萎縮或不平衡，導致工廠在生產制造過程中很難出現大批量的單種類產品生產，并且隨著道岔產品設計水平的提高，產品類型也在逐漸的轉型升級變更，產品類型數量不斷的增大。因此，在工廠的生產中，常存在多品種的小批量產品生產現象，且供貨周期較短。致使生產過程中需投入大量的工裝、場地和人員輔助操作工作等，無形中造成資源的浪費和工裝利用率低下的現象。

目前，客專系列道岔在廠內生產過程均需逐組試鋪，模擬現場鋪設情況，研究設計一種通用型工裝，可滿足多個產品試鋪，將極大的解決場地占用問題，減少輔助操作，降低制造成本，也能更好的適應產品不均衡和種類多、批量小的生產狀況。道岔在廠內鋪設是模擬現場工況進行，在岔枕上將墊板、膠墊、鋼軌、螺栓等連接緊固件全部安裝，并模擬線路安裝電務裝置進行搬動力、動程、不足位移等情況的測試。

國內客專系列高速道岔按速度和號碼分，其占用的場地尺寸和面積如表1所示。

3.2 工裝結構設計

從產品制造技術要求、結構特點、訂貨量等方面綜合考慮，將60-42號、60-18號和60-12號客專道岔轉轍器試鋪工裝進行結構優化，使其具有一定的通用性，在不反復布置工裝的情況下，可以任意滿足三種產品左、右開別的鋪設。

表1 主要產品試鋪場地占用面積

通過對幾種產品結構特點的分析，基本結構上具有一定的相似性，主要不同之處在于長度不同、轉轍角不同及牽引點處岔枕間距不同。產品訂貨合同量主要是60-18號較多、60-42號和60-12號較少。結合以上兩方面的實際情況，將三種產品的左、右開別轉轍器釘孔進行合理布置，首先將60-42號的左右開別對稱布置，然后將60-18號左開和60-12號右開與60-42號轉轍器前半部分重合布置，將60-18號右開和60-12號左開與60-42號轉轍器后半部分重合布置。這樣布置以后，再隨時用于任意一種產品的試鋪，在60-42號和60-12號道岔無訂貨時，前后分別可用于60-18號道岔轉轍器的試鋪，只要有客專道岔產品的生產任務，該工裝的使用效率可達100%，且隨時具備其他客專道岔產品的試鋪。

工裝結構的設計方面，該工裝主要由支撐調節機構、鋼岔枕橫梁、定位裝置和定位連接裝置四大部分構成。其中鋼岔枕橫梁為鋼板焊接結構件，規格為2 900 mm×300 mm×

200 mm，主要起支撐和定位條限位作用；定位裝置是將各種產品的釘孔集中在一根長條之上，限制產品墊板鋪設位置，并在中部設計了限位定位塊，限制其左右位置，中部和兩端設計了頂絲，將定位條與鋼岔枕裝配在一起；定位連接裝置采用T型螺母和螺栓結構，將T型螺母安裝在定位長條的卡槽中，主要用于墊板的限位和緊固。

在結構設計方面，主要考慮到整體結構強度的穩定性、加工工藝的可行性、制造成本和后期使用維護成本以及工裝的通用性等方面，全面提高該工裝在使用方面的優越性。在設計方面主要有以下幾方面的先進性：

1)梁的整體結構采用鋼板焊接結構形式，縱向設計了兩塊厚度30 mm的鋼板，起主要支撐作用，兩側設計了加強筋，連接頂板和底板，使其具有更強的穩定性。中部設計了橫向的支撐板，作為釘孔板安裝支撐板,如圖1所示。

2)將釘孔板、緊固螺栓、螺母和橫梁分開設計，降低了加工難度，螺栓、螺母等易損件更換方便，后期使用維護成本低，如圖2所示。

3)定位核心部位設計為可更換形式，擴大了工裝的通用性，可廣泛用于其他產品的試制試鋪工作，如圖3所示。

4 使用方法及效果

該工裝主要用于客專高速鐵路道岔廠內試制試鋪使用，客專道岔轉轍器通用型工裝的設計和推廣應用，可適用于多種產品的試鋪調試，具有操作簡單、精度高、使用壽命長等優點，可極大的解決工裝利用率偏低、場地不足等問題，同時可減少大量重復性輔助操作任務，降低制造成本。

5 結語

通用型工裝在企業生產制造過程中具有廣泛的應用價值，在控制生產制造成本、提高生產場地利用率、減輕工人勞動強度等方面發揮著重要的作用，選用合適的結構來設計、制作工裝，為現場選擇合適的輔助工裝，可以充分發揮設備的潛力，為企業創造更大的價值。