摘要：介绍了一种箱型横梁转向架构架的基本结构组成，通过对其结构分析，针对以往制造技术重点和难点，优化组焊工装及制造工艺。通过调整工序，降低了构架组焊难度，减少了组焊问题及返修频次，提高构架组焊质量。通过改进工装，提高构架组装效率，降低组装难度。
关键词:转向架构架；组焊工艺；工装；工序；提质增效。
0 引言
列车转向架生产制造过程中对质量性能要求很高，转向架的制造质量和制造工艺有重要联系。转向架由构架作为主要承载结构，包含轮对系统、悬挂系统等。构架作为转向架系统的主要承载结构，其制造质量直接影响转向架系统及列车的运行安全。本文所介绍的A型地铁转向架构架主要由横梁组成、侧梁组成、构架组成等部件组成，横梁与侧梁插接组焊而成构架。横梁与侧梁均为箱体结构，由S355J2W(H)钢板拼焊而成，钢板厚度主要为10~12mm。因钢板焊接后存在焊接变形，横梁、侧梁、构架所用钢板件需要适当工艺放量用以补充焊接收缩，补偿变形。焊接变形与焊接操工及焊接所使用电流、填充量等因素有关，难以同一量化，导致焊接收缩量不会一致，工艺放量也会存在收缩补偿偏差，导致组装构架时出现尺寸超差、错边等质量问题。通过调整工艺顺序，优化组装工装等方法，可以使此类问题得到改善。
1 构架结构及原有工艺方案
1.1横梁结构及组焊工艺
横梁主要由上盖板、下盖板、立板和筋板拼焊而成的“H”型箱体结构并附有电机吊座和齿轮箱吊座，横梁的主要作用即连接侧梁和承载电机和齿轮箱。横梁对与侧梁的连接处及电机吊座和齿轮箱吊座的组焊位置要求严格，同时也是工艺难点。原有的工艺方案为，组装下盖板与立板、筋板，焊接后再组装上盖板及吊座。该方案可以保证完成设计要求所有焊缝的焊接及探伤。存在的问题是横梁组焊后与侧梁对接时纵向方向易出现错边现象，从外观上不美观，质量也不能保证。
1.2侧梁结构及组焊工艺
侧梁主要由上下盖板和筋板拼焊而成“弯弓”状结构，在侧梁下侧两边处焊有转臂定位座，该结构为重要结构，位置要求严格。侧梁组焊具有一套传统工艺，即内外立板与筋板组装点固后与下盖板焊接对内腔焊缝进行焊接，现状一般使用效率较高的机械手焊接内腔。内腔焊接后组装上盖板，使用机械手焊接侧梁外部4条长焊缝。但是，即使是机械手焊接，侧梁仍会存在较大焊接变形，会出现扭转、弯曲及旁弯变形，所以需要在调修工序对其进行调整保证变形量在2mm以内。对于尺寸要求严格的转臂定位座在调修后组焊，因为侧梁下盖板与转臂定位座存在多处圆弧配装，组装困难，往需要修磨配装，虽对焊接质量影响不大，但是对于操作要求较高，工作量大，急需改善。
1.3构架结构及组焊工艺
构架即横梁与侧梁组焊在一起构成的“H”型结构。构架组装时对横梁与侧梁的基准要求严格，组装工装需确保定位准确。横梁与侧梁的插接时在保证横梁与侧梁的中心与构架中心重合后容易出现纵向错边现象。在横梁、侧梁尺寸都合格的情况下，构架组焊后通过三维划线及构架调修方法可以有效保证各部件尺寸满足图纸公差要求，得到合格构架。
2 构架组焊工艺相关优化
构架本身是一个整体，其虽由横梁、侧梁等单独部件组焊而成，但是各部件的工艺性不能独立考虑。本次优化，一方面侧重解决横梁、侧梁组装时出现的纵向错边问题及侧梁转臂吊座多段弧配装问题；另一方面改进工装设备与添加工艺基准，实现快速、精准组装横侧梁。
2.1 组装顺序调整
经过分析以往箱型构架组装时横梁与侧梁纵向错边产生的原因为侧梁经过焊接后收缩量与横梁焊接后收缩量不协调。将横梁上、下盖板移至构架组装工序组装，横梁组成即为立板与筋板组成件。将横梁组装与侧梁组装中心找正对齐点固后，组装横梁上、下盖板。组装时以对齐横、侧梁接口顿边为原则。与侧梁上、下盖板接口处对齐后，横梁上、下盖板与横梁上其他盖板、吊座会存在些许间距，且间距在2~4mm之间,使用永久焊接背板将接口焊接，并可保证焊缝焊透。构架整体焊接尺寸及结构强度得以保证。
因转臂定位座组装前，侧梁经过内腔焊接及侧梁外部4条长焊缝的大量焊接的热输入后，变形较大，调修后仍存在2mm以内的偏差。尤其与转臂定位座配装处，变形量不易控制，导致组装转臂定位座时出现干涉。调整侧梁组焊工艺顺序，将转臂与侧梁下盖板点固预组装，在侧梁下盖板组装工序时组装此预组装件。可以避免组装转臂定位座与下盖板组装干涉问题。
2.2 组装工装优化
实现快速精准组装构架，首先需要构架组装工装结构简单，操作方便，定位准确；其次需要横、侧梁自身基准准确、一致。以往构架组装工装设置多处定位板和丝杠压紧装置来固定横、侧梁。在构架工装平台设置十字尺作为基准线，通过找线对齐方式找正横梁与侧梁。原横梁组装工装和构架组装工装，找正及固定横梁基准的定位点为横梁上、下盖板，如将横梁上下盖板移至构架工序组装，则不能再定位横梁上、下盖板，原工装需进行改进。改进后工装分为横梁组装模块和侧梁组装模块。
组装时横梁组成件为无上、下盖板的立板与筋板的拼焊件。考虑组装构架时工件入工装胎和出工装胎方便，工装的定位不能设置在横梁立板，因为如果定位在立板处，无法组装上、下盖板，更不能出工装胎。使用自对中滚珠丝杠机构作为横梁组成件的定位及顶紧机构。横梁组成件放置工装平台，自对中设备可以双向伸出，顶紧横梁内立板侧，丝杠两端伸出同等长度，实现横梁处于构架工装中心位置，且固定横梁横向与纵向移动和转动，构架出工装胎时，自对中丝杠收缩，不会与横梁干涉。
组装侧梁时，使用可沿构架横向双向滑动带锁死功能的侧梁工装模块预先对侧梁组成进行基准中心找正及固定。侧梁中心定位方式使用侧梁的空簧导柱圆孔，使用横向定位及压紧装置固定侧梁帽筒处下盖板边预先加工好的工艺基准面，从而固定侧梁组成。推动侧梁工装模块至定位处，完成侧梁与横梁的对接。设置可移动定位块，用于贴紧侧梁上、下盖板与横梁上、下盖板对接处的伸出部分。将横梁下盖板与此定位块贴紧，焊接横梁内腔焊缝及与侧梁相接处隐藏焊缝。组装横梁上盖板，以可移动定位块为基准。完成横、侧梁的无错边对接。
3结语
综上所述，转向架作为列车的重要部件，生产过程中需严格控制质量。转向架构架作为转向架主要承载结构，其焊接质量直接影响转向架系统及列车的运行安全。通过调整组装工序，可以解决横梁与侧梁对接错边问题。通过改进工装，保证了横梁和侧梁的定位准确及基准统一，工装便于操作，提高了工作效率。
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