軌道客車鈑金件生產先進工藝探究

吳寶強

摘要：當前軌道客車制造工藝非常先進，而且其技術在不斷提升過程中也對鈑金件質量提出了較高要求，整體看來鈑金件結構逐漸趨于多元復雜化。本文中簡單介紹了軌道客車鈑金件的基本類型、工藝設備以及工藝內容。

關鍵詞：軌道客車鈑金件;基本類型;工藝設備;工藝內容;液壓成型

為了提高軌道客車鈑金件生產質量與精度，優化先進工藝內容，需要優化其鈑金工藝這一重要工藝，有利推動當前新型地鐵與高鐵技術深度研制開發過程。在新工藝的推廣應用過程中，主要要對鈑金件的基本精度進行高標準高要求研判，以迎合鈑金件的結構復雜性優化，確保鈑金件制造質量到位。

1、軌道客車鈑金件的類型與工藝概述

軌道客車生產屬于典型的訂單式小批量生產，其生產品種多且批量較小，生產準備周期也相對偏短?？紤]到成本因素原因，需要在實際生產過程中盡量克制投入，控制工裝模具數量。而在設計生產工藝應用過程中則盡可能更多選擇柔性化表現較好的工藝設備。就目前來看，比較常見的軌道客車鈑金件類型包括了材料類型繁多且厚度、形狀、大小各不相同的平板件，擁有各種斷面形狀的直線彎曲件，擁有板彎型材的彎曲成型件，以及擁有各種覆蓋件的模具壓型等等。

而軌道客車鈑金件的主要生產工藝就包括了沖裁與切割下料工藝、拉彎成形工藝、模具壓形工藝以及鋁合金型材成型彎曲工藝等等[1]。

2、軌道客車鈑金件的生產裝備與工藝應用分析

軌道客車鈑金件的生產裝備與工藝應用是相當豐富的，下文主要介紹分析幾種：

2.1數控切割下料裝備及其工藝應用

數控切割下料裝備是當前軌道客車鈑金件生產的重要裝備，它利用到了磨料水切割機、數控激光切割機以及數控火焰切割機等等，這些設備都屬于典型的柔性化設備，這些設備徹底顛覆了傳統下料工藝，采用了更為先進的數控下料工藝，結合編程切割完成了沖裁方法才能完成的工序內容，且它無需任何準備周期和專有工裝模具，可實現對任何形狀、材料零件的有效切割。在這其中，它還采用到了先進的排料軟件，這使得材料利用率得以大幅度提升，同時也相應降低了材料使用成本。

從設備工藝應用角度來講，它采用到了數控激光切割工藝，利用高能量密度激光束作為基本切割刀具，針對材料采用熱切割加工方法，它的切割速度相對較快，切口質量相對較好，切割精度可達到0.1mm左右，且具有擺頭功能，且激光切割機可實現坡口切割，不需再進行機械加工。整體來講，該技術大量節省了后續的模具修邊工序與機械加工工序，實現了工藝簡化，同時也縮短了工藝實施周期，從激光切割機應用的角度制作沖裁模具，大量節省設備加工成本。

再一點，采用超高壓磨料水切割工藝技術設備，它屬于典型的新切割工藝方法，可切割加工一些無法輕易切割加工的特殊材料，整體來看工藝應用范圍相對較廣。從屬性層面講，它屬于典型的冷切割工藝，可在切割過程中保證切口邊緣材質不發生任何變化，在軌道客車生產過程中采用該工藝方法主要可應用于鋁合金材料切割，且保證不會對材料本身造成任何損傷，可實現直接焊接過程。但是它的技術工藝缺陷在于切割速度相對較慢、效率相對偏低。為了合理化減少二次機械加工，可對超高壓水切割工藝實施三維切割，保證對坡口、成型件外形與孔切割進行技術性分析，避免出現后續額外機械加工，也能最大程度上節省加工成本。

再者就是基于磨料水切割工藝精密化切割流程，采用瑞典引進先進機床實施精細磨料水切割技術操作，保證切割精度達到0.01mm以上，可實現對任何材質的有效切割[2]。

（一）成形裝備及其工藝應用

目前針對軌道客車的成形件中裝備偏多，工藝方法涵蓋范圍相對較大，如果采用傳統專有模具進行壓力機成形加工其成本偏高，且工藝準備周期相對偏長。采用柔性化成形設備工藝則可打破這一局面，它省略了工藝準備周期，可實現快速周期生產過程。

首先，它采用到了數控折彎技術與相關裝備，例如數控折彎機，該設備可操作直線彎曲件成形工藝，采用標準模具進行生產，不新增任何費用，單件成本相對偏低，可用于批量生產與單件定制生產。在生產質量方面其折彎精度誤差可控制在0.4mm范圍內，在效率方面可保證做到6次彎折/分鐘。目前的高精度折彎設備非常之多，且在高精度折彎功能表現方面表現突出。它可實現網絡化操作，在編程方面采用到零件三維模型，可追求實現離線編程優化過程，確保折彎順序到位，最大限度減少現場調試流程。另外，在利用機械手進行自動化生產操作過程中，它希望減少人為干預，有效提高生產精度與效率，保證折彎長度控制在16m以內。目前可采用冷彎成形模式，確保柔性化生產到位，有效降低生產工裝成本。

采用數控折邊技術與相關裝備，它會對板料彎曲成形進行分析，有效完成產品直接成形過程。整體來看其工藝操作相當簡單，且擁有較高加工效率，如此可彌補數控折彎機的技術不足缺陷。折邊機成形完全不同于折彎機成形，它采用到了超高壓磨料水切割法對鋁合金材料進行切割折邊，在模具夾持下實現單邊移動彎曲成形，整體看來成形精度相對較高，不存在任何壓痕痕跡。目前采用這種折邊技術可保證夾具折邊厚度控制在5mm以內，且保證零件彎曲長度被控制在18m以內[3]。

2.2數控機沖壓力裝備及其工藝應用

采用數控機沖壓力裝備可實現對零件的翻邊、拉伸與滾筋成形操作。整體看來數控機沖壓力機相比于普通柔性加工設備性能更強，它加工速度快且成本低，多采用到沖切工藝，可通過專用小模具預編程序驅動成形操作，例如百葉孔成形、折頁成形以及滾筋等等，是典型的模具技術[4]。

基于數控機沖壓力設備及其工藝應用進行優化，目前像伺服壓力機所采用的則是與傳統壓力機完全不同的第三代壓力機技術，它結合自動控制與傳統機械技術應用實現了零件壓力成形的數字化控制，整體看來技術應用具有柔性化、智能化特征，控制精度較高且安全環保節能。就伺服壓力機的主要特點來講，它主要通過滑動運動曲線技術工藝對材料進行設計優化，其中采用到了彎曲、壓印、拉深等等關鍵技術內容，可最大幅度提高壓力機整體性能，擴大工藝加工范圍。再一點它采用到了曲軸擺動功能可實現對滑塊動作循環時間的有效縮短，最大限度提高生產效率達到40%以上。再一點就是液壓成形技術，采用板材成形技術對凸模和凹模進行成形調整優化，制造復雜形狀件。在該過程中可有效提高成形極限，保證液壓成形部件表面剛度與強度到位，有效降低生產成本。就軌道客車而言，它所采用的一般為大型的不銹鋼板液壓成形技術，且技術應用已經非常成熟[5]。

總結：

針對軌道車輛的鈑金件制造內容中所采用到的工藝與裝備也相當先進。就總體而言其生產工藝與裝備水平還有待進一步提升，結合鈑金件制造工藝突破傳統工藝制限，實現技術突破，為軌道車輛生產提供更多更優技術支持。

參考文獻：

[1]鄭勇福.軌道客車鈑金件生產先進工藝及裝備[C].//中國中車科技管理部中車工業研究有限公司.第二屆軌道交通先進金屬加工及檢測技術交流會論文集.2016：194-197.

[2]安徽安凱汽車股份有限公司.一種用于客車裝配的定位工藝車：CN201620928012.5[P].2017-02-15.

[3]孫曉光，韓曉輝，王睿， 等.軌道客車不銹鋼車體電化學鈍化工藝研究[J].機車車輛工藝，2020，（2）：1-5.

[4]何菊梅，張正華，孟凡超.樹脂復合材料在軌道客車內飾中的應用[J].卷宗，2020，10（6）：352.

[5]馮朝明.軌道客車不銹鋼車體焊接工藝分析[J].中國科技縱橫，2019（13）：69-70.