[发明专利]车顶加工定位辅助工装及基于该工装的车顶整体加工方法

说明书

车顶加工定位辅助工装及基于该工装的车顶整体加工方法属于轨道车辆车顶结构的整体制造装置和制造方法领域，该工装包括中部圆弧板通槽定位机构和车顶盲孔正装快速定位机构，所述中部圆弧板通槽定位机构包括底座、垂向高度导轨、垂向滑块、高度调整气缸、铰轴座和通槽定位压板，所述铰轴座包括铰轴底座板、通槽定位压板转轴、铰轴座第二转轴，所述通槽定位压板包括铰轴连接板和T字形通槽定位块。本发明所改进后的工艺步骤大幅简化，组对焊接工序简单高效、定尺测量工艺快捷精确，为提高工作效率和创造经济效益提供新的途径。

技术领域

本发明属于轨道车辆车顶结构的整体制造装置和制造方法领域，具体涉及一种车顶加工定位辅助工装及基于该工装的车顶整体加工方法。

背景技术

定尺，即工件上图纸理论尺寸所给定的已知长度或由工艺需求所给定的已知尺寸，该专业术语是一种列车大部件机加工领域公知而惯用的简称。

车顶结构主要是指由五块长条铝合金型材拼接组焊所形成的轨道车辆圆弧型棚顶整体结构。如图1和图2所示，该车顶结构包括中部圆弧板1、两个过渡圆弧板2和两个斜面圆弧板3，中部圆弧板1位于车顶结构的中线上，两个过渡圆弧板2对称地焊接在中部圆弧板1的两侧，每个斜面圆弧板3均与一个对应的过渡圆弧板2外侧焊接固连。如图3至图9所示，完全组焊后的车顶结构毛坯件的外端面形成一个圆滑过渡的整体圆弧面，其中，中部圆弧板1的外部圆弧面与过渡圆弧板2的外部圆弧面共同形成外侧圆弧面小角度插接焊缝C，中部圆弧板1的内侧端面与过渡圆弧板2的内侧端面共同形成内侧小角度插接焊缝A，斜面圆弧板3的外侧圆弧面与过渡圆弧板2的外侧圆弧面共同形成外侧圆弧面大角度搭接焊缝D，斜面圆弧板3的内侧端面与过渡圆弧板2的内侧端面共同形成内侧大角度搭接焊缝B。中部圆弧板1的内侧端面中心设有中部圆弧板通槽1-1，在过渡圆弧板2上临近内侧大角度搭接焊缝B的内侧端面上设有过渡圆弧板通槽2-1。斜面圆弧板3的内侧端面是坡面3-2，在坡面3-2的上部设有斜面圆弧板通槽3-1。

如图7所示，按照车顶结构的图纸理论设计要求，通常把中部圆弧板通槽1-1的通槽底面中心设定为车辆圆弧型棚顶整体结构的水平加工基准的原点O，把中部圆弧板通槽1-1中线的延长线方向设定为水平加工基准的X轴方向，原点O位于车顶纵向延伸方向的中心，然后，据此原点O的位置进一步确定车顶结构左右两侧的水平Y轴方向，垂直于圆弧板通槽1-1的通槽底面中心的竖直方向作为加工基准的Z轴方向。如图2至图4所示，按照车顶结构的图纸理论设计要求，两条过渡圆弧板通槽2-1关于中部圆弧板通槽1-1的中线左右对称，两条斜面圆弧板通槽3-1也关于中部圆弧板通槽1-1的中线左右对称。斜面圆弧板3上的坡面3-2与XOY平面的夹角应符合预设标准角度α₁。此外，按照车顶结构的图纸理论设计要求，组焊后的车顶结构上还需包括空调窗4、两个新风口3-2-1和中部圆弧板通孔1-2以及围绕在中部圆弧板通孔1-2周围的四个工艺盲孔1-3，四个工艺盲孔1-3呈矩形分布，中部圆弧板通孔1-2位于该矩形的短边中线的黄金分割点上。如图8至图9所示，空调窗4为矩形镂空窗口，其几何中心O₁必须在车顶结构的XOZ平面上，空调窗4的中心O₁点在X轴水平距离K₃以及空调窗4自身的矩形开窗尺寸均是已知量，它们均由工艺师根据图纸理论尺寸要求实测并确定。仍如图8至图9所示，中部圆弧板通孔1-2也位于车顶结构的XOZ平面上，其开孔位置需将对应位置上的中部圆弧板通槽1-1截断一个缺口并对原有的槽口进行清根打磨，然后对该位置处的中部圆弧板1进行贯穿钻孔机加工，形成中部圆弧板通孔1-2，中部圆弧板通孔1-2在X轴上的到原点O的水平距离K₁是已知量，其由工艺师根据图纸理论尺寸的要求进行定尺实测后确定。如图8和图9以及图11和图12所示，新风口3-2-1的机加工位置位于斜面圆弧板3的坡面3-2上，新风口3-2-1沿X轴方向上的起点到X轴原点O距离K₂是已知量，其由工艺师根据图纸理论尺寸要求实测并确定。新风口机加工的铣削轮廓为矩形，其X轴宽度也是图纸给定的已知量，但如图11和图12所示，其铣削方向需垂直于坡面3-2在其图纸理论位置所在的平面，新风口机加工在坡面3-2所在的YOZ平面内沿斜坡方向上的铣削宽度为K₀，该宽度K₀必须以n₁点作为起点并沿着坡面3-2的斜坡方向上延伸至坡面3-2的轮廓线外部，并且，n₁点的位置确定方法按照如下方式：首先确定斜面圆弧板通槽3-1的靠进XOZ平面的外侧壁与坡面3-2的直角交点m₁点，再以m₁点为起点并沿着坡面3-2方向量出线段长度为E的给定距离，即可确定出长度为E的线段m₁n₁，进而确定铣削宽度K₀的起始点位置。