西南交大二年第2學期鐵道車輛制造工藝第 2 次作業(yè)

1、鐵道車輛制造工藝第 2 次作業(yè)1. 焊接結構合理性考慮的主要方面答： 坡口的選擇、 合理確定焊縫尺寸、 合理布置焊縫、 設計接頭應考慮焊接方法的特點、應保證可焊到性。2. 某型敞車的中梁如下圖所示， 主要有 A 、 B 、 C 三組焊縫。 試針對所有可能的不同焊序和方向導致的焊接殘余變形， 分析與比較裝配焊接工藝方案的合理性答：第 方案： 先裝配槽鋼和蓋板， 焊接焊縫 C， 然后再裝配隔板， 焊接焊縫 A、 B。 這個方案的特點是： 縱向長焊縫 C 據(jù) x-x 軸較遠， 產(chǎn)生較大的上撓變形 f C ， 焊縫 B 的橫向收縮也產(chǎn)生上撓變形 f B ，焊縫 A 的中心偏于 x-x 軸上方， 但距重

2、心較近， 其橫向收縮產(chǎn)生不大的下?lián)献冃蝔 A 。 因此， 總變形量 f=f C +f B -f A 。第方案： 先裝配蓋板和隔板， 焊接焊縫 B， 然后再裝配槽鋼， 焊接焊縫 C、 前后焊接焊縫 B。 這個方案的特點是： 焊縫 B 只引起蓋板的縮短， 對整個梁的上撓基本不產(chǎn)生影響， f B =0。 裝配槽鋼以后， 焊縫 A、C 分別位于 x-x 軸的兩側， 變形可以抵消一部分， 因此總變形量 f=f C -f A 。第方案： 先裝配隔板和槽鋼， 焊接焊縫 A， 然后再裝配蓋板， 焊接焊縫 B、 C。 這個方案的特點是： 焊縫 A 位于結構重心上， 之引起槽鋼的縮短， 即 f A =0， 裝配一

3、焊接蓋板后， 焊縫 B、 C 都產(chǎn)生上撓變形 f B f C ， 因此， 總變形量f=f C +f B 。綜上， 從減小中梁彎曲變形的角度看， 第方案是最好的。 但在車體鋼結構制造中， 往往要求中梁組焊后具有足夠的上撓度值， 以保證車體總裝后具有 012mm 的上撓度。 因此使用的方案最合適。 即利用裝配焊接次序和組裝夾具上預制的上撓度就可方便達到重量上撓度的要求。3. 車體鋼結構所用材料的一般要求答： 鐵道車輛車體鋼結構所用材料， 一般要求符合下述技術要求： 在滿足力學件能的前提下，盡量減輕自重；具有良好的耐大氣腐蝕性能；具有抗振特性，材質疲勞裂紋的傳播速度要?。?對應力集中的敏感性要??；

4、有較好的沖壓和焊接工藝性，便于制造和修理4. 鐵道車輛車體承載結構常用材料答： 日前國內(nèi)外鐵道車輛車體承載結構所用材料， 主要有普通碳素鋼、 耐候鋼、不銹鋼和鋁合金等四種金屬材料 某些部件也采用玻璃鋼和夾層結構材料等：5. 車體用耐候鋼的主要特點參考答案： 耐候綱是低合金高強度耐大氣腐蝕鋼的簡稱。 世界各國普遍根據(jù)自己的資源條件，研制了各種類型的耐候鋼。這種鋼的合金元素含量少 ( 一般不超過 3 ) ，成本低， 強度高， 綜合性能好。 我國從 1965 年開始在新造客貨車中使用耐候鋼，從 1987 年起成批生產(chǎn)耐候鋼車輛 到 1990 年新造車輛要求全部使用耐候鋼。 科學試驗和運用試驗都證明

5、國產(chǎn)耐候鋼比普通碳素鋼有較高的耐腐蝕性能。 銅磷系耐候鋼的耐腐蝕性， 一般相當于普通碳素鋼的 2 倍左右， 在惡劣環(huán)境中相當于2 3 倍； 銅磷鉻鎳系耐候鋼的耐腐蝕件相當于普通碳素鋼的 2 3 倍， 在惡劣環(huán)境構目當于 3 倍以上。 客車新造數(shù)量較少， 用薄板較多， 常選用耐腐蝕性能較好的銅磷鉻鎳系耐候鋼。貨車新造數(shù)量多， 用鋼量大， 使用中厚板、 型鋼較多 常選用銅磷系耐候鋼6. C70 鋼結構的裝配系統(tǒng)圖參考答案：7. 中梁制造中存在的主要問題， 原因及工藝措施答：中梁組成主要以焊接為主、 焊接變形對個梁的制造質量將產(chǎn)生很大的影響。 不同的裝配與焊接順序能夠改變焊縫對于結構重心的相對位置

6、. 因此， 在組焊前要認真分析焊縫的分布及焊后可能引起的變形， 進而確定正確的組裝、 焊接順序、 作為基本原則， 裝配與焊接順序應做到“先內(nèi)后外” ， 前者是為了組裝方便， 后者是在增強內(nèi)部剛度的條件下可使焊接變形減為最小。8. 底架調(diào)修工藝中端梁的矯正方法答：底架傾斜是由端梁、 枕梁、 橫梁傾斜造成的。 一般要求， 當枕梁處中、 側梁水平差超過 6mm 時，就要進行矯正。 采用火焰矯正法時， 在如圖 55 所示的枕梁較低側。 處加熱， 使之升高。 若小、側梁水平差較大時， 同時在枕梁較高側根部 b 處加熱 位之下降， 最終使底架達到水平。 若傾斜程度過大， 一次矯正解決不了， 可進行二次加熱

7、矯正。 但加熱點不要在已加熱過地方重復加熱， 避免內(nèi)于金屬組織變化及過厚的氧化皮脫落， 使材料性能下降。端梁的矯正方法和枕梁相同， 若傾斜過大， 按圖所示的 a、 b、 c、 d、 e 處加熱。9. 側墻組焊夾具采用內(nèi)側朝下組裝方法的優(yōu)缺點答： 側墻組焊夾具多采用側墻內(nèi)側朝下的組裝方法。 其優(yōu)點是內(nèi)側的形狀與尺寸精度能夠得到保證；外側零件均可在夾具內(nèi)裝配，生產(chǎn)效率和組裝質量高。缺點是側柱上料較困難。10. 敞車車體鋼結構總裝工藝過程的主要步驟答： (1) 車體鋼結構組對 (2) 鉸孔 (3) 拉鉚 (4) 車體焊接 (5) 鉤緩組裝、 轉向架落成(6) 交驗11. 車頂組裝中存在的主要問題及工

8、藝措施答：(一)存在的問題1. 對車頂彎梁外漲： 由于車頂彎梁與車頂板之間的焊縫集中于彎梁中件軸的一側， 使車頂?shù)膱A弧部分收縮而產(chǎn)生外漲， 這將給車體鋼結構總組裝帶來困難。2 車頂縱向收縮變形： 由于車頂橫向焊縫較多和在車頂調(diào)平作業(yè)時采用火焰加熱引起車頂縱向收縮變形。(二)預防措施對車頂彎梁外漲可采取在焊接車頂彎梁與車頂板焊縫時， 用定位拉桿拉緊并臨時點固， 待組裝結束后再取下拉桿， 可減少車頂?shù)耐鉂q變形。 還可以采取反變形的方法， 將組焊夾具作成比實際部件寬度略小而高度略高， 以保證車頂彎梁圓弧展開長度不變， 待組焊結束后， 其寬度滿足技術條件要求。對車頂縱向收縮變形的預防措施是在車頂板下料

9、時， 其長度尺寸適當放長。 同時在制造過程中 采用 CO 2 焊可以有效地減少車頂?shù)目v向收縮變形。12. 客車制造的工藝流程圖參考答案：13. 貨車總組裝的主要工藝過程答： (1) 車體除銹 (2) 涂裝防銹底漆 (3) 調(diào)整旁求間隙 (4) 組裝側門及下側門(5) 制動裝置的組裝 (6) 涂裝面漆 (7) 調(diào)整車鉤高度 (8) 交驗14. 25 型客車車體鋼結構總裝工藝過程答：1 確定底架在總裝夾具上位置 2 組裝側墻 3 組裝內(nèi)外端墻 4 組裝車頂 5車體焊接 6 車體調(diào)平工藝15. 客車總組裝的主要工藝過程答： 1 木結構的安裝 2 車窗安裝 3 其他裝置的安裝 4 車體鋼結構油漆 5

10、落車檢查 6 試運轉16. 鐵道車輛制造夾具的分類答： 夾具的種類很多， 按其用途大致可分為通用夾具、 專用夾具、 可調(diào)夾具、組合夾具和隨行夾具等。 夾具又可按適用的機床種類分為車、 銑、 鉆等方面的夾具。 還可按其夾緊動力分為手動、氣動、液壓和電磁等夾具17. 對夾具的設計要求答：(1)按照所完成的下什， 大具可分為： 裝配(及點定焊)用的夾具， 焊接用的夾具和裝配焊接夾具。(2)按工作面在空間的狀態(tài)， 夾具可分為固定式和旋轉式(包括定期旋轉式和連續(xù)旋轉式)(3)按照裝配部件的重量和尺寸， 夾具可以劃分為： 輕型夾具3kN 以下的小部件； 中型夾具310kN 的部件； 重型夾具重量大于 10

11、kN 的大部件。18. 什么是工件定位的原理答： 一個工件在夾具中未定位之前， 也可看作一個在空間直角坐標系中的自由剛體， 有六個自由度 即沿三個坐標軸方向移動和繞三個坐標軸方向轉動。 要使工件在某方向有確定位置， 就必須限制該方向的自由度。 當工件的六個自由度均被限制后 工件在夾具中的位置就完全被確定了 這就是工件定位的基本原理。在夾具中通常用六個支承點來實現(xiàn)，故又稱為六點定位原理。19. 什么是欠定位、 過定位答： 如果工件定位時， 對于應該限制的自由度而沒加以限制， 這種情況稱為欠定位。 如果工件定位時， 有兩個或兩個以上的定位支承都起著限制同一個自由度的作用，這種定位叫過定位。20.

12、常用的定位方法和元件答：(1)工件以平面定位 工件以平面定位時， 所用的定位元件(即支承件)可分為主要支承和輔助支承兩類， 前者用來限制工件自由度， 是真正具有獨立定位作用的定位元件； 而后者則是用來加強工件的安裝剛性， 它不起限制自由度的作用， 僅在工件定位后才參與工作。主要支承：它有固定支承、可調(diào)支承和浮動支承(自位支承)等二種。它們的結構尺寸一般已標準化了，可在有關手冊中查到。a 固定支求： 這種支承在夾具上不能調(diào)節(jié)。 它又分支承釘和支承板。 支承釘多用于工件定位需三點支承或側面支承的時候， 其結構形式有平頭、 圓頭、 網(wǎng)紋頂面三種。 平頭支承釘用于精基準定位， 圓頭和網(wǎng)紋頭支承釘用于粗

13、基淮定位。 支承板多用于精基淮定位。b 可調(diào)節(jié)支承： 高度可調(diào)節(jié)， 主要用于工件粗基準定位。c浮動支承：每個浮動支承，只相當一個支承點，即約束一個自由度。它主要用于尺寸大或剛性較差的工件粗基淮定位。輔助支承：工件定位并夾緊后，若工件剛性和穩(wěn)定性很差，在切削力和夾緊力作用下會發(fā)生不穩(wěn)定和變形，故應增加一個不起限制自由度作用的輔助支承。輔助支承分為自引式(浮動式)和推力式兩種， 均已標準化了。 當工件定位平面與定位元件接觸， 若接觸面相對工件總尺寸較大時， 限制三個自由度； 很小時，限制一個自由度； 如接觸而相對工件呈狹長形時， 限制兩個自由度。(2)工件以外圓表面定位 工件以外圓定位時， 常用 v形塊作定位元件。 即使工件外圓尺寸變動 但圓柱面對于 v 形中心總是對稱的。 其定位特點是工件的對中性很好。 用 v 形塊定位時， 較長的 v 形塊限制四個自由度；較短的 v 形塊則限制兩個自由度。 v 形塊結構已標準化。(3)工件以內(nèi)圓孔定位 工件以內(nèi)孔定位時， 常用的定位元件有定位銷、 定位心軸、 自動定心機構(如三爪卡盤、 彈簧心軸等)。定位銷： 又分圓柱定位