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摘要：根据高速列车侧墙柔性件的特点，提出了一种高速列车侧墙柔性件的装配偏差模型，定量地描述了输入偏差与输出质量之间的数学关系。在各种零件偏差或工艺定位方法的输入条件下，以上模型用于虚拟分析和预测装配尺寸质量，并结合工程经验，对装配偏差调查可接受性并为高速动车组车身制造大型零件质量改进提供了理论支持。
关键词：高速动车组；车体侧墙装配偏差；应用研究
一、高速动车组车设计意义
高速动车的设计与制造是一项复杂的系统工程。高速动车的主体是动车的主体，也是乘客的载体。快速、舒适、安全和轻便的构造是高速客车车身设计的主要目标。由于目标之间的相互制约，因此必须满足设计规范。在确保车辆的强度和刚度的同时，必须考虑结构疲劳，车身的自然振动特性、耐冲击性和减轻重量的要求。铝合金车身具有重量轻、耐腐蚀、良好的外观和光滑度等优点，易于制造复杂美观的弧形车身。它已经成为高速动车组机箱发展的主流和趋势，车身的双壳主要由空心型材组成，其结构比单壳型结构稍重，但挤压型材更坚固，装配焊接的薄壁圆柱轴承结构的轴承质量更高。
二、装配偏差优化设计方法
（一）夹具优化设计
夹具优化设计主要通过合理的方法设计夹具位置，提高夹具精度，限制零件在夹具上的运动和旋转，并减少零件的拧紧变形。关于夹具的最佳设计方法的研究很多，下面介绍一些最佳设计方法。运用数学变分法原理进行夹具优化设计，结合“田口法”建立灵敏度方程，优化夹具定位精度，减少干扰因素对零件装配的影响。通过对柔性零件装配过程中偏差变化的数值模拟，提出了田口评估方法，选择了装配偏差最小的装配计划。在这项研究中，提出一种不同于田口方法的设计方法，并使用响应面代替田口方法的信噪比来建立新的评估条件，从而可以进一步降低焊接工艺对夹具灵敏度的影响。
（二）焊接优化设计
由于焊接过程中温度场不均匀而导致的工件形状和尺寸变化称为焊接变形。焊接变形是不可避免的，但可以从设计和工艺两个方面进行优化，以减少焊接变形。在技术，减少焊接变形的方法，主机方法、机械方法，用小锤子锤打中央焊道，用工具固定装置牢固，防止变形有法律等其中，防止焊接变形的方法不需要其他电气设备的支持，不消耗功率，并且可以减少焊接后的残余应力。这是最简单、最有效的方法。使用热弹塑性有限元数值模拟来模拟板焊接过程。多次重复进行抗变形计算后，输出抗变形形状函数以验证该方法的有效性。
三、装配偏差建模
作为大型零件装配过程的关键部分，我们分析和研究各种输入偏差（零件、定位、工具等）和输出偏差（主装配尺寸）的统计特性和分布，并使用3D偏差分析软件，使用装配偏差传递模型建立该3D。定量描述输入偏差和输出质量之间的数学关系。在各种输入条件（例如零件偏差和工艺放置方法）下，上述模型用于虚拟分析和预测装配尺寸质量，并与工程结合以查看装配偏差是否可以接受实证研究并为实际工程应用建立了理论计算的基础。通过引入技术数据分析和对生产经验的概述，系统可以在各个级别分析组件、子装配体和装配体的基本设计规则，以确保对零件进行处理。优化基准孔、线和表面等工艺设计方法，以减少由基准不匹配引起的装配偏差的累积，并针对大型零件（包括其设计）优化集成基准的设计规格由于同时具有基准系统的一致性准则（例如装配、测试、类型、命名、标签、安装方法等），因此，测量点设计方法、可靠性测量、测量点一致性、测量点诊断和考虑了大型组件的检测效率和检测点优化方面。
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为了确保高速列车车体与被检对象之间的焊接在车辆坐标系的特定坐标方向上的偏离，仅导致夹具上的焊接以及被检对象在坐标方向上的平移，网格平行参考该表面平行于全身坐标系的网格，部件不旋转，并且在焊接/检查过程中在其他坐标方向上也没有偏差。参考系统引入了零部件，以确保前后基准保持一致。
具体而言，建立侧壁零件的定位参考并在Y方向上定位：在距X方向（车身的前后方向，前后X位置）的侧壁端部500毫米内设置一系列定位点。中心每4000到6000毫米排列一次，放置一组定位点。每组定位点在Z方向上具有三个位置（车身的上下，从下到上是Z的正方向）。将上定位点定位在距顶部500mm的范围内，将下定位点定位在距底部500mm的范围内，在中心定位点中心线附近的Z方向上选择定位：将定位点垂直定位在X方向末端的500mm以内，将下定位点定位在距中心每4000-6000毫米处。在X方向上定位：将定位点定位在Z方向的中心，请参见图1。长期以来，侧壁的焊接质量一直不稳定。底壁面板的大多数外边缘都高于窗户的底面板，需要进行大量的翻新工作，并且在翻新和磨削之后，接头处仍存在凹陷的缺陷。侧壁由五个组成。
四、装配偏差结果讨论与分析
（一）偏差统计结果分析
处理侧壁检查数据是获得侧壁尺寸质量的一种方法，可以查看过程调整的效果，及时发现装配过程中潜在的质量问题，并进一步分析偏差的原因。这可以帮助提高侧壁质量并提高生产效率。通过以下数据的测量数据非常重要：左、右壁之前和之后的安装工位的夹紧条件的平均分布，反向安装工位的焊接条件和前一个安装工位的焊接条件。在修复墙壁之前，大多数测量点的平均值都在可接受的范围内，总体平均值也接近理论值0。与中间过程相比，分布范围也减小了。但是，仍有许多测量点超过平均值，那之后的调整量是巨大的。调整后，每个测量点的平均值大大提高，分布范围大大缩小。但是，即使进行了调整，顶壁面板顶部的第9个测量点（控制侧壁的高度）也超出了可接受的范围。在调整和维修过程中，会出现以下情况：如果保证了侧壁的轮廓，则不能保证侧壁的高度，并且通常太小。侧壁反向安装工位被夹紧，反向焊接工位被焊接。在预调节状态和后调节状态下，侧壁上每个测量点的估计值的平均值在调节前达到最大值13.3mm，表示存在许多公差较大的测量点。调整后，大多数测量点的范围减小到小于2，估计6o值的平均值也大大降低到3.8mm。从长远来看，该过程的每个步骤都会单独设置一个相应的形状控制标准，以监视中间过程的生产状态。
结语
综上所述，本文中提出的侧墙组件偏差转移关系模型考虑了在多个偏差源（例如零件和夹具放置）下侧壁组件质量的复杂影响。这与侧壁组装工艺的特征更加一致。分析结果表明，零件的整体尺寸非常好。但是，某些关键部分的大小可能会继续增长，因此应该监视大小变化。压块的位置经常变化，以致于它与定位支撑板不对齐。位置应优化，操作员操作应标准化。大多数定位支撑板没有很好地安装到侧壁上，并且容易发生尺寸变化，因此需要对定位支撑块进行系统调整。
参考文献
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