蔡鸿亮
中车南京浦镇车辆有限公司 210031
摘要：本文主要针对前批生产的PW120E型转向架构架平衡时的工艺问题进行了分析和研究，最终根据调查找到了问题根源，并介绍了相应的工艺控制措施，完善了工艺的不足，并通过多次试验，证明了措施的可行性，从而提高了产品的合格率。
关键词：构架平衡 调修 焊接顺序 质量
前言
PW120E型地铁转向架是中车南京浦镇车辆有限公司自主研发、具有完全自主知识产权的120km/h B型地铁转向架。在该转向架的研发过程中，采用了虚拟样机的设计技术。首先在概念设计阶段对转向架的运行平稳性、曲线通过能力等动力性指标进行计算分析，然后利用CATIA软件进行三维设计、三维模拟装配及转向架干涉检查等，在三维设计的过程中利用ANSYS软件对转向架构架及主要零部件进行有限元分析计算，确保其强度满足要求。
一、质量问题描述
根据构架的平衡数据发现构架的某些位置会在一定程度发生整体侧移疑似平行四边形状态。研究相关数据总结分析发现，构架所发生整体偏转一般都是成平行四边形，以此推断该问题较规律可根据此情况进行逐步排查源头原因。
二、问题分析及解决方案
就以上数据报告进行分析，存在侧梁整体X方向位移，以及往单边偏移数据，猜测侧梁内腔、对接焊接以及机械手焊接、调修等工序存在调修尺寸走极限、焊接变形问题。
2.1 分析揣测横梁各个项点进行分析存在横梁对角偏斜状况
对构架组装工装进行了尺寸复验，实际存在此问题，累计偏移量达到 1 mm。调整构架组装后，对下一平衡构架进行跟踪，分析平衡数据，相对之前数据稍微改善，但仍存在较大偏差效果不明显。
2.2 侧梁调修尺寸进行跟踪
数据（表1）显示存在调修低头调修量较大，且侧梁扭曲不易调修合格，几乎均走极限为合格，极限尺寸与横梁偏斜导致整体构架为平行四边形状态，进行猜测分析：a、侧梁内腔焊接调整夹具Z向高度，可影响侧梁焊接变形量；b、更改对接焊接顺序，可影响侧梁焊接变形量；c、需更改机械手焊接顺序，可影响侧梁焊接变形量。因此，对该三个假设通过试验对进行数据记录、统计、分析、等流程来验证假设的可行性。
表1 侧梁调修尺寸进行跟踪统计表
2.3 侧梁内腔焊接夹具Z向调整前后内腔焊接变形试验分析
根据相关侧梁内腔焊接调整夹具Z向高度跟踪数据以及侧梁内腔焊接端部Z方向调整后相关实验数据分析得出，更改夹具高度（1mm）后侧梁端部焊接先后效果不明显，尝试过调高2mm，但调高后节点座存在间隙，考虑两节点座与支撑面由于有间隙，内腔焊接时可能会导致其扭曲更严重，未再度调高，并保持该改善后的状态。
2.4 机械手焊接顺序改动
对接焊接顺序未改动，机械手焊接顺序已改动，将原有的机械手顺序由侧梁外侧向内侧改成了由侧梁内侧向外侧开始焊接，改善后侧梁调修前焊接变形Z向与Y向状态汇总如下表2所示。
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2.5 侧梁机械手焊接顺序进行更改并验证
侧梁机械手焊接顺序进行更改并验证(工艺部门协同，以免为私下改动顺序）（仅对侧梁机械手焊接顺序进行改动7-12号梁）—（在调修工序根据侧梁状态及调修量等数据结果显示亦有优化）。
2.6 对接焊接顺序已改动，机械手焊接顺序已改动
对接顺序由节点座两端优先焊接改成中部上盖板与端部上盖板优先焊接，然后进行对称性的由上至下的顺序进行焊接，将原有的机械手顺序由侧梁外侧向内侧改成了由侧梁内侧向外侧开始焊接；改善后侧梁调修前焊接变形Z向与Y向状态控制，其改善后的结果如下：
1、未改变对接焊接顺序，仅改动机械手焊接顺序，其Z向高度与原来状态（Z向普遍低头8-10mm）相对比其焊接变形量有所改善目前变形低头范围：5-6mm左右，Y向偏移量1.5-3mm左右，相对之前（Y向与定位销中心偏差5mm左右）有较大改善。2、一并改动对接焊接顺序和机械手焊接顺序后，Z向高度尺寸整体低头范围在1-4mm，效果相对有更大改善。
根据目前所跟踪的侧梁状态规律及统计结果分析后，将四个试行的工艺调整措施可行性汇总如下：
方案1：调整构架组装工装的横梁引弧板定位基准由Q4向Q2移动1mm；侧梁内腔焊接端部夹具Z向高度上调1mm对其Ｚ向反变形效果不明显，该两措施方案未能有效解决问题，但可以执行。方案2：调整侧梁对接焊接顺序，可有效减少侧梁Ｚ向尺寸超差问题；方案3：调整机械手焊接顺序，可有效减少侧梁端部Z向尺寸超差量和Y向偏移；方案4：同时调整侧梁对接、机械手焊接顺序可大幅度减少侧梁端部Z向尺寸超差量和Y向偏移量。
三、总结
对实验结果总结分析说明该方案可行，即对接与机械手焊接顺序同时改善，工艺部门也下发通知进行了工艺改善。不但降低了成本和工人劳动强度，改善了劳动条件，取得了显著效果，为生产施工发挥了巨大作用，大大提高了产品的质量。