牛启正1 宁兵敬 方成 李福宇 谭瑞雪 赵亮
中车唐山机车车辆有限公司，河北，唐山 063035
摘要：我公司生产的时速350公里标准动车组（复兴号）上线运行期间，司机室侧窗区域存在棱线，光照下视觉效果不佳问题，引起各部门高度重视；由于车头部位是动车组外观呈现最突出部位，吸引视线最多，因此此部位外观质量显得尤为重要；为加强350公里准动车组司机室侧墙平面度质量控制，此问题亟待解决。
司机室平面度控制涉及到车体制造和涂装两个工序，涂装工序通过后期刮腻子弥补平面度缺陷属于事后补救未能解决问题的根本，因此重点还在车体制造工序的轮廓度控制。
关键词：动车组 司机室 外观质量 焊接 车体结构 平面度 控制
前言
中国标准动车组司机室采用弯曲型材与三维曲面蒙皮组焊而成，整个制造过程通过工装进行定位施焊，流线形司机室结构复杂，焊接量大，容易产生焊接变形，故其工艺制造难度大。
本次质量攻关以CRH380B司机室外观质量为目标，分初期优化方案、后续改进方案和最终优化方案三个阶段实施，通过改善制造工艺参数、加强表面质量控制以及优化相关联工序，最终实现创新目标。
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1、初期方案
1.1焊接参数改变
在满足焊接强度要求情况下，减少蒙皮与骨架的段焊长度（由原80mm减少到40-50mm），并且控制焊接电流强度（由原160/180A减小到140/150A）进行焊接，减少热输入量。优化后总体焊接热输入仅为原来的40%，有效降低了蒙皮内侧段焊对司机室侧墙变形的影响。
1.2增加侧墙蒙皮工装压卡装置
在司机室侧墙蒙皮组焊胎增加窗上、窗下蒙皮板压卡，对原有支撑进行改造，增加蒙皮板内侧支撑，减小蒙皮板因焊接引起的变形
1.3增加质量检查点确定最优检测方法
1.4增加手工调修工序
为提高司机室侧墙平面度，由工艺部门协调对涂装腻子刮涂工序进行优化。在腻子干膜厚度局部不超过3mm的前提下，通过多次刮涂腻子，提高司机室平面度，增强外观质量。
2、后续改进方案
在上述5项措施的基础上，工艺部门结合司机室蒙皮板强度计算报告，增加了对窗上区域凸起明显的棱线进行手工打磨，打磨深度不超过0.5mm，保证将车体平面度控制在1mm以内。
作者简介：牛启正(1986-)，男，河北唐山人，本科，高级技师，从事轨道车辆制造技术及工艺研究工作。联系方式：0315-3082573，E-mail：zhuiyisishui2000@163.com。
3、最终优化方案
对比CHR380B与350标动司机室发现，窗口区域立柱间隙大可能是标动司机室出现外观柱间距平均大35mm，窗立柱型材本身宽度也减小了36mm，这些情况都使得350标动司机室的骨架对蒙皮的支撑作用弱于380B车型。针对此情况，我们可以通过优化梁柱排布密度进行验证，在相邻窗上立柱、窗下立柱间采用增加支撑梁的方式，增大蒙皮板支撑面积，减小立柱间距，进而有效控制蒙皮板焊后下塌情况。
具体执行如下：
针对350标动司机室的左右侧墙，在侧墙蒙皮组焊工序时将侧墙板分为4个区域，如下图所示，分别在侧墙窗上立柱、窗下立柱间通过增加板材、型材分别采用水平、竖直支撑的方式进行对比试验
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初期的5个改进方案在一定程度上有效提高了司机室侧墙的平面度，然而在制造过程中增加了工作量，降低了工作效率。上述四种补强方案在实施过程未进行机械调修，保持原始变形数据，通过数据测量，区域①、②、③改善效果不明显，区域④实施后对平面度改善有提高。
针对四种试制方案测量数据结果分析，区域①、②、③喷砂前未出现超差现象，喷砂后车体出现局部超差点，区域④喷砂前、后均未出现平面度超差现象。经相关部门结合实验样件检测数据一致认为，横向双道板材补强结构能够更好的提高侧墙蒙皮板轮廓度。
横向板材补强结构对司机室平面度有改善作用，可将其结构推广到同类司机室结构设计及生产制造中。目前现车生产仍按前期改进方案执行，横向板材补强方案的最终实施在后续项目中执行。
4、成果固化
基于初期5项优化方案的实施，制造工艺水平有显著提高，积累成果如下：
成果一：补强方案图纸
针对试制侧墙方案④，可将补强方案固化到模型及图纸中，如图所示。
成果二：工装改造
1、制作司机室侧墙板压紧装置，对原有支撑进行改造，增加蒙皮板内侧支撑，减小蒙皮板因焊接引起的变形。
2、制作司机室侧墙外轮廓检测样板，对司机室四个截面的外轮廓尺寸进行离弧检测。
成果三：固化工艺文件
对司机室蒙皮内侧垫板段焊以及蒙皮与骨架内侧TIG的焊接工艺进行优化，并编制司机室侧窗蒙皮尺寸测量表，并下发执行。
5、总结
通过上述的初期和最终优化方案的实施，司机室表面外观效果有了很大的提升，侧窗部位平面度达到1mm/平米，整体轮廓度符合攻关要求，达到了攻关目标；除了铝合金厂司机室制造工序的努力之外，相关联工序优化也起到较大的作用，比如腻子涂刮环节对外观平面度的弥补；因此感谢整个团队的努力。
参考文献
[1]吴作伟，丁莉芬.动车组车体结构与车内设备[M].北京：北京交通大学出版社,2012
[2]商跃进.动车组车辆构造与设计[M].北京：中国铁道出版社，2009