王海娟，李君杰，李国栋，刘扬，王铁铭，邵德强
中车大连机车车辆有限公司 辽宁大连 116000
摘要：在当前社会，大部分企业在进行机械制造的时候，仍然是按照比较传统的方法进行组织生产的。这样生产出来的产品数量比较多，但是现在市场上，中小批量的产品需求越来越多，因此使用这样的生产方法是比较落后的，会造成资源浪费的现象，同时工作效率也比较低，相对而言的，生产出来的产品质量也不会很高。
关键词：机车制造；柔性化；吊装工艺
1 引言
近年来，随着铁路建设的快速发展，国内铁路机车产品更新迅速，机车产品研制呈现出速度等级多样化和功率等级多样化的趋势，机车产品的多品种小批量需求越来越明显。为适应多样化的生产模式，机车制造工艺装备的设计制作正向着柔性化制造方向发展。柔性化制造系统具有高度的灵活性，在保持高生产率的同时，还能适应生产更多种类的机车产品。
2 当前柔性工艺装备存在的问题
目前在我国的铁路货车等生产过程当中，虽然相关生产技术在不断精进，各种先进技术也在不断应用，但是仍然具有比较多的问题。首先，在铁路货车等生产过程中，所使用的生产方法和生产手段相对于世界其他国家相同水平而言仍然是比较落后的，同时工艺装备设备的刚性比较大，柔性比较低，这也不利于产品质量提高。而在工艺装备的资源管理过程当中也有着比较混乱的一面，其自动化程度比较低，不能够很好地适应当代消费者的需要，同时对于企业来说，企业需要的是成本更低，而生产速度更快的工艺设备，但是现在的工艺装备资源不能适应来自多方面的不同需要。当前工艺装备的生产线比较混乱，布局也比较刚性，同时同一工艺装备体系无法在不同的设备之间进行转换使用，其通用性比较低，标准化程度和系列化程度也不高。另一方面，工艺装备系统仍然是采用人工和手动管理，企业自动化程度没有达到应有的要求，但是现有的工艺装备系统又没有足够的发展空间，以现有工艺装备为基础进行提升的话，其提升空间是非常有限的，因为现在的工艺装备系统应变能力过差，无法进行有效延伸，这在很大程度上妨碍了企业的发展，同时也存在着成本过高以及资源重复等现象，会造成严重的资源浪费。
3 柔性工艺装备的概述
在日常生活当中所提到的柔性工艺装备结构设计，许多人是比较陌生的，它具有非常高的实用性，从这个角度可以将其分为三个方面：第一，工艺装备的各个元件运用比较灵活，可以进行多次拼装和分解，在实际的应用过程当中如果有需要达到的目的以及事先设置好的功能，工艺装备可以很好地完成这项工作，另外，它也可以将各个部件进行重组，指的是可以按照不同的工作要求组合成为新的东西。第二，柔性工艺装备的结构设计引进了模块化的内容，在使用之前，是需要提前建立一些数据库的，其中包括了标准件库、单元模块库等内容，然后再用其他软件按照不同的要求进行设计组装，在这个过程当中的运用是非常灵活的，速度也是比较快的。第三，工艺装备可以用于不同设备，即使型号外形等内容各不相同，但是它仍然可以用于多个设备之间进行换装工作，想要达成这一目的，那么在设备上就要有快速换装的接口，以此来保证同一个工艺装备体系可以完成不同设备之间的快速换装目的，这一目的想要达成，对于换装的柔性化是有要求的，也需要进行进一步的研究。
3.1 超大部件用吊装工具的开发
以往在电力机车总装过程中，为了吊装偏心大部件，通常需要设计定制专用的大部件吊具，以使不同的偏心大部件起吊时保持水平平稳，避免大部件自身及对车内其他相关部位的损坏。但随着近年多品种小批量生产问题的出现，需要设计定制的专用吊具的需求剧增，专用吊具成本高、场地占用大、快速切换能力弱等缺点凸显出来。因此，需要开发一种针对超大部件的通用柔性化吊具，吊点及吊钩的位置可以随需求调整，做到一个吊具满足不同车型不同大部件的吊装的需求。
首先，对目前生产中需要吊装的5种大部件的外形进行对比，并对现有5种专用吊具进行分析，初步确定制作起吊点数量为4，长度调节范围800~1 600 mm，宽度调节范围500~1 040 mm，实现由繁入简，变5种吊装工艺装备为1种。
其次，解决部件吊装时的重心调节问题。吊装尺寸可调后，为保证吊装的平稳性，起吊点也应该设计成可调的，经过工艺、现场等部门的技术人员十几次的反复测量、设计图纸修订，最后确定偏心吊具主要由工字钢构架、吊点可调机构、起吊机构、吊链、吊具等部分组成 。起吊机构和吊点位置的调节以及固定方式是开发设计这个吊装工艺装备的核心。
(1) 工字钢构架。由1根纵梁和2根横梁组成，2根横梁可以沿着纵梁方向，分别按照A1和A2的轨迹调整。起吊机构可在纵梁上的B方向进行调整。由于吊具的吊点位置和起吊机构均为可调，起吊时要保证调整后的吊点可调机构及起吊机构在调整好后不得移动。
(2) 吊具。吊具的构架采用高强度方钢制作，采用高强度钢板焊接制作吊点可调机构及起吊机构。为了做到吊点可以任意调整，钢板焊接的各机构的外形尺寸须大于构架的外形尺寸，使各机构运动灵活。为了固定调整后的吊点及起吊机构，同时在吊点及起吊机构上开孔，以便调整完成后在孔内用螺栓固定。
(3) 吊点可调机构。位于横梁两侧，可以根据偏心重物的宽度左右移动。
(4) 起吊机构。通过调节起吊机构的位置，找出偏心部件的物理重心，避免偏心大部件在吊装过程中的晃动。依据大部件几何外形及物理重心，调整吊具上的吊点及起吊机构的位置，几何外形及物理重心匹配完成后，用螺栓锁定吊点及起吊机构，确保起吊的平稳性，并做到同一吊具具备起吊不同种类、不同重心大部件的能力。
(5) 吊链。每个吊点可调机构上开有3个孔，孔上装有吊链，可以通过调整吊链的长短以及吊链在吊点上固定孔所在的位置进行微调，以满足不规则外形的大部件吊装需求。纵梁的中部安装有可调整的起吊机构，可依据偏心大部件物理重心，沿着纵梁纵向进行移动。
通过对吊点、起吊机构及吊链的配合调整，可以满足对不同类型不规则外形大部件的吊装作业;通过B方向和C1、C2方向的调整，同时选取合适的吊链孔，可定位偏心大部件的物理重心，实现偏心大部件的可靠稳定吊装作业，实现了一种吊具可以完成尺寸不一样的多种大部件的吊装。该柔性化吊具能够平稳地完成铁路机车用多种外形尺寸大部件的吊装工作，具有较强的通用性。
3.2?超长部件用吊装工艺装备的研制
机车组装过程中，5种量产电力机车的中央管排和主电路预组装模块，都是十几米长的超长部件，为使部件被水平吊起，平稳安装，研制了一种可吊装15 m长的超长部件用的吊装工艺装备，其上装有多个可移动吊钩，可移动吊钩的位置和高度均可根据吊装部件上的吊点位置左右进行调节，从而保护吊装的管线路不受损坏，保证吊装和安装平稳。
5 结束语
在现代社会乃至未来社会当中，高速铁路将会进入大发展时代，而我国的机车企业所生产的产品质量和国外同行业之间相比，仍然存在着很大的差距。当前我国的柔性制造系统及相关技术应用不是十分的普遍，在国内普通机车车辆企业当中的应用，几乎可以说是空白。但柔性制造系统如果可以得到普遍应用，将会使我国企业的机床制造吊装水平上升到新水平，达到新的高度，从而为企业带来更大的经济效益，这些都是各企业应该追求的技术。
参考文献
[1]陈兴，顾加进，王化清.机车高价值零部件和工艺装备再制造应用与设想[J].金属加工（冷加工），2020(12):8-11.
[2]崔许.机车轴瓦再制造工艺与其性能研究[D].兰州交通大学，2020.