[发明专利]铝合金车体侧墙窗口加工方法

说明书

技术领域

本发明公开一种高速铝合金车体侧墙窗口加工工艺，属于轨道客车制造技术领域。

背景技术

传统的车体侧墙窗口加工方案是：将侧墙挠度模型是在另外一个辅助的三维软件中对三维模型进行弯曲变形，按照变换的新模型对窗口自动编程，该三维软件与自动编程软件要近百万。对于不同的车型、窗口类型，位置尺寸各不相同，对数控手工编程难度较大，单件侧墙窗口加工的手工编程要将近两周时间，手工编程周期长，不利于快速实现批量生产。

发明内容

本发明公开一种高速铝合金车体侧墙窗口加工工艺，目的是简化加工编程工作，降低制造成本，对于不同的车型可实现手工快速编程，提高生产效率，精简编程人员数量。

为实现上述目的，本发明提供一种铝合金车体侧墙窗口加工方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)挠度模型建立：根据已知挠度与车体长度计算出半径，再由半径导出各个窗口中心的理论挠度值；

(2)采用测量补偿工艺检测误差：利用机床的测量功能，测得侧墙实际弯曲数值与理论计算的弯曲数值的偏差，通过该偏差计算出窗口的实际挠度值与旋转角度；

(3)开发能自动补偿误差的加工程序实现精确加工：依据测量所得偏差修正理论计算的弯曲数值，并通过参数传递方式自动传递给机床加工程序，从而实现侧墙窗口位置的精确加工。

采用测量补偿工艺检测误差是将窗口编号，窗口长度、宽度、圆角、位置参数化，并通过主程序控制，子程序控制测量点位置，计算理论挠度并执行测量动作，根据测量结果计算该编号窗口的实际挠度与实际旋转角度，改变主程序中每个窗口的位置编号和车体纵向的位置尺寸，再循环调用子程序，即可完成对整个侧墙所有窗口的测量程序编制。

开发能自动补偿误差的加工程序实现精确加工是将窗口编号，窗口长度、宽度、圆角、位置参数化，并通过主程序控制，子程序将加工坐标系平移至待加工窗口中心，按照测量补偿计算实际旋转角度旋转坐标系，利用三坐标联动的方式加工该编号下的窗口，通过主程序控制位置，子程序控制动作，通过编写每个侧墙不同窗口的位置编号和车体纵向位置尺寸，即可迅速完成窗口加工程序的编制。

本发明测量补偿能够完美的解决焊接变形与精确加工位置定义之间的矛盾，保证了产品质量与设计要求的一致性。由于使用了侧墙挠度值的理论计算与实际偏差分别补偿，从而区分了挠度产生后窗口位置变化的系统因素和偶然因素，使测量时间大幅缩短，提高了生产效率。

附图说明

图1是不带挠度侧墙示意图；

图2是窗口中心位置沿着侧墙挠度呈弧形变化示意图；

图3是窗口的形状沿着挠度呈弧形变化的加工后成品侧墙示意图；

图4是侧墙加工工装平面图；

图5是工装断面图；

图6是挠度模型图；

图7是加工程序流程图。

具体实施方式

1、窗口在带挠度的侧墙上的分布方式

对于高速动车组车体而言需要制造出类似于桥梁的弓形结构的挠度来获得更好的力学性能，因此车体在最后组焊成形前，底架、车顶、侧墙这三大部件都必须制造出一定挠度，侧墙是位于车体两侧的关键部件，由于结构原因(侧墙在截面最厚方向制造挠度，车顶、底架则在截面最薄方向制造挠度)，侧墙需要整体组焊后，再在带挠度的侧墙上加工窗口。

参照图1，为设计图纸中所给出的侧墙窗口示意图，侧墙不带任何挠度。

参照图2，表示在带挠度的侧墙上对窗口位置做平移变化，每个窗口中心按照所在位置的不同挠度值向上平移不同的距离，使窗口中心位置沿着挠度呈弧形变化。

参照图3，表示在带挠度的侧墙上对窗口做旋转变化，以每个窗口中心为旋转中心，不同的窗口旋转其相应的角度(该角度在“4测量补偿工艺”中给出)，使窗口的形状沿着挠度呈弧形变化，即为窗口加工后的成品侧墙。

2、侧墙加工工装方案

侧墙加工采用专用的带预置挠度的工装，为避免干涉，上表面不设夹紧位置，夹紧方式采用靠近地板一侧设定位块，靠近车顶一侧设双销定位螺杆的方式实现，利用夹紧表面的向下分力锁定零件。

参照图4、图5，为CRH3时速300km动车组项目中的带挠度侧墙加工工艺。图4中2为加工后的窗口，窗口的数量为10组，图5中部位4为上窗带，是测量挠度的基准。窗口上边缘与上窗带面的距离为125。整个工装方案如下：

(1)按照避开加工孔及避免工装与机床主轴相干涉的原则，调整15根移动横梁1间距，在移动横梁上安装支撑梁7；