伍豪杰，姜 鐸，匡小月，尹相斌，鐘昌霞，黃 成

(1.中車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司，湖南 株洲 412000；2.長(zhǎng)沙中車智馭新能源科技有限公司，長(zhǎng)沙 410000)

為了增大客車車內(nèi)空間，現(xiàn)在企業(yè)都在考慮將一些器件安裝在車頂上。常見的有頂置空調(diào)、頂置動(dòng)力電池箱、頂置氣瓶等?？蛙囓図斊骷陌惭b，目前大都是采用固定螺栓預(yù)埋工藝[1-3]，此工藝存在螺栓焊接性差,易出現(xiàn)脆裂、螺栓垂直度不易保證、固定螺栓預(yù)埋后位置不易調(diào)整等問(wèn)題。因此,對(duì)客車車頂器件的固定螺栓預(yù)埋工藝進(jìn)行改進(jìn)顯得尤為必要。

1 現(xiàn)行工藝分析

目前我司客車頂置空調(diào)、頂置動(dòng)力電池箱、頂置氣瓶等車頂器件的裝配工藝流程：①在焊裝車間通過(guò)焊接將固定螺栓預(yù)埋固定在頂蓋埋鐵上；②在總裝將頂置空調(diào)、動(dòng)力電池箱上的安裝孔對(duì)準(zhǔn)事先預(yù)埋的固定螺栓后放下；③擰緊安裝螺母。

目前的固定螺栓預(yù)埋工藝示意圖如圖1所示。此種固定方式存在以下問(wèn)題：

圖1 固定螺栓預(yù)埋結(jié)構(gòu)改進(jìn)前示意圖

1) 由于頂蓋上使用的螺栓等級(jí)一般為10.9 級(jí)或12.9 級(jí)，這兩種等級(jí)的螺栓材質(zhì)分別為Cr 鋼和Cr-Mo系鋼，兩者均為中碳調(diào)質(zhì)鋼，中碳調(diào)質(zhì)鋼焊接性差。因此，螺栓在焊接過(guò)程中常見的問(wèn)題有：焊接時(shí)焊縫出現(xiàn)熱裂紋、焊接時(shí)焊縫出現(xiàn)淬硬性和冷裂紋、焊接時(shí)焊縫與熱影響區(qū)的脆化與軟化[4-7]。

2) 螺栓垂直度不易保證，焊歪矯正時(shí)螺栓易發(fā)生斷裂[8]。

3) 安裝頂置空調(diào)、頂置動(dòng)力電池箱、頂置氣瓶托架等車頂器件時(shí)，若孔位出現(xiàn)偏差，而由于固定螺栓是焊接預(yù)埋固定的，無(wú)法對(duì)螺栓的位置或角度進(jìn)行調(diào)整，將導(dǎo)致無(wú)法裝配到位。

2 工藝改進(jìn)

頂置固定螺栓需要進(jìn)行焊接預(yù)埋固定，主要是為了在進(jìn)行緊固安裝螺母時(shí)螺栓不出現(xiàn)“打轉(zhuǎn)”的現(xiàn)象，因此，預(yù)埋焊接固定的實(shí)際作用就是“限位”?；诖耍O(shè)計(jì)一種“C型槽+異形螺栓”的固定方式，其中C型槽為普通碳鋼材質(zhì)，采用折彎?rùn)C(jī)折彎成型，其開口尺寸誤差控制在正公差1～2 mm以內(nèi)，結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示；異形螺栓頭為方形，結(jié)構(gòu)如圖2(b)所示。

(a) C型槽 (b) 異形螺栓

C型槽和異形螺栓組合后的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所。組合后C型槽起著“限位”的作用，預(yù)埋固定時(shí)在C型槽上施焊，避免了在固定螺栓上施焊。C型槽采用普通碳鋼，焊接性可靠。在C型槽及異形螺栓設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)裝配過(guò)程中實(shí)際公差需求，通過(guò)調(diào)整C型槽的深度可改變異形螺栓的偏轉(zhuǎn)角度α，來(lái)吸收車頂器件安裝孔、固定螺栓位置度的偏差，從而實(shí)現(xiàn)了固定螺栓相對(duì)可調(diào)，對(duì)固定螺栓的垂直度不再有要求，降低了焊裝作業(yè)難度的效果。同時(shí)固定螺栓的相對(duì)可調(diào)也降低了總裝裝配時(shí)的作業(yè)難度。

圖3 固定螺栓預(yù)埋結(jié)構(gòu)改進(jìn)后示意圖

3 結(jié)束語(yǔ)

C型槽及異形螺栓的設(shè)計(jì)避免了直接在固定螺栓上施焊，解決了螺栓與普通碳鋼之間焊接性差的問(wèn)題，且不再需要控制固定螺栓的垂直度，大大降低了焊裝的作業(yè)難度。同時(shí)，固定螺栓的位置和角度由原來(lái)的不可調(diào)變成可調(diào)，也方便了總裝的裝配作業(yè)。目前這種工藝已被廣泛應(yīng)用。