铁路货车侧梁自动钻铆一体工艺研究.pdf
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1、37冷热工艺文章编号:1 0 0 7-6 0 34(2 0 2 3)0 4-0 0 37-0 3D01:10.14032/j.issn.1007-6034.2023.04.010铁路货车侧梁自动钻铆一体工艺研究刘星,赵安林,陈文兴,袁宁,邹剑锋(中车长江运输设备集团科技开发分公司,湖北武汉4 30 2 1 2)摘要:通过以铁路货车产品敬车下侧梁为载体,应用智能化、数字化技术,研究相关钻铆一体核心工艺技术;制定下侧梁自动钻铆一体工艺技术方案,实现生产过程中上料、传送、定位夹紧、切割、钻铆、下料等工序自动化和智能化。相关钻铆技术及方案可扩展应用于铁路货车铆接结构的生产制造。关键词:铁路货车;下侧梁
2、;钻铆一体;自动化;智能化中图分类号:U260.9+2文献标识码:B目前,铁路货车产品铆接结构主要采用先钻孔后人工铆接的传统工艺,占用场地大,效率低、劳动强度高。为提升铁路货车铆接结构生产工艺技术水平、生产效率和铆接装配质量,降低劳动强度。基于铁路货车产品车下侧梁开展铁路货车快速钻铆一体工艺技术研究,研究相关核心工艺技术,制定自动钻铆一体工艺方案,实现侧梁的钻铆一体。1自动钻铆技术应用现状1.1国内外自动钻铆技术应用现状自动钻铆技术在航天军工应用较广泛,目前自动钻铆技术在航空制造领域已发展成能够完成定位、钻孔、送钉、铆接及检测功能一体的先进制造技术。国内外铆接装配技术几十年的应用证明,采用自动
3、钻铆技术后可以提高装配效率,并能节约安装成本、改善劳动条件,更主要的是能够确保安装质量,大大减少人为因素造成的缺陷。自动钻铆设备按结构形式分为龙门式自动钻铆系统、C形架自动钻铆系统以及机器人自动钻铆系统,自动钻铆系统相关应用1 如图1 所示,1.2国内铁路货车行业钻铆一体技术应用现状铁路货车产品铆接结构,孔的加工主要针对孔的数量及形状,采用钻床钻孔或其他加工方式,铆接时采用人工穿钉进行铆接,还未采用自动钻铆一体工艺。目前采用自动钻铆技术实现铆接结构部位钻孔和铆接是提高铆接部件装配质量和效率的有效途径,国内铁路货车自动钻铆一体技术未全面推广,在经济性、效率性、实用性、创新性、可推广性的基础上收稿
4、日期:2 0 2 2-0 6-1 0作者简介:刘星(1 9 8 3一),男,高级工程师,本科。C形架自动钻铆系统壁板自动钻铆系统龙门式自动钻铆系统机器人自动钻铆系统图1航空制造领域自动钻铆系统开展自动钻铆一体工艺研究2关键技术研究自动钻铆技术是集定位、钻孔、送钉、铆接及检测功能于一体的先进制造技术,为实现下侧梁自动钻铆一体,基于机器视觉等技术,开展机器人自动切割下料、自动定位钻孔、自动上料、铆接及自动收集切屑等关键工艺技术研究(1)自动切割下料基于机器人+机器视觉技术,机器人自动切割系统具备传感器定长切断和倒角功能,采用等离子切割机实现自动切割侧梁长度及端部坡口(2)自动定位钻孔基于快速自动钻
5、孔技术,钻孔专机采用可调式多轴器实现多孔同时加工,通过光电传感器定位、利用数控程序实现侧梁自动钻孔(3)自动上料、铆接基于机器人+机器视觉技术,负载机器人通过视觉相机定位,实现铆接件的自动抓取、安装、铆接。(4)自动收集切屑38机车车辆工艺第4 期2 0 2 3年8 月冷热工艺研究自动收集切屑技术,采用切屑输送线实现切割、钻孔过程中铁屑及切削液回收循环处理。3方案设计3.1方案设计输入(1)总体目标基于铁路货车下侧梁铆接结构及生产应用工况,开展钻铆关键工艺技术研究,制定下侧梁自动快速钻铆一体生产线技术方案,实现下侧梁下料、钻孔、铆接制造工艺一体。(2)应用工况电源:3相AC380V(50 1)
6、H z,电源的波动小于1 0%;工作温度:-5 4 5;气源压力:0.5 0.8 MPa;工作湿度:9 0%;(3)主要经济技术指标生产场地与原生产工艺相比减少近一半的作业面积;单班2 人操控;自动钻孔、铆接自动上料、拉铆;生产线节拍由2 0 min/件提升到1 0 min/件;(4)应用对象及工艺现状目前槽钢下侧梁主要采用人工下料、人工钻孔铆接;其工艺过程为:人工划线样板号孔一手工切割下料一切割坡口打磨一人工摇臂钻钻孔人工铆接,工序间采用天车转运。下侧梁人工下料钻铆工序配置人员9 人(未包括天车工),生产节拍为2 0 min。其中切割下料工序5人,节拍为1 5min/件;钻孔工序2 人,节拍
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