第１期２０２０年１月组合机床与自动化加工技术
法国国庆日ＭｏｄｕｌａｒＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｎｏ.１Ｊａｎ.２０２０
上下五千年故事>财务管理内容文章编号:１００１－２２６５(２０２０)０１－０１４８－０４㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１３４６２/ｊ.ｃｎｋｉ.ｍｍｔａｍｔ.２０２０.０１.０３６
收稿日期:２０１９－０２－１５ꎻ修回日期:２０１９－０４－１８
作者简介：田仁勇(１９８９ )ꎬ男ꎬ辽宁鞍山人ꎬ中车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师ꎬ硕士ꎬ研究方向为等离子－ＭＡＧ复合焊工艺ꎬ(Ｅ－
ｍａｉｌ)ｔｒｙｔｉａｎｒｅｎｙｏｎｇ＠１６３.ｃｏｍꎮ
轨道车辆转向架横梁非常规焊缝自动打磨系统
及工艺研究
南充阆中古城
田仁勇ꎬ李亚南ꎬ郭小玉ꎬ吴向阳
(中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程部ꎬ山东青岛㊀２６６０００)
摘要：针对人工打磨轨道车辆转向架构架横梁非常规焊缝存在劳动强度大㊁质量低等问题ꎬ设计了一种轨道车辆转向架构架横梁非常规焊缝自动打磨系统ꎬ使用恒力控制装置(ＡＦＤ)以控制打磨压力ꎬ使用激光扫描模块以确定焊缝的位置㊁高度等必要的打磨工艺信息ꎬ设计新的打磨刀具以便于机器人能够更好地对燕尾区及环形焊缝实施打磨作业ꎬ根据转向架构架横梁非常规焊缝的特点制定合理的打磨工艺ꎮ通过打磨实验ꎬ证明了所设计的轨道车辆转向架构架横梁非常规焊缝自动打磨系统的优越性以及打磨工艺的合理性ꎮ
关键词：轨道车辆转向架构架ꎻ非常规焊缝ꎻ自动打磨系统中图分类号:ＴＨ１６２ꎻＴＧ５０６㊀㊀㊀文献标识码:Ａ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｕｔｏｍａｔｉｃＧｒｉｎｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍａｎｄＧｒｉｎｄｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｆ
ＵｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＷｅｌｄｏｆＲａｉｌＶｅｈｉｃｌｅＢｏｇｉｅｓＦｒａｍｅＴＩＡＮＲｅｎ￣ｙｏｎｇꎬＬＩＹａ￣ｎａｎꎬＧＵＯＸｉａｏ￣ｙｕꎬＷＵＸｉａｎｇ￣ｙａｎｇ退休欢送词
(ＴｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔꎬＣＲＲＣＱｉｎｇｄａｏＳｉｆａｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈａｔｔｈｅｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｉｔｙｗｅｌｄｇｒｉｎｄｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒａｉｌｖｅｈｉｃｌｅｂｏｇｉｅｓｆｒａｍｅｉｓｐｏｏｒꎬｌａｂｏｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｓｔｏｏｈｉｇｈꎬａｎｄꎬＡｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｉｔｙｗｅｌｄｇｒｉｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｒａｉｌｖｅｈｉｃｌｅｂｏｇｉｅｆｒａｍｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄꎬａｎａｃｔｉｖｅｃｏｍｐｌｉａｎｃｅｆｏｒｃｅｄｅｖｉｃｅ(ＡＦＤ)ｉｓｕｓｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｅｓ￣ｓｕｒｅꎬａｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｍｏｄｕｌｅｉｓｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｕｃｈａｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｗｅｌｄ.Ａｎｅｗｇｒｉｎｄｉｎｇｔｏｏｌｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏａｌｌｏｗｔｈｅｒｏｂｏｔｔｏｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｄｏｖｅｔａｉｌａｒｅａａｎｄｔｈｅｒｉｎｇｗｅｌｄꎬａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃ￣ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｗｅｌｄｏｆｔｈｅｆｒａｍｅ.Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｂｙｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｔｈｅｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｒａ
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郑州工业学院０㊀引言
轨道车辆转向架在车辆运行过程中承受安装部件的工作载荷㊁制动㊁牵引和惯性力ꎬ是轨道车辆中最为关键的承载与传力部件之一ꎬ对行车安全起着至关重要的作用[１]ꎮ其大部分结构都是由钢板焊接而成ꎬ易造成应力集中而使焊缝处产生疲劳破坏ꎮ目前在生产中ꎬ大多数情况下采用对焊缝进行打磨来消除构架中因堆焊焊缝而引起的应力集中ꎮ按转向架产品设计要求ꎬ打磨后的焊缝表面需平整且断面轮廓尺寸符合结构设计要求ꎬ达到产品质量一致ꎬ这导致大量的焊后打磨工作ꎮ转向架焊缝打磨的方式主要为人工打磨ꎬ不仅打磨质量难以保证ꎬ而且因其作业时间长㊁劳动强度大ꎬ已成为转向架焊接构架生产过程中的瓶颈工
序[２￣５]ꎮ
现有的自动打磨系统用于转向架横梁㊁侧梁组成的粗磨ꎬ其采用砂带作为打磨工具实现了转向架横梁㊁侧梁组成平焊缝的粗磨ꎮ但其无法解决狭小空间内焊缝及曲面㊁燕尾㊁切面焊缝自动打磨的问题[６￣７]ꎮ
为此ꎬ本文在此基础上ꎬ重点研究转向架构架横梁结构中燕尾㊁环形等非常规焊缝的自动打磨方案ꎬ扩大自动打磨范围ꎬ提高焊缝打磨后表面的一致性ꎬ实现横梁打磨工序自动化作业ꎬ减少人工作业时间ꎮ
送你离开千里之外１㊀打磨对象及工艺要求分析
１.１㊀打磨对象分析
轨道车辆转向架构架主要是由钢材焊接而成ꎬ按生产要求需将焊缝进行打磨工艺处理ꎮ转向架构架焊
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