一种车架大型箱型梁的制作方法与流程

1.本发明属于箱型梁制作技术领域，具体涉及一种车架大型箱型梁的制作方法。


背景技术：

2.一种大型车架箱型梁长度约24810mm，最大截面为950*900mm，最小截面为340*900mm，最大板厚40mm，重约20吨，属于变截面箱型梁，即鱼腹梁形式箱型梁，如图9所示。箱型梁挠度要求为40-50mm，旁弯≯5mm，直线度≯5mm。车间现有箱型梁制作工装尺寸为200*300*16000，常规的箱型梁板厚是10-20mm之间，挠度值大约在10-25mm之间，挠度制作方法主要是依靠车架焊接变形来实现的。现有的制作方法存在以下问题：一是焊接量大、焊接变形控制困难；二是箱型梁刚度大，挠度要求值大，挠度制作困难。针对现有技术存在的问题，因此提出改进。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题：提供一种车架大型箱型梁的制作方法，本发明主要目的在于解决鱼腹式大型箱型梁的焊接量大、焊接变形控制困难，箱型梁刚度大，挠度要求值大，挠度制作困难的问题。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案：
5.一种车架大型箱型梁的制作方法，该所述箱型梁是由两个立板、一个下盖板、一个上盖板和多个隔板组焊而成；具体包括以下步骤：
6.(1)工装准备：制作多个侧定位工装，多个上支撑工装和两个下支撑工装，并准备多个垫块、多个压块、多个侧定位千斤顶、多个上定位千斤顶和各种规格的垫板；
7.(2)下料：按照立板、下盖板、上盖板和隔板的图纸要求尺寸下料，所述立板在下料时其中间部位预制挠度；
8.(3)下盖板挠度制作：在工作平台上左侧均布呈一排固定多个侧定位工装，所述下盖板一长边紧靠左侧的多个侧定位工装，所述下盖板两端下部通过下支撑工装支撑，所述下盖板中部通过多个不同规格的垫板垫起相应高度与立板挠度匹配来制作挠度，所述下盖板中部两端的两个均通过压块压紧；
9.(4)立板、下盖板和隔板组焊：调整左侧的侧定位工装的直线度和垂直度，以左侧的侧定位工装为基准，结合垫块对左侧的立板和隔板进行定位，点固左侧的立板和隔板，使用直角尺保证立板和隔板的垂直度≯1mm；然后以隔板和下盖板定位右侧的立板，通过右侧的多个侧定位工装和侧定位千斤顶对右侧的立板压紧保证立板垂直度和两立板的开档尺寸，点固右侧的立板和隔板，点固隔板的时候从中间往两边点固；
10.(5)箱型梁内侧焊缝焊接：箱型梁保持上个工序的位置不变，隔板与立板的焊缝采用立焊焊接，焊接顺序是同时从中间向两边焊接；
11.(6)上盖板点固：使用天车将上盖板吊装至箱型梁上后，微调前后左右尺寸至图纸要求，上盖板与立板间隙≥3mm时，使用上定位千斤顶与上支撑工装进行压紧，然后从车架
中间向两边进行点固；
12.(7)箱型梁外侧焊缝焊接：将一侧的侧定位工装拆除，使用天车将箱型梁翻转90
°
，四人同时从车架中间向两端焊接，采用多层连续焊接，每一层焊道焊接完成后及时清理焊渣及表面飞溅物；
13.(8)打磨：焊后整理打磨清理焊渣、飞溅。
14.上述步骤(2)中，所述立板下料时预制挠度数值为50mm，挠度制作范围为与下盖板配合的中间直线段处。
15.上述步骤(2)中，所述立板、下盖板和上盖板分别是由三件板材拼接而成；其中，为防止拼接处产生折弯变形，所述下盖板和上盖板采用40mm厚板材拼接，按照少焊多翻面的焊接方式完成；所述立板采用20mm常规板材拼接，拼接处使用侧定位工装和上支撑工装结合上定位千斤顶以及压块压紧。
16.上述步骤(3)中，所述下盖板一边靠紧侧定位工装以保证直线度，以下盖板中心为基准，下盖板中心和距离中心2500mm、5000mm处分别垫30*900mm的垫板，厚度分别为50mm、42mm和22mm；在下盖板折弯处的a、b点，使用压块将下盖板与平台压紧，防止下盖板引起箱型梁变形。
17.上述步骤(1)中，每个所述侧定位工装包括两个竖直设立的立柱，两个所述立柱下端通过下横梁连接，两个所述立柱上端通过上横梁连接，两个所述立柱之间通过斜梁连接，所述立柱内部通过筋板加强连接；所述立柱上端设有用于上支撑工装端部穿过对其进行定位的孔。
18.上述步骤(1)中，所述上支撑工装是由两根槽钢对称相扣连接而成，所述两根槽钢之间通过内筋板连接。
19.上述步骤(1)中，所述下支撑工装括相互平行且上下对应的上下盖板，所述上下盖板之间通过多个支撑筋连接。
20.本发明与现有技术相比的优点：
21.本方案针对大型车架箱型梁的制作中焊接变形控制和挠度制作的两大难点，在箱型梁制作过程中制作方便性的工装即侧定位工装，上支撑工装和下支撑工装，严格要求物料质量、拼装间隙，优化焊接参数和焊接顺序来保证此箱型梁的成品符合图纸要求，解决在轨道车、大型养路机械上广泛应用的大挠度、大型箱型梁制作困难的问题，保证产品质量。此箱型梁的制作成功提高了车间工人的操作水平，丰富了工艺人员和车间工人的现场经验，为后续其他大型钢构制作奠定基础。
附图说明
22.图1为本发明的工艺流程图；
23.图2为本发明中侧定位工装的主视图；
24.图3为本发明中侧定位工装的左视图；
25.图4为本发明中侧定位工装的俯视图；
26.图5为本发明中下支撑工装的主视图；
27.图6为本发明中下支撑工装的俯视图；
28.图7为本发明中上支撑工装的主视图；
29.图8为本发明中上支撑工装的左视图；
30.图9为本发明中立板的下料示意图；
31.图10为本发明中上下盖板的拼接焊缝焊接顺序图；
32.图11为本发明中立板拼接焊缝焊接顺序图；
33.图12为本发明中下盖板的挠度制作示意图；
34.图13为本发明组焊过程主视图；
35.图14为本发明组焊过程俯视图；
36.图15为本发明图14中的b-b向结构示意图；
37.图16为本发明中箱型梁内侧焊缝焊接顺序示意图；
38.图17为本发明中箱型梁外侧焊缝焊接顺序示意图。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
41.请参阅图1-17，详述本发明的实施例。
42.一种车架大型箱型梁的制作方法，本实施例是以一大型车架箱型梁长度约24810mm，最大截面为950*900mm，最小截面为340*900mm，最大板厚40mm，重约20吨，属于变截面箱型梁，即鱼腹梁形式箱型梁为例进行说明。该所述箱型梁的结构是由两个立板1、一个下盖板2、一个上盖板3和多个隔板4组焊而成。箱型梁制作工艺流程参阅图1所示，具体包括以下步骤：
43.(1)工装准备：制作多个侧定位工装5，多个上支撑工装6和两个下支撑工装7，并准备多个垫块8、多个压块9、多个侧定位千斤顶10、多个上定位千斤顶11和各种规格的垫板12。
44.根据使用的t型平台及现场情况设计制作侧定位工装5、下支撑工装7、上支撑工装6。
45.具体参阅图2-4所示，每个所述侧定位工装5包括两个竖直设立的立柱5-1，两个所述立柱5-1下端通过下横梁5-4连接，两个所述立柱5-1上端通过上横梁5-2连接，两个所述立柱5-1之间通过斜梁5-3连接，所述立柱5-1内部通过筋板5-5加强连接；所述立柱5-1上端设有用于上支撑工装6端部穿过对其进行定位的孔。
46.具体参阅图7-8所示，所述上支撑工装6是由两根槽钢6-1对称相扣连接而成，所述两根槽钢6-1之间通过内筋板6-2连接。
47.具体参阅图5-6所示，所述下支撑工装7包括相互平行且上下对应的上下盖板7-1，
所述上下盖板7-1之间通过多个支撑筋7-2连接。
48.(2)下料：按照立板1、下盖板2、上盖板3和隔板4的图纸要求尺寸下料，所述立板1在下料时其中间部位预制挠度；所述立板1下料时预制挠度数值为50mm，挠度制作范围为与下盖板2配合的中间直线段处，参见图9阴影部分。
49.由于本实施例总箱型梁长度超过24000mm，限制于采购板材的长度限制(12000mm)，每个立板、盖板都是由板材拼接而成。拼接后的立板、盖板质量直接影响梁箱型梁的成型质量。因此，在盖板、立板拼接时为防止拼接处产生折弯变形，要求：所述立板1、下盖板2和上盖板3分别是由三件板材拼接而成，所述下盖板2和上盖板3采用40mm厚板材拼接，严格按照焊接顺序进行焊接，按照少焊多翻面的焊接方式完成，严禁一次性焊完，焊接顺序如10所示。所述立板1采用20mm常规板材拼接，拼接时按照图11焊接顺序完成，拼接处使用侧定位工装5和上支撑工装6结合上定位千斤顶11以及压块9压紧。
50.(3)下盖板2挠度制作：在工作平台上左侧均布呈一排固定多个侧定位工装5，所述下盖板2一长边紧靠左侧的多个侧定位工装5，所述下盖板2两端下部通过下支撑工装7支撑，所述下盖板2中部通过多个不同规格的垫板12垫起相应高度与立板1挠度匹配来制作挠度，所述下盖板2中部两端的两个均通过压块9压紧。
51.本实施例中，所述下盖板2一边靠紧侧定位工装5以保证直线度，以下盖板2中心为基准，下盖板2中心和距离中心2500mm、5000mm处分别垫30*900mm的垫板12，厚度分别为50mm、42mm和22mm，共五处，如图12所示；在下盖板2折弯处的a、b点，要求使用压块9将下盖板2与平台压紧，防止下盖板引起箱型梁变形。
52.(4)立板1、下盖板2和隔板4组焊：调整左侧的侧定位工装5的直线度和垂直度，以左侧的侧定位工装5为基准，结合垫块8对左侧的立板1和隔板4进行定位，点固左侧的立板1和隔板4，使用直角尺保证立板1和隔板4的垂直度≯1mm；然后以隔板4和下盖板2定位右侧的立板1，通过右侧的多个侧定位工装5和侧定位千斤顶10对右侧的立板1压紧保证立板垂直度和两立板的开档尺寸，点固右侧的立板1和隔板4，点固隔板4的时候从中间往两边点固；制作过程如图13-15所示。
53.(5)箱型梁内侧焊缝焊接：为防止翻转变形，箱型梁保持上个工序的位置不变，隔板4与立板1的焊缝采用立焊焊接，焊接顺序是两个电焊工同时从中间向两边焊接；箱型梁内侧焊缝焊接顺序如图16所示。
54.(6)上盖板3点固：使用天车将上盖板3吊装至箱型梁上后，微调前后左右尺寸至图纸要求，上盖板3与立板1间隙≥3mm时，使用上定位千斤顶11与上支撑工装6进行压紧，然后从车架中间向两边进行点固；
55.(7)箱型梁外侧焊缝焊接：将一侧的侧定位工装5拆除，使用天车将箱型梁翻转90
°
，四人同时从车架中间向两端焊接，采用多层连续焊接，每一层焊道焊接完成后及时清理焊渣及表面飞溅物。
56.按照图17所示焊接顺序进行焊接，须待焊缝温度冷却至室温后方可进行翻转。严禁一侧焊缝焊接完全焊完再焊另一侧。
57.(8)打磨：焊后整理打磨清理焊渣、飞溅。
58.本发明针对大型车架箱型梁的制作中焊接变形控制和挠度制作的两大难点，在箱型梁制作过程中制作方便性工装，严格要求物料质量、拼装间隙，优化焊接参数和焊接顺序
来保证此箱型梁的成品符合图纸要求，解决在轨道车、大型养路机械上广泛应用的大挠度、大型箱型梁制作困难的问题；此箱型梁的制作成功提高了车间工人的操作水平，丰富了工艺人员和车间工人的现场经验，为后续其他大型钢构制作奠定基础。
59.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
60.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种车架大型箱型梁的制作方法，其特征在于：该所述箱型梁是由两个立板(1)、一个下盖板(2)、一个上盖板(3)和多个隔板(4)组焊而成；具体包括以下步骤：(1)工装准备：制作多个侧定位工装(5)，多个上支撑工装(6)和两个下支撑工装(7)，并准备多个垫块(8)、多个压块(9)、多个侧定位千斤顶(10)、多个上定位千斤顶(11)和各种规格的垫板(12)；(2)下料：按照立板(1)、下盖板(2)、上盖板(3)和隔板(4)的图纸要求尺寸下料，所述立板(1)在下料时其中间部位预制挠度；(3)下盖板(2)挠度制作：在工作平台上左侧均布呈一排固定多个侧定位工装(5)，所述下盖板(2)一长边紧靠左侧的多个侧定位工装(5)，所述下盖板(2)两端下部通过下支撑工装(7)支撑，所述下盖板(2)中部通过多个不同规格的垫板(12)垫起相应高度与立板(1)挠度匹配来制作挠度，所述下盖板(2)中部两端的两侧均通过压块(9)压紧；(4)立板(1)、下盖板(2)和隔板(4)组焊：调整左侧的侧定位工装(5)的直线度和垂直度，以左侧的侧定位工装(5)为基准，结合垫块(8)对左侧的立板(1)和隔板(4)进行定位，点固左侧的立板(1)和隔板(4)，使用直角尺保证立板(1)和隔板(4)的垂直度≯1mm；然后以隔板(4)和下盖板(2)定位右侧的立板(1)，通过右侧的多个侧定位工装(5)和侧定位千斤顶(10)对右侧的立板(1)压紧保证立板垂直度和两立板的开档尺寸，点固右侧的立板(1)和隔板(4)，点固隔板(4)时从中间往两边点固；(5)箱型梁内侧焊缝焊接：箱型梁保持上个工序的位置不变，隔板(4)与立板(1)的焊缝采用立焊焊接，焊接顺序是同时从中间向两边焊接；(6)上盖板(3)点固：使用天车将上盖板(3)吊装至箱型梁上后，微调前后左右尺寸至图纸要求，上盖板(3)与立板(1)间隙≥3mm时，使用上定位千斤顶(11)与上支撑工装(6)进行压紧，然后从车架中间向两边进行点固；(7)箱型梁外侧焊缝焊接：将一侧的侧定位工装(5)拆除，使用天车将箱型梁翻转90
°
，四人同时从车架中间向两端焊接，采用多层连续焊接，每一层焊道焊接完成后及时清理焊渣及表面飞溅物；(8)打磨：焊后整理打磨清理焊渣、飞溅。2.根据权利要求1所述的一种车架大型箱型梁的制作方法，其特征在于：上述步骤(2)中，所述立板(1)下料时预制挠度数值为50mm，挠度制作范围为与下盖板(2)配合的中间直线段处。3.根据权利要求1所述的一种车架大型箱型梁的制作方法，其特征在于：上述步骤(2)中，所述立板(1)、下盖板(2)和上盖板(3)分别是由三件板材拼接而成；其中，为防止拼接处产生折弯变形，所述下盖板(2)和上盖板(3)采用40mm厚板材拼接，按照少焊多翻面的焊接方式完成；所述立板(1)采用20mm常规板材拼接，拼接处使用侧定位工装(5)和上支撑工装(6)结合上定位千斤顶(11)以及压块(9)压紧。4.根据权利要求1所述的一种车架大型箱型梁的制作方法，其特征在于：上述步骤(3)中，所述下盖板(2)一边靠紧侧定位工装(5)以保证直线度，以下盖板(2)中心为基准，下盖板(2)中心和距离中心2500mm、5000mm处分别垫30*900mm的垫板(12)，厚度分别为50mm、42mm和22mm；在下盖板(2)折弯处的a、b点，使用压块(9)将下盖板(2)与平台压紧，防止下盖板引起箱型梁变形。
5.根据权利要求1所述的一种车架大型箱型梁的制作方法，其特征在于：上述步骤(1)中，每个所述侧定位工装(5)包括两个竖直设立的立柱(5-1)，两个所述立柱(5-1)下端通过下横梁(5-4)连接，两个所述立柱(5-1)上端通过上横梁(5-2)连接，两个所述立柱(5-1)之间通过斜梁(5-3)连接，所述立柱(5-1)内部通过筋板(5-5)加强连接；所述立柱(5-1)上端设有用于上支撑工装(6)端部穿过对其进行定位的孔。6.根据权利要求1所述的一种车架大型箱型梁的制作方法，其特征在于：上述步骤(1)中，所述上支撑工装(6)是由两根槽钢(6-1)对称相扣连接而成，所述两根槽钢(6-1)之间通过内筋板(6-2)连接。7.根据权利要求1所述的一种车架大型箱型梁的制作方法，其特征在于：上述步骤(1)中，所述下支撑工装(7)包括相互平行且上下对应的上下盖板(7-1)，所述上下盖板(7-1)之间通过多个支撑筋(7-2)连接。

技术总结
提供一种车架大型箱型梁的制作方法，属于箱型梁制作技术领域。该箱型梁是由两个立板、一个下盖板、一个上盖板和多个隔板组焊而成；具体包括以下步骤：工装准备；下料：立板在下料时其中间部位预制挠度；下盖板挠度制作；立板、下盖板和隔板组焊；箱型梁内侧焊缝焊接；上盖板点固；箱型梁外侧焊缝焊接；打磨。本发明在箱型梁制作过程中制作方便性工装，严格要求物料质量、拼装间隙，优化焊接参数和焊接顺序来保证此箱型梁的成品符合图纸要求，解决在轨道车、大型养路机械上广泛应用的大挠度、大型箱型梁制作困难的问题，提高了车间工人的操作水平。平。平。


技术研发人员：李敏 朱红军 申志军 陈兴 赵岩 李继耀
受保护的技术使用者：宝鸡中车时代工程机械有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/9