專利名稱：鋁合金車體側(cè)墻窗口加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種高速鋁合金車體側(cè)墻窗口加工工藝，屬于軌道客車制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的車體側(cè)墻窗口加工方案是將側(cè)墻撓度模型是在另外一個輔助的三維軟件中對三維模型進(jìn)行彎曲變形，按照變換的新模型對窗口自動編程，該三維軟件與自動編程軟件要近百萬。對于不同的車型、窗口類型，位置尺寸各不相同，對數(shù)控手工編程難度較大， 單件側(cè)墻窗口加工的手工編程要將近兩周時間，手工編程周期長，不利于快速實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種高速鋁合金車體側(cè)墻窗口加工工藝，目的是簡化加工編程工作， 降低制造成本，對于不同的車型可實現(xiàn)手工快速編程，提高生產(chǎn)效率，精簡編程人員數(shù)量。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鋁合金車體側(cè)墻窗口加工方法，其特征在于包括下列步驟(1)撓度模型建立根據(jù)已知撓度與車體長度計算出半徑，再由半徑導(dǎo)出各個窗口中心的理論撓度值；(2)采用測量補(bǔ)償工藝檢測誤差利用機(jī)床的測量功能，測得側(cè)墻實際彎曲數(shù)值與理論計算的彎曲數(shù)值的偏差，通過該偏差計算出窗口的實際撓度值與旋轉(zhuǎn)角度；(3)開發(fā)能自動補(bǔ)償誤差的加工程序?qū)崿F(xiàn)精確加工依據(jù)測量所得偏差修正理論計算的彎曲數(shù)值，并通過參數(shù)傳遞方式自動傳遞給機(jī)床加工程序，從而實現(xiàn)側(cè)墻窗口位置的精確加工。采用測量補(bǔ)償工藝檢測誤差是將窗口編號，窗口長度、寬度、圓角、位置參數(shù)化，并通過主程序控制，子程序控制測量點位置，計算理論撓度并執(zhí)行測量動作，根據(jù)測量結(jié)果計算該編號窗口的實際撓度與實際旋轉(zhuǎn)角度，改變主程序中每個窗口的位置編號和車體縱向的位置尺寸，再循環(huán)調(diào)用子程序，即可完成對整個側(cè)墻所有窗口的測量程序編制。開發(fā)能自動補(bǔ)償誤差的加工程序?qū)崿F(xiàn)精確加工是將窗口編號，窗口長度、寬度、圓角、位置參數(shù)化，并通過主程序控制，子程序?qū)⒓庸ぷ鴺?biāo)系平移至待加工窗口中心，按照測量補(bǔ)償計算實際旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，利用三坐標(biāo)聯(lián)動的方式加工該編號下的窗口，通過主程序控制位置，子程序控制動作，通過編寫每個側(cè)墻不同窗口的位置編號和車體縱向位置尺寸，即可迅速完成窗口加工程序的編制。本發(fā)明測量補(bǔ)償能夠完美的解決焊接變形與精確加工位置定義之間的矛盾，保證了產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)計要求的一致性。由于使用了側(cè)墻撓度值的理論計算與實際偏差分別補(bǔ)償，從而區(qū)分了撓度產(chǎn)生后窗口位置變化的系統(tǒng)因素和偶然因素，使測量時間大幅縮短，提高了生產(chǎn)效率。


圖1是不帶撓度側(cè)墻示意圖；圖2是窗口中心位置沿著側(cè)墻撓度呈弧形變化示意圖；圖3是窗口的形狀沿著撓度呈弧形變化的加工后成品側(cè)墻示意圖；圖4是側(cè)墻加工工裝平面圖；圖5是工裝斷面圖；圖6是撓度模型圖；圖7是加工程序流程圖。
具體實施例方式1、窗口在帶撓度的側(cè)墻上的分布方式對于高速動車組車體而言需要制造出類似于橋梁的弓形結(jié)構(gòu)的撓度來獲得更好的力學(xué)性能，因此車體在最后組焊成形前，底架、車頂、側(cè)墻這三大部件都必須制造出一定撓度，側(cè)墻是位于車體兩側(cè)的關(guān)鍵部件，由于結(jié)構(gòu)原因(側(cè)墻在截面最厚方向制造撓度，車
頂、底架則在截面最薄方向制造撓度)，側(cè)墻需要整體組焊后，再在帶撓度的側(cè)墻上加工窗□。參照圖1，為設(shè)計圖紙中所給出的側(cè)墻窗口示意圖，側(cè)墻不帶任何撓度。參照圖2，表示在帶撓度的側(cè)墻上對窗口位置做平移變化，每個窗口中心按照所在位置的不同撓度值向上平移不同的距離，使窗口中心位置沿著撓度呈弧形變化。參照圖3，表示在帶撓度的側(cè)墻上對窗口做旋轉(zhuǎn)變化，以每個窗口中心為旋轉(zhuǎn)中心，不同的窗口旋轉(zhuǎn)其相應(yīng)的角度(該角度在“4測量補(bǔ)償工藝”中給出)，使窗口的形狀沿著撓度呈弧形變化，即為窗口加工后的成品側(cè)墻。2、側(cè)墻加工工裝方案側(cè)墻加工采用專用的帶預(yù)置撓度的工裝，為避免干涉，上表面不設(shè)夾緊位置，夾緊方式采用靠近地板一側(cè)設(shè)定位塊，靠近車頂一側(cè)設(shè)雙銷定位螺桿的方式實現(xiàn)，利用夾緊表面的向下分力鎖定零件。參照圖4、圖5，為CRH3時速300km動車組項目中的帶撓度側(cè)墻加工工藝。圖4中 2為加工后的窗口，窗口的數(shù)量為10組，圖5中部位4為上窗帶，是測量撓度的基準(zhǔn)。窗口上邊緣與上窗帶面的距離為125。整個工裝方案如下(1)按照避開加工孔及避免工裝與機(jī)床主軸相干涉的原則，調(diào)整15根移動橫梁1 間距，在移動橫梁上安裝支撐梁7 ；(2)在支撐梁7上安裝支撐模塊5，支撐梁的一端安裝定位模塊3，另一端安裝壓緊模塊6，壓緊模塊6也可設(shè)計成液壓的形式，既可以實現(xiàn)上表面不設(shè)夾緊位置，又可以實現(xiàn)人工省力，縮短加工輔助時間，適合大批量生產(chǎn)。壓緊模塊與支撐梁為銷連接，互換性較好； 定位模塊3的厚度根據(jù)撓度值及移動橫梁間距確定，定位模塊厚度可按照以下方法得到①在AUTOCAD軟件中畫一條長為車體長度的水平線段；②在已畫線段的中點處的垂直方向畫高度為已知撓度的線段；③再根據(jù)三點圓的方式畫一段圓??；
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④根據(jù)支撐橫梁分布的位置等分①中的線段；⑤畫出等分點到③中圓弧的豎直線段；⑥量出⑤中所畫線段的長度，即為定位模塊間的相對厚度差，如果給定最厚的定位模塊的厚度為100mm，即可得到所有不同定位模塊的厚度，如下表
權(quán)利要求
1.一種鋁合金車體側(cè)墻窗口加工方法，其特征在于包括下列步驟(1)撓度模型建立根據(jù)已知撓度與車體長度計算出半徑，再由半徑導(dǎo)出各個窗口處的實際撓度值與窗口旋轉(zhuǎn)角度；(2)采用測量補(bǔ)償工藝檢測誤差利用機(jī)床的測量功能，測得側(cè)墻實際彎曲數(shù)值與理論計算的彎曲數(shù)值的偏差；(3)開發(fā)能自動補(bǔ)償誤差的加工程序?qū)崿F(xiàn)精確加工依據(jù)測量所得偏差修正理論計算的彎曲數(shù)值，并通過參數(shù)傳遞方式自動傳遞給機(jī)床加工程序，從而實現(xiàn)側(cè)墻窗口位置的精確加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車體側(cè)墻窗口加工方法，其特征在于采用測量補(bǔ)償工藝檢測誤差是將窗口編號，窗口長度、寬度、圓角、位置參數(shù)化，并通過主程序控制，子程序控制測量點位置，計算理論撓度并執(zhí)行測量動作，根據(jù)測量結(jié)果計算該編號下窗口的實際撓度與實際旋轉(zhuǎn)角度，通過改變主程序中每個窗口的位置編號和車體縱向的位置尺寸，再循環(huán)調(diào)用子程序，即可完成對整個側(cè)墻所有窗口的測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金車體側(cè)墻窗口加工方法，其特征在于開發(fā)能自動補(bǔ)償誤差的加工程序?qū)崿F(xiàn)精確加工是將窗口編號，窗口長度、寬度、圓角、位置參數(shù)化，并通過主程序控制，子程序?qū)⒓庸ぷ鴺?biāo)系平移至待加工窗口中心，按照測量補(bǔ)償計算實際旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，利用三坐標(biāo)聯(lián)動的方式加工該編號下的窗口，實現(xiàn)主程序控制位置，子程序控制動作，通過在主程序中編寫每個側(cè)墻不同窗口的位置編號和車體縱向位置尺寸，即可迅速完成窗口加工。
全文摘要
一種鋁合金車體側(cè)墻窗口加工方法，其特征在于撓度模型建立根據(jù)已知撓度與車體長度計算出半徑，再由半徑導(dǎo)出各個窗口中心的理論撓度值；采用測量補(bǔ)償工藝檢測誤差利用機(jī)床的測量功能，測得側(cè)墻實際彎曲數(shù)值與理論計算的彎曲數(shù)值的偏差，通過該偏差計算出窗口的實際撓度值與旋轉(zhuǎn)角度；開發(fā)能自動補(bǔ)償誤差的加工程序?qū)崿F(xiàn)精確加工依據(jù)測量所得偏差修正理論計算的彎曲數(shù)值，并通過參數(shù)傳遞方式自動傳遞給機(jī)床加工程序，從而實現(xiàn)側(cè)墻窗口位置的精確加工。本發(fā)明測量補(bǔ)償能夠完美的解決焊接變形與精確加工位置定義之間的矛盾，保證了產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)計要求的一致性。由于使用了側(cè)墻撓度值的理論計算與實際偏差分別補(bǔ)償，從而區(qū)分了撓度產(chǎn)生后窗口位置變化的系統(tǒng)因素和偶然因素，使測量時間大幅縮短，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號G05B19/19GK102354150SQ201110196719
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者朱藝海, 鮑洪陽 申請人:長春軌道客車股份有限公司