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[摘 要]本文主要表述了新一代高速动车组铝合金车体在制造过程中，通过工艺策划及工艺创新实现利用工装的快速换模，以最低的成本和最高的效率满足不同平台不同动车组项目的铝合金车体总组成的生产需求，为公司可以在不增加场地及资源的情况下实现不同平台的动车组项目铝合金车体制造的快速切换，提高了铝合金车体的生产能力。
[关键词]高速动车组 快速换模 成本效率
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0375-01
1. 研究目的
目前公司拥有CRH380B、CRH5A、CRH3A、混合动力以及中国标准350km/h动车组等多种型号动车组。面对如此多的成熟项目及研发试制项目，在生产任务重资源紧张的情况下通过工艺方法改进，优化工装结构，实现多个成熟项目及研发项目的快速切换，满足多种车型的交叉生产制造，完成公司的生产任务，在研发新车型的同时兑现公司的生产经营目标[1]。
2. 国内外现状
目前国内外轨道车辆制造企业在铝合金车体制造过程，需要使用大量的组焊夹具，以防止铝合金在焊接时的变形，保证产品的尺寸[2]。但工装存在生产周期长，制造成本高，占用场地资源，不易运输等问题[3]。
3. 研究内容
3.1 工装结构设计及改进
针对不同项目的动车组铝合金车体产品结构的分析，以CRH380B型动车组车体总组成组焊夹具为基础，通过对工装结构的设计及改进，改变工装定位销、支撑、下拉装置位置、车体外定位卡紧装置以实现CRH380B型动车组、CRH380B非高寒简统、CRH380B高寒简统、CRH3A项目、CRH5型车项目以及中国标准350km/h动车组等不同项目车体总组成组焊夹具的快速切换。
3.2 工艺方法优化及改进
通过对不同高速动车组项目铝合金车体总组成的工艺方法进行分析及总结，找出不同项目工艺方法的共同点、差异点以及差异点中的优缺点，对工艺方法进行优化及改进，为谱系化高速动车组铝合金车体总组成组焊夹具在不同平台下快速切换提供依据。
4. 试验过程
4.1 CRH380B型动车组向CRH380B型非高寒简统型动车组快速切换
由于以CRH380B型动车组总组成组焊夹具为基础，而CRH380B型非高寒简统型动车组较CRH380B型动车组车体总长度增加了250mm，同时车体一位端增加了小侧墙结构以及裙板与端墙平面平齐等变化，因此需要将工装进行调整，满足车体合成组焊要求：
（1）总组成组焊夹具的所有支撑延长度方向进行调整，使支撑均匀分布；
（2）一、二位端端部横向支撑各延长度方向移动125mm；
（3）在端墙与侧墙之间安装连接板的间隙处增加端部下拉装置，然而CRH380B型非高寒简统型动车组裙板与端墙平面平齐，无法再使用此下拉装置。经过研究结构及工艺方法创新，重新设计端部下拉装置，在端墙与侧墙之间连接板间隙处。
4.2 CRH380B型高寒简统型动车组向中国标准350km/h动车组研发项目快速切换
经过与现有生产的CRH380B型动车组铝合金车体对比，发现中国标准350km/h动车组车体总长较CRH380B简统型动车组长500mm，总长为25000mm，最宽为3360mm，相比CRH380B简统型动车组宽103mm，转向架中心间距为17800mm，因此做如下调整：
（1）调整总组成组焊夹具的定位销，调整后使定位销间距为17800mm，满足中国标准350km/h动车组的定位，图5所示为总组成组焊夹具定位销及转向架预钻孔；
（2）调整总组成组焊夹具的支撑宽度向外调整103mm，按车体总长均匀分布，并预制挠度；
（3）由于中国标准350km/h动车组没有小侧墙结构，与CRH380B型动车组结构相似，但是裙板与端面平齐，因此端部下拉采用与CRH5型车类似下拉装置，从门口增加下拉横梁，如图6所示CRH5型车端部下拉装置。
4.3 CRH380B型动车组向CRH5型动车组项目快速切换
由于CRH3型车与CRH5型车在车体结构上有较大不同，在制造工艺上同样存在差异，因此对于工装的调整相对复杂，但经过对比分析，具体做出如下调整即可实现由CRH3型车向CRH5型车车体组成工裝快速切换：
（1）车体底架定位销的调整。CRH3型车底架定位是通过工装自带的定位销与底架边梁预制的定位孔相互配合，在底架一位侧及二位侧靠近端部处各一个定位销。而CRH5型车底架没有预制的定位孔，利用枕梁块孔安装定位销，与工装本身的定位孔相互配合，将底架定位。根据此定位方法不同，需将CRH3型车车体组成组焊夹具的定位销更换为定位孔，并调整定位孔位置，满足CRH5型车的使用。
（2）增加车体外定位卡紧装置。由于CRH3型车是通过内部对角线顶针及横向拉杆定位车体外形、宽度及高度，而CRH5型车则是通过车体外定位卡紧装置来实现的。因此需根据不同车型的窗口位置，增加车体外定位卡紧装置，如图7所示CRH5型车车体外定位卡紧装置。但是车体外定位卡紧装置会对自动焊焊机轨道发生干涉，因此还需要将轨道升高，避免与外定位卡紧装置干涉。
（3）增加端墙夹紧装置。CRH3型车车体组成的制造工艺流程首先定位底架，其次组对侧墙，再组对车顶，最后组对端墙，端墙与车体通过连接板连接。而CRH5型车车体组成的制造工艺流程与CRH3型车大致相同，同样首先定位底架，其次组对侧墙，再组对端墙，最后组对车顶，端墙与车体通过端角柱进行连接，并且CRH3型车与CRH5型车端墙结构完全不一致。因此根据CRH5型车端墙结构以及与车体连接方式，需在端部增加端墙定位夹紧装置。
（4）调整底架支撑位置。CRH5型车总长度为25150mm，较CRH380B型车长900mm，宽度3200mm，较CRH380B型车窄57mm，调整总组成组焊夹具的支撑宽度，长度方向按车体总长均匀分布，并预制挠度；
（5）调整底架边梁及窗口下拉装置。根据CRH5型车不同车型车体设计图纸及工装设计图纸拟合，确定下拉装置位置，并进行调整。
5. 试验结果及分析
1、通过结构分析及工艺策划，对CRH380B型车体总组成组焊夹具向不同平台的谱系化高速动车组的快速调整，缩短了工装的准备周期，提高了工装的改制效率，降低了项目的生产成本，生产效率提高了30%；
2、通过总组成组焊夹具的快速换模，避免了工装新造，节约了工装制造成本400万，减少了厂房的用地480平方米；
3、通过试验证明总组成组焊夹具快速换模实现了不同项目不同车型的通用型，提高了铝合金车体的制造生产能力。
6. 结论
通过各种型号平台的动车组的生产实践验证，车体总组成组焊夹具快速换模可以实现不同项目不同车型之间的快速切换，以较低的成本及较短的工装准备周期，实现生产的连续性，提高生产效率，释放产能，为公司顺利完成生产经营目标奠定了坚实基础。
参考文献
[1] 李瑞淳.世界铁路高速列车50年的发展与进步[J]. 国外铁道车辆，2014（06）
[关键词]高速动车组 快速换模 成本效率
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）33-0375-01
1. 研究目的
目前公司拥有CRH380B、CRH5A、CRH3A、混合动力以及中国标准350km/h动车组等多种型号动车组。面对如此多的成熟项目及研发试制项目，在生产任务重资源紧张的情况下通过工艺方法改进，优化工装结构，实现多个成熟项目及研发项目的快速切换，满足多种车型的交叉生产制造，完成公司的生产任务，在研发新车型的同时兑现公司的生产经营目标[1]。
2. 国内外现状
目前国内外轨道车辆制造企业在铝合金车体制造过程，需要使用大量的组焊夹具，以防止铝合金在焊接时的变形，保证产品的尺寸[2]。但工装存在生产周期长，制造成本高，占用场地资源，不易运输等问题[3]。
3. 研究内容
3.1 工装结构设计及改进
针对不同项目的动车组铝合金车体产品结构的分析，以CRH380B型动车组车体总组成组焊夹具为基础，通过对工装结构的设计及改进，改变工装定位销、支撑、下拉装置位置、车体外定位卡紧装置以实现CRH380B型动车组、CRH380B非高寒简统、CRH380B高寒简统、CRH3A项目、CRH5型车项目以及中国标准350km/h动车组等不同项目车体总组成组焊夹具的快速切换。
3.2 工艺方法优化及改进
通过对不同高速动车组项目铝合金车体总组成的工艺方法进行分析及总结，找出不同项目工艺方法的共同点、差异点以及差异点中的优缺点，对工艺方法进行优化及改进，为谱系化高速动车组铝合金车体总组成组焊夹具在不同平台下快速切换提供依据。
4. 试验过程
4.1 CRH380B型动车组向CRH380B型非高寒简统型动车组快速切换
由于以CRH380B型动车组总组成组焊夹具为基础，而CRH380B型非高寒简统型动车组较CRH380B型动车组车体总长度增加了250mm，同时车体一位端增加了小侧墙结构以及裙板与端墙平面平齐等变化，因此需要将工装进行调整，满足车体合成组焊要求：
（1）总组成组焊夹具的所有支撑延长度方向进行调整，使支撑均匀分布；
（2）一、二位端端部横向支撑各延长度方向移动125mm；
（3）在端墙与侧墙之间安装连接板的间隙处增加端部下拉装置，然而CRH380B型非高寒简统型动车组裙板与端墙平面平齐，无法再使用此下拉装置。经过研究结构及工艺方法创新，重新设计端部下拉装置，在端墙与侧墙之间连接板间隙处。
4.2 CRH380B型高寒简统型动车组向中国标准350km/h动车组研发项目快速切换
经过与现有生产的CRH380B型动车组铝合金车体对比，发现中国标准350km/h动车组车体总长较CRH380B简统型动车组长500mm，总长为25000mm，最宽为3360mm，相比CRH380B简统型动车组宽103mm，转向架中心间距为17800mm，因此做如下调整：
（1）调整总组成组焊夹具的定位销，调整后使定位销间距为17800mm，满足中国标准350km/h动车组的定位，图5所示为总组成组焊夹具定位销及转向架预钻孔；
（2）调整总组成组焊夹具的支撑宽度向外调整103mm，按车体总长均匀分布，并预制挠度；
（3）由于中国标准350km/h动车组没有小侧墙结构，与CRH380B型动车组结构相似，但是裙板与端面平齐，因此端部下拉采用与CRH5型车类似下拉装置，从门口增加下拉横梁，如图6所示CRH5型车端部下拉装置。
4.3 CRH380B型动车组向CRH5型动车组项目快速切换
由于CRH3型车与CRH5型车在车体结构上有较大不同，在制造工艺上同样存在差异，因此对于工装的调整相对复杂，但经过对比分析，具体做出如下调整即可实现由CRH3型车向CRH5型车车体组成工裝快速切换：
（1）车体底架定位销的调整。CRH3型车底架定位是通过工装自带的定位销与底架边梁预制的定位孔相互配合，在底架一位侧及二位侧靠近端部处各一个定位销。而CRH5型车底架没有预制的定位孔，利用枕梁块孔安装定位销，与工装本身的定位孔相互配合，将底架定位。根据此定位方法不同，需将CRH3型车车体组成组焊夹具的定位销更换为定位孔，并调整定位孔位置，满足CRH5型车的使用。
（2）增加车体外定位卡紧装置。由于CRH3型车是通过内部对角线顶针及横向拉杆定位车体外形、宽度及高度，而CRH5型车则是通过车体外定位卡紧装置来实现的。因此需根据不同车型的窗口位置，增加车体外定位卡紧装置，如图7所示CRH5型车车体外定位卡紧装置。但是车体外定位卡紧装置会对自动焊焊机轨道发生干涉，因此还需要将轨道升高，避免与外定位卡紧装置干涉。
（3）增加端墙夹紧装置。CRH3型车车体组成的制造工艺流程首先定位底架，其次组对侧墙，再组对车顶，最后组对端墙，端墙与车体通过连接板连接。而CRH5型车车体组成的制造工艺流程与CRH3型车大致相同，同样首先定位底架，其次组对侧墙，再组对端墙，最后组对车顶，端墙与车体通过端角柱进行连接，并且CRH3型车与CRH5型车端墙结构完全不一致。因此根据CRH5型车端墙结构以及与车体连接方式，需在端部增加端墙定位夹紧装置。
（4）调整底架支撑位置。CRH5型车总长度为25150mm，较CRH380B型车长900mm，宽度3200mm，较CRH380B型车窄57mm，调整总组成组焊夹具的支撑宽度，长度方向按车体总长均匀分布，并预制挠度；
（5）调整底架边梁及窗口下拉装置。根据CRH5型车不同车型车体设计图纸及工装设计图纸拟合，确定下拉装置位置，并进行调整。
5. 试验结果及分析
1、通过结构分析及工艺策划，对CRH380B型车体总组成组焊夹具向不同平台的谱系化高速动车组的快速调整，缩短了工装的准备周期，提高了工装的改制效率，降低了项目的生产成本，生产效率提高了30%；
2、通过总组成组焊夹具的快速换模，避免了工装新造，节约了工装制造成本400万，减少了厂房的用地480平方米；
3、通过试验证明总组成组焊夹具快速换模实现了不同项目不同车型的通用型，提高了铝合金车体的制造生产能力。
6. 结论
通过各种型号平台的动车组的生产实践验证，车体总组成组焊夹具快速换模可以实现不同项目不同车型之间的快速切换，以较低的成本及较短的工装准备周期，实现生产的连续性，提高生产效率，释放产能，为公司顺利完成生产经营目标奠定了坚实基础。
参考文献
[1] 李瑞淳.世界铁路高速列车50年的发展与进步[J]. 国外铁道车辆，2014（06）