CN103085825B - 轨道车辆端墙及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的轨道车辆端墙及其加工方法，在主要框架部件之间采用搭接组合激光焊焊接的连接固定方式，能够满足不锈钢材料加工对于外观效果的要求，同时显著地提高端墙整体结构的强度和刚度。轨道车辆端墙包括有连接成端墙骨架结构的端墙外板、门立柱、端角柱、顶部弯梁、门上横梁和门槛。所述的端墙外板分别与门立柱、端角柱、顶部弯梁、门上横梁采用激光焊进行焊接与固定；端墙外板具有由左右墙板与上墙板先行搭接、再进行激光焊焊接固定。上墙板的边缘具有经冷压成型加工成的压型台阶，左右墙板通过压型台阶与上墙板进行搭接并激光焊焊接固定。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于轨道车辆的选用不锈钢材料的端墙及其加工方法，属于轨道交通技术领域。
背景技术
随着国内城市轨道交通的迅速普及与车辆行驶速度的大幅提升，对于构成车体主要部件的端墙提出了更高的设计和使用要求。
近期在轨道车辆上开始选用不锈钢材料，由不锈钢材质构成的车体具有强度较高、车体自重较轻与耐腐蚀性好的特点。为相应地提高车辆行驶的舒适性、安全性与经济性要求，针对不锈钢车体结构与焊接工艺的研究也就愈发地迫切。
轨道车辆的车体大致是由底架、侧墙、端墙和车顶组成等框架部件，端墙作为车体的一个重要部件，是承载车辆间贯通通道的稳定性与安全性地关键部件。而且，端墙框架是将底架、侧墙与车顶连接成一个整体承载件的核心，因此对于表面加工的平整度和刚度有着较高的技术规范。
现有应用不锈钢材料的车体端墙，加工后的外观效果难以保证，主要原因是现有焊接技术的制约。不锈钢端墙连接固定后无需涂装，如何在保证结构刚度和强度的前提下，提高端墙外观加工的视觉效果，一直是困扰现有端墙结构设计与加工工艺的技术难点。
有鉴于此，特提出本专利申请。
发明内容
本发明所述的轨道车辆端墙及其加工方法，其目的在于解决上述现有技术存在的问题而在主要框架部件之间采用搭接组合激光焊焊接的连接固定方式，能够满足不锈钢材料加工对于外观效果的要求，同时显著地提高端墙整体结构的强度和刚度。
另一发明目的是，简化整个端墙结构以减轻其自量，从而满足车体轻量化设计的要求。
发明目的还在于，外板等主要部件采用一次冲压成型工艺，利用其带有鼓筋的外表面结构以满足多个部件之间的搭接，从而达到连接部件之间表面贴合度较高，激光焊接质量较好，变形较小的特点。
为实现上述发明目的，所述的轨道车辆端墙加工方法主要是：
由端墙外板、门立柱、端角柱、顶部弯梁、门上横梁和门槛连接而组成端墙的骨架结构。
与现有技术的区别之处在于，将所述的端墙外板，分别与门立柱、端角柱、顶部弯梁、门上横梁进行激光焊焊接固定；
其中，端墙外板由左右墙板与上墙板先行搭接、再进行激光焊焊接固定。
如上述基本方案，由端角柱、顶部弯梁、门立柱、门上横梁和门槛等部件连接而组的端墙是一个整体式的闭环结构，因此其具有显著的整体强度和刚度特点。
针对上述端墙骨架结构的激光焊焊接固定，部件之间连接点的平整度较高、热吸收量少而体现变形较小的优点。
同时上述端墙骨架结构的焊接固定方式，工艺过程较为简单、易于实现模块化设计与生产。
为了兼顾做为整体承载部件的端墙外板的密封性与焊接后表面外观效果，进一步地改进措施是，可将上墙板的边缘经冷压成型加工为压型台阶，左右墙板通过压型台阶与上墙板先行搭接、再进行激光焊焊接固定。
上墙板与左右墙板通过压型台阶搭接后，以激光焊进行连接既能够保证墙板之间的密封连接性能，同时由于激光焊接的热源集中而热影响区域较小，因此焊接变形程序就极小，能够整体上保证无涂装车体的外观美观度。
围绕门立柱的焊接改进方案是，门立柱底部与车体底架经电弧焊焊接固定，门立柱的顶部与顶部弯梁、门上横梁之间均进行激光焊焊接固定。
为提高门立柱与相邻部件之间的连接与焊接固定，可沿门立柱侧部断面开设有用于搭接的内凹槽，端墙外板、顶部弯梁、门上横梁分别搭接于对应的内凹槽，从而实现与门立柱的先行搭接、再进行激光焊焊接固定。
利用上述围绕门立柱的焊接方案，能够基本上组成一个框架的闭环结构，因此整体的强度和刚度较高。
采用与上述方案相同的提高强度和刚度的考虑，所述的端角柱的底部与门立柱的底部之间，通过连接板进行激光焊焊接固定。
所述的门上横梁与端角柱的连接端进行激光焊焊接固定。
两侧的门立柱的底部之间，通过门槛进行激光焊焊接固定。
综合上述激光焊连接固定的技术要点，所述的端墙加工方法主要具有以下加工操作步骤：
将左右墙板和上墙板先行搭接、再进行激光焊焊接固定成端墙外板；
端墙外板分别与顶部横梁、门上横梁先行搭接、再进行激光焊焊接固定；
端墙外板分别与门立柱和端角柱先行搭接、再进行激光焊焊接固定，同时将门立柱、端角柱与门上横梁先行搭接、再进行激光焊焊接固定，将门立柱与顶部横梁先行搭接、再进行激光焊焊接固定；
在处于同侧的端角柱的底部与门立柱的底部，通过连接板进行激光焊焊接固定；
两侧的门立柱的底部之间，通过门槛进行激光焊焊接固定。
从而将上述部件焊接组成端墙框架的闭环结构。
基于本发明的设计构思和上述激光焊接加工方法，还可实现下述内容的轨道车辆端墙结构改进：
轨道车辆的端墙主要包括有，连接成端墙骨架结构的端墙外板、门立柱、端角柱、顶部弯梁、门上横梁和门槛。
与现有技术的区别之处在于，所述的端墙外板分别与门立柱、端角柱、顶部弯梁、门上横梁采用激光焊进行焊接与固定；
其中，端墙外板具有由左右墙板与上墙板先行搭接、再进行激光焊焊接固定。
更为优选与细化的改进方案是，上墙板的边缘具有经冷压成型加工成的压型台阶，左右墙板通过压型台阶与上墙板进行搭接并激光焊焊接固定。
针对门立柱连接结构的改进措施是，门立柱底部与车体底架经电弧焊焊接固定，门立柱的顶部与顶部弯梁、门上横梁之间均经激光焊焊接固定。
具体地，沿门立柱的侧部断面设置有用于搭接的内凹槽，端墙外板、顶部弯梁、门上横梁分别搭接于对应的内凹槽并与门立柱进行激光焊焊接固定。
针对端角柱连接结构的改进措施是，端角柱的底部与门立柱的底部之间通过连接板进行激光焊焊接固定。
门上横梁与端角柱的连接端采用激光焊进行焊接固定。
门立柱与门槛之间的连接结构是，两侧的门立柱的底部之间，分别通过门槛进行激光焊焊接固定。
另外，组成端墙外板的左右墙板、上墙板，均为经一次冲压成型的带有外凸鼓筋的不锈钢板。
综上内容，本发明轨道车辆端墙及其加工方法具有的优点与有益效果是：
1、框架部件之间采用搭接组合激光焊焊接的连接固定方式，适应于不锈钢材料的车体端墙加工对于外观效果的要求，同时显著地提高端墙整体结构的强度和刚度。
2、能够有效地简化整个端墙结构，以减轻其自量、满足车体轻量化设计的要求。
3、端墙外板等主要部件采用一次冲压成型工艺，利用其带有鼓筋的外表面结构以满足多个部件之间的搭接，从而达到连接部件之间表面贴合度较高，激光焊接质量较好，变形较小的特点。
4、端墙结构具有工艺性强、易于制造、易于模块化设计和生产的特点。
附图说明
现结合以下附图对本发明做进一步地说明。
图1是所述端墙局部结构的示意图；
图2是左右墙板与上墙板的激光焊接结构示意图；
图3是端墙外板与顶部横梁、门上横梁之间的激光焊接结构示意图；
图4是端墙外板与端角柱、门立柱之间的激光焊接结构示意图；
图5是端墙外板及其边缘压型台阶的结构示意图；
图6是图5中的I部放大示意图；
图7是门立柱的成型结构示意图；
如图1至图7所示，端墙外板1，门立柱2，端角柱3，顶部弯梁4，门上横梁5，门槛6，连接板7，压型台阶8，内凹槽9，左右墙板1a，上墙板1b。
具体实施方式
实施例1，如图1至图7所示，所述的轨道车辆端墙主要包括有：
连接成端墙骨架结构的端墙外板1、门立柱2、端角柱3、顶部弯梁4、门上横梁5和门槛6；
所述的端墙外板1分别与门立柱2、端角柱3、顶部弯梁4、门上横梁5采用激光焊进行焊接与固定；
端墙外板1具有由左右墙板1a与上墙板1b先行搭接、再进行激光焊焊接固定。
其中，上墙板1b的边缘具有经冷压成型加工成的压型台阶8，左右墙板1a通过压型台阶8与上墙板1b进行搭接并激光焊焊接固定。
组成端墙外板1的左右墙板1a、上墙板1b，均为经一次冲压成型的带有外凸鼓筋的不锈钢板。
所述的门立柱2底部与车体底架经电弧焊焊接固定，门立柱2的顶部与顶部弯梁4、门上横梁5之间均经激光焊焊接固定。
沿门立柱2的侧部断面设置有用于搭接的内凹槽9，端墙外板1、顶部弯梁4、门上横梁5分别搭接于对应的内凹槽9并与门立柱2进行激光焊焊接固定。
两侧的门立柱2的底部之间，分别通过门槛6进行激光焊焊接固定。
端角柱3的底部与门立柱2的底部之间通过连接板7进行激光焊焊接固定。
门上横梁5与端角柱3的连接端采用激光焊进行焊接固定。
针对上述轨道车辆端墙结构而实施的激光焊接加工方法是：
由端墙外板1、门立柱2、端角柱3、顶部弯梁4、门上横梁5和门槛6连接而组成端墙的骨架结构；
将所述的端墙外板1，分别与门立柱2、端角柱3、顶部弯梁4、门上横梁5进行激光焊焊接固定；
端墙外板1由左右墙板1a与上墙板1b先行搭接、再进行激光焊焊接固定。
更为具体地，是将上墙板1b的边缘经冷压成型加工为压型台阶8，左右墙板1a通过压型台阶8与上墙板1b先行搭接、再进行激光焊焊接固定。
门立柱2底部与车体底架经电弧焊焊接固定，门立柱2的顶部与顶部弯梁4、门上横梁5之间均进行激光焊焊接固定。
沿门立柱2侧部断面开设有用于搭接的内凹槽9，端墙外板1、顶部弯梁4、门上横梁5分别搭接于对应的内凹槽9，从而实现与门立柱2的先行搭接、再进行激光焊焊接固定。
两侧的门立柱2的底部之间，通过门槛6进行激光焊焊接固定。
端角柱3的底部与门立柱2的底部之间，通过连接板7进行激光焊焊接固定。
门上横梁5与端角柱3的连接端进行激光焊焊接固定。
所述轨道车辆端墙加工方法主要具有以下加工步骤：
将左右墙板1a和上墙板1b先行搭接、再进行激光焊焊接固定成端墙外板1；
端墙外板1分别与顶部横梁4、门上横梁5先行搭接、再进行激光焊焊接固定；
端墙外板1分别与门立柱2和端角柱3先行搭接、再进行激光焊焊接固定，同时将门立柱2、端角柱3与门上横梁5先行搭接、再进行激光焊焊接固定，将门立柱2与顶部横梁4先行搭接、再进行激光焊焊接固定；
在处于同侧的端角柱3的底部与门立柱2的底部，通过连接板7进行激光焊焊接固定；
两侧的门立柱2的底部之间，通过门槛6进行激光焊焊接固定。
从而将上述部件焊接组成端墙框架的闭环结构。
如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据上述技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (2)
1.一种轨道车辆端墙加工方法，所述端墙包括由端墙外板(1)、门立柱(2)、端角柱(3)、顶部弯梁(4)、门上横梁(5)和门槛(6)连接而组成端墙的骨架结构，其特征在于：具有以下加工步骤，
步骤1：将上墙板(1b)的边缘经冷压成型加工为压型台阶(8)，将左右墙板(1a)通过压型台阶(8)与上墙板(1b)先行搭接，再进行激光焊焊接固定成所述端墙外板(1)；
步骤2：端墙外板(1)分别与顶部弯梁(4)、门上横梁(5)先行通过压型台阶(8)搭接，再进行激光焊焊接固定；
步骤3：端墙外板(1)通过沿门立柱(2)侧部断面开设的内凹槽(9)与门立柱(2)先进行搭接、通过压型台阶(8)与端角柱(3)先行搭接，再进行激光焊焊接固定，同时将门上横梁(5)与门立柱(2)通过内凹槽(9)先行搭接并与端角柱(3)进行搭接，再进行激光焊焊接固定，将门立柱(2)与顶部弯梁(4)通过内凹槽(9)先行搭接，再进行激光焊焊接固定；
步骤4：在处于同侧的端角柱(3)的底部与门立柱(2)的底部，通过连接板(7)进行激光焊焊接固定；
步骤5：两侧的门立柱(2)的底部之间，通过门槛(6)进行激光焊焊接固定，从而将上述部件焊接组成端墙框架的闭环结构。
2.一种轨道车辆端墙，包括有连接成端墙骨架结构的端墙外板(1)、门立柱(2)、端角柱(3)、顶部弯梁(4)、门上横梁(5)和门槛(6)，其特征在于：上墙板(1b)的边缘设有经冷压成型加工的压型台阶(8)，左右墙板(1a)通过压型台阶(8)与上墙板(1b)进行搭接后利用激光焊焊接固定成所述端墙外板(1)，左右墙板(1a)、上墙板(1b)，均为经一次冲压成型的带有外凸鼓筋的不锈钢板，所述端墙外板(1)与端角柱(3)利用激光焊焊接固定；沿门立柱(2)侧部断面开设有用于搭接的内凹槽(9)，端墙外板(1)、顶部弯梁(4)、门上横梁(5)分别搭接于对应的内凹槽(9)，与门立柱(2)搭接后利用激光焊焊接固定，且所述端墙外板(1)分别与顶部弯梁(4)、门上横梁(5)采用激光焊焊接固定；所述的门立柱(2)为经多次折弯形成的三面密封一面开放的结构，所述的端角柱(3)的底部与门立柱(2)的底部之间通过连接板(7)进行激光焊焊接固定；两侧的门立柱(2)的底部之间，分别通过门槛(6)进行激光焊焊接固定；所述的门立柱(2)底部与车体底架经电弧焊焊接固定，所述的门上横梁(5)与端角柱(3)的连接端采用激光焊进行焊接固定。
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