司機室結構的構成及製作流程
司機室鋼結構由上百項零部件組焊而成，主要包括底架、上部車頂、門立柱前（左右）、門立柱後（左右）、防撞梁以及一些小的零部件(圖1)。其外形尺寸直接影響到機車總裝精度及運行質量，尺寸精度要求高。
圖1 司機室鋼結構圖
司機室工藝分析
司機室結構主體材料採用1.5～6mm不等的薄鋼板組焊而成。司機室製作工藝流程如圖2所示。
圖2 司機室製作工藝流程圖
圖3 司機室底架工程圖
（1）原材料準備。由於司機室結構中使用了大量的冷軋鋼板，一般情況下不需作其他處理，但當鋼板由於放置較久或保存不當造成表面有浮鏽時，在組裝前必須進行拋光處理或作退庫處理。
（2）備料工序。為了保證零配件組裝精度，採用激光切割機對板材進行落料，確保落料尺寸的精度控制在公差範圍內。
（3）成形工序。採用數控折彎機進行折彎操作，針對產品的折彎半徑及成形特點，採用不同的折彎模，對於司機室防撞梁、上部車頂配件，採用分段模在160t數控折彎機上折彎成形，加工出的產品經過檢查合格後流入下工序進行裝配。
（4）組裝工序。分別在不同的臺位進行各零部件的裝配、焊接、矯正等工作。其中防撞梁、底架、車頂上部使用柔性組裝平臺進行組裝，各零部件按要求裝配完成後，進入總組裝工序。
（5）鉚螺母安裝及防護。完成總組裝、焊接、矯正等工作，最後再完成鉚螺母安裝及防護工作。
（6）產品檢查。產品完工後按照檢查計劃進行自檢、中檢檢查，檢查合格後作好各項記錄，再提交檢察員進行專檢，檢查合格後方可流入下工序進行拋丸、油漆，油漆後由檢查員檢查油漆質量，合格後方可流向下工序。
（7）焊接工藝。針對司機室不同的焊接接頭型式，編制了焊縫接頭型式清單及對應的焊接WPS，所有焊接必須符合《車體焊接技術條件》。
製作工藝難點
外形尺寸較難控制
由於司機室底架下部與水平面呈一定角度，為一個漸變的高度從0到51.5mm（圖3)，且結構的剛度不強，車鉤安裝座與連接端部的平面度2mm和平行度2mm要求較難控制，需要組焊後機加工。所以在組裝焊接後,司機室底架的製作過程最為複雜，尺寸精度要求高，而焊後變形大，矯正過程十分困難和繁瑣。
防撞樑上各個安裝座孔的位置度無法保證
由於防撞梁是一個對稱的拱形部件，在試製時玻璃鋼外殼連接座採用劃線裝配，誤差較大，尤其是安裝座的相對位置難以保證，關聯到後工序玻璃鋼外殼的安裝，見圖4，該方法還存在效率低，操作困難等不便因素。
圖4 防撞梁實物圖
製作工藝過程
主要部件的組焊
(1)根據底架組焊圖紙分析，底架的組焊主要利用柔性平臺來製作（圖5）。利用柔性平臺放樣製作簡易的工裝靠模，主要保證底架的外形尺寸以及上平面度。其中有部分孔相對位置要求較高的採用樣板定位組焊（圖6）。保證車鉤安裝座與連接端部的平行度。焊後打磨檢測平面度待總裝。
圖5 柔性平臺組焊
圖6 樣板定位組焊
(2)防撞梁組焊主要也是利用柔性平臺來製作。首先利用垂直靠模放樣，按照防撞梁外形尺寸和各個安裝座的位置進行定位來製作，可以有效保證防撞梁的外形角度及各個安裝座孔的位置度（圖7）。為控制焊接後收縮角變形，組裝完成後利用工藝筋撐住其開口，剛性固定，待焊後總組裝完成後拆除（圖8）。
圖7 防撞梁組焊
圖8 剛性固定
總組焊工藝方法
(1)針對試製過程中遇到的問題將總組裝的工裝進行了改進，利用數顯三維劃線胎位重新找正劃出各部件定位的基準線。工裝上增加兩個固定夾具，組焊時夾住司機室上部控制焊接變形（圖9）。設計製作增加一翻轉定位靠模，便於防撞梁的組焊定位，確保防撞樑上各個安裝孔的位置。還考慮到總裝後司機室脫模的問題，故設計製作成可翻轉的（圖10）。此外還專門製作了登高臺，方便組焊操作。
圖9 固定夾具
圖10 可翻轉靠模
(2)總組裝第一步吊裝底架，保證底架中心線與工裝胎模的中心線對齊，並利用鉛垂線檢驗對中（圖11）。利用端部安裝座上的孔定位並用螺桿夾緊。
圖11 檢驗對中
第二步吊裝上部及門立柱，同樣採用對中心的方法，利用端部連接座定位夾緊，使用工裝上新增的夾具微調距離以及垂直度（圖12、圖13）。
圖12 微調距離以及垂直度
圖13 微調垂直度
第三步吊裝防撞梁，利用新增的翻轉靠模進行定位，保證防撞梁的高度及對中的位置，方便準確。防撞梁與門立柱連接處採用粉線測量調整位置，電焊定位（圖14）。第四步劃線組焊斜撐及安裝座。第5步焊後局部矯正打磨交驗。組焊完成待脫模的司機室見圖15。
圖14 電焊定位
圖15 組焊完成待脫模的司機室
結束語
此類結構件在製作前，必須工藝分析透徹，關鍵尺寸要找到控制方法。本文總結的問題和提出的解決措施都是在生產中遇到的實際問題以及行之有效的解決方案。通過充分的工藝準備，工裝設計製作，利用銷軸的定位，確保各緊固連接的尺寸位置，通過剛性固定有效的控制了焊接變形，減少了矯正的時間，保證了司機室的質量，生產效率得到較大的提高。為後續的批量生產打下了堅實的基礎。
顧歡
冷作鈑金高級技師，曾總結10餘項先進操作法，發表論文4篇，生產製造了各類機車室體結構達1000餘臺。曾獲江蘇省五一創新能手，江蘇技術能手，常州市五一勞動獎章等稱號。
——摘自《鈑金與製作》 2020年第1期
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