铝合金车体司机室前窗骨架组焊工艺方法及工艺模板 技术领域 本发明涉及一种轨道车辆司机室前窗骨架的组焊工艺， 特别涉及一种铝合金车体 司机室前窗骨架组焊工艺方法及工艺模板， 属于轨道车辆车体制造技术领域。
背景技术 高速动车组铝合金车体主要由底架、 侧墙、 端墙、 车顶和司机室组成整体焊接结 构。其中司机室不仅是高速动车组提升速度的重要因素， 也是动车组速度与美感的完美体 现， 因此司机室前窗骨架的制造质量至关重要。
司机室前窗骨架主要由圈梁、 横梁和侧梁构成， 由于前窗骨架全部为三维曲面结 构， 因此成型难度较大， 成型精度不易控制， 同时成型后焊接变形不易控制， 容易导致司机 室窗口变形， 影响前窗玻璃安装和司机室外形。
发明内容 本发明主要目的在于解决上述问题， 提供了一种可以有效保证前窗骨架成型质量 和焊接质量的铝合金车体司机室前窗骨架组焊工艺方法。
本发明另一个主要目的在于， 提供一种有效保证前窗骨架成型质量和焊接质量的 铝合金车体司机室前窗骨架工艺模板。
为实现上述目的， 本发明的技术方案是 ：
一种铝合金车体司机室前窗骨架组焊工艺方法， 包括如下步骤 ：
(1) 对组成司机室前窗骨架的圈梁、 横梁及侧梁型材分别进行切断下料， 依照图纸 加工各型材装配用插口 ；
(2) 利用成型模具对前窗骨架中的圈梁、 横梁和侧梁以工艺模板为基准进行成型， 使各型材符合三维曲面尺寸的设计要求 ；
(3) 将成型完毕后的前窗骨架进行切边， 加工焊接破口， 完成前窗骨架的预组 ；
(4) 将预组后的前窗骨架固定牢靠， 对前窗骨架的各插口进行焊接 ；
(5) 将点固后成型的前窗骨架与司机室整体骨架进行焊接， 并满足司机室结构要 求。
进一步， 在上述步骤 (2) 中， 所述工艺模板为与所述前窗骨架三维曲面相一致的 钢制立体装置， 由底座和纵横交错的若干个钢片组成， 在所述工艺模板上预先加工有符合 圈梁、 横梁和侧梁三维曲面设计要求的基准型槽。
进一步， 所述工艺模板是通过对前窗骨架的三维模型在不同位置的断面进行切片 得到三维线图， 再加入工艺设计要素， 对各钢片依照相应位置的三维线图进行切割， 最后将 各切割后的钢片组装而成的。
进一步， 在上述步骤 (2) 中， 所述前窗骨架中圈梁、 横梁和侧梁的成型采用分段成 型。
进一步， 所述前窗骨架成型后与所述工艺模板之间的间隙不大于 2mm。
进一步， 所述前窗骨架各部件的连接处间隙小于 3mm。
进一步， 在上述步骤 (4) 中， 所述前窗骨架的各插口进行点固焊。
进一步， 在上述步骤 (4) 中， 所述前窗骨架通过卡兰固定和焊接工艺梁固定。
一种铝合金车体司机室前窗骨架组焊工艺模板， 所述工艺模板为与待加工的司机 室前窗骨架三维曲面相一致的钢制立体装置， 在所述工艺模板上加工有符合组成所述前窗 骨架的圈梁、 横梁和侧梁型材三维曲面设计要求的基准型槽。
进一步， 所述工艺模板由底座和纵横交错的若干个钢片组成， 在位于所述基准型 槽处的钢片上， 具有与所在位置的所述型材断面曲线相同的切线。
综上内容， 本发明所述的一种铝合金车体司机室前窗骨架组焊工艺方法及工艺模 板， 使得前窗骨架的成型和组焊在一个工艺模板上全部完成， 避免由于各工装精度不同和 人为等因素影响成型质量， 同时， 可避免由于各工装精度误差等因素影响组装焊接质量， 另 外， 由于在同一工件多点得到有效约束， 有效控制了整体外形符合组焊要求。 附图说明
图 1 本发明结构图示意图 ；
图 2 本发明横梁和侧梁断面结构示意图 ；
图 3 本发明圈梁断面结构示意图 ；
图 4 本发明工艺模板结构示意图。
如图 1 到图 4 所示， 圈梁 1， 横梁 2， 侧梁 3， 工艺模板 4， 底座 5， 钢片 6， 基准型槽 7。 具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述 ：
如图 1 所示， 司机室前窗骨架主要由圈梁 1、 横梁 2 和侧梁 3 构成， 侧梁 3 为两个， 共同组成一个具有三维曲面形状的前窗骨架。
横梁 2 和侧梁 3 采用如图 2 所示的铝合金型材， 圈梁 1 采用如图 3 所示的铝合金 型材， 其中， 横梁 2 和侧梁 3 的铝合金型材的材料为 A6N01S-T5， 圈梁 1 的铝合金型材的材料 为 A5083S-H112， 圈梁 1、 横梁 2 和侧梁 3 各部件间通过插口焊接进行组装。
如图 4 所示， 在铝合金车体司机室前窗骨架组焊工艺方法中需要一个工艺模板 4， 工艺模板 4 为一钢制立体装置， 它具有与司机室前窗骨架相一致的三维曲面形状， 前窗骨 架的成型和组焊都在是该工艺模板 4 上完成。
为减轻工艺模板 4 的整体重量， 降低加工难度， 同时， 便于在工艺模板 4 上进行成 型和组焊， 工艺模板 4 由底座 5 和纵横交错设置的若干个钢片 6 组成， 在工艺模板 4 上预先 加工有符合前窗骨架中圈梁 1、 横梁 2 和侧梁 3 三维曲面设计要求的基准型槽 7。
工艺模板 4 中基准型槽 7 的是通过对前窗骨架的三维模型在不同位置断面进行切 片得到三维线图， 再加入工艺设计要素， 利用激光切割机对不同钢片 6 分别进行切割制造， 最后将各钢片 6 组装而成的， 在位于基准型槽 7 处的钢片 6 上， 具有与所在位置的圈梁 1、 横 梁 2 和侧梁 3 型材断面曲线相同的切线。
前窗骨架中的圈梁 1、 横梁 2 和侧梁 3 比照基准型槽 7 利用成型模具进行成型， 与 基准型槽 7 比照有偏差的， 就重新进行校正， 再比照， 直至与基准型槽 7 完全吻合， 其中要求前窗骨架成型后与基准型槽 7 之间的间隙不大于 2mm。 这样， 就可以有效保证前窗骨架的成 型质量。
如图 1 所示， 本发明所述的铝合金车体司机室前窗骨架组焊工艺方法， 包括如下 步骤 ：
(1) 对组成司机室前窗骨架的圈梁 1、 横梁 2 及侧梁 3 型材分别进行切断下料， 依 照图纸加工各型材装配用插口。
(2) 利用压力机对前窗骨架中的圈梁 1、 横梁 2 和侧梁 3 进行成型， 使各型材符合 三维曲面尺寸的设计要求。
以此过程中， 前窗骨架中圈梁 1、 横梁 2 和侧梁 3 的成型以工艺模板 4 为基准， 在工 艺模板 4 上完成。
为了提高前窗骨架的成型质量， 圈梁 1、 横梁 2 和侧梁 3 的成型采用分段成型的工 艺。每段分别与基准型槽 7 比照， 对其中有偏差的部位， 就重新进行校正调修， 再与基准型 槽 7 比照， 直至前窗骨架成型后与基准型槽 7 之间的间隙不大于 2mm， 使前窗骨架符合工艺 模板 4 的曲面尺寸要求。
(3) 将压型完毕后的前窗骨架划线定位并进行切边操作， 再加工焊接所需破口， 此 时， 要求前窗骨架的圈梁 1、 横梁 2 和侧梁 3 各部件连接处间隙小于 3mm， 以满足焊接要求， 完成前窗骨架的预组。 此过程也是在工艺模板 4 上完成。
(4) 将预组后的前窗骨架固定牢靠， 再对前窗骨架中的横梁 2、 侧梁 3 和圈梁 1 插 口处进行点固焊接， 简化焊接工艺， 缩短焊接时间， 提高生产效率。
前窗骨架可以通过卡兰 ( 图中未示出 ) 固定， 也可以通过焊接多个工艺梁 ( 图中 未示出 ) 固定， 以防止焊接时各部件由于热应力发生收缩变形。
此过程也是在工艺模板 4 上完成。
(5) 点固完毕后， 取下用于前窗骨架固定的卡兰， 利用起吊设备将其与工艺模板 4 分离， 最后将前窗骨架同司机室整体骨架进行组装焊接， 并满足司机室结构要求。
如上所述， 结合附图所给出的方案内容， 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， 依据本发明的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范围内。