王 雄

(中鐵寶橋集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞 721000)

1 概述

工裝是主要用于工件在加工時(shí)的定位，它的結(jié)構(gòu)和定位基準(zhǔn)的選擇，直接影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。隨著產(chǎn)品加工精度要求的提高，為了確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，以及提高生產(chǎn)效率和降低制造成本，對(duì)工裝的定位精度、裝卡穩(wěn)定性、裝卡變形控制以及工裝的通用性提出了更高的要求。因此，在工裝設(shè)計(jì)過(guò)程中，要結(jié)合產(chǎn)品類(lèi)型、產(chǎn)量、設(shè)備和場(chǎng)地情況，綜合考慮將結(jié)構(gòu)相似、批量大的產(chǎn)品集中設(shè)計(jì)工裝，并對(duì)工裝的穩(wěn)定性、強(qiáng)度等采用快速建模分析驗(yàn)證，在滿(mǎn)足產(chǎn)品加工精度和工期等要求的前提下，最大限度的降低工裝制造成本，減少更換工裝的輔助時(shí)間，提高工裝、場(chǎng)地和設(shè)備等資源的利用率。

道岔是鐵路軌道的重要組成部分和關(guān)鍵設(shè)備，其發(fā)展的水平集中體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家鐵路軌道的發(fā)展水平。如何在發(fā)展的過(guò)程中，保證列車(chē)高速、安全的運(yùn)行，提高列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性和乘坐的舒適性，在道岔設(shè)計(jì)、制造、鋪設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)過(guò)程中，全面提升研發(fā)技術(shù)水平、質(zhì)量控制措施和規(guī)范相關(guān)運(yùn)營(yíng)維護(hù)制度，實(shí)現(xiàn)與鐵路軌道的同步發(fā)展，提高我國(guó)鐵路道岔技術(shù)水平。

2 我國(guó)鐵路道岔現(xiàn)狀及發(fā)展

道岔的技術(shù)水平比較集中地反映了一個(gè)國(guó)家鐵路軌道的發(fā)展水平，同時(shí)，作為衡量道岔主要性能指標(biāo)的直向過(guò)岔速度和側(cè)向過(guò)岔速度，從一個(gè)方面比較集中的反映了鐵路裝備的整體水平。我國(guó)鐵路道岔工業(yè)從無(wú)到有、從小到大，道岔品種從“輕、小、老、雜”發(fā)展到具有一定規(guī)模和水平，基本同步或稍滯后于鐵路軌道的發(fā)展。鐵路多次提速工程有力的促進(jìn)了道岔技術(shù)的發(fā)展，隨著客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)建設(shè)的推進(jìn)，道岔的重要作用再一次凸現(xiàn)出來(lái)。機(jī)遇極為難得，挑戰(zhàn)空前嚴(yán)峻，道岔工作者要抓住這個(gè)有利時(shí)機(jī)，努力工作，把我國(guó)鐵路道岔技術(shù)提高到新水平，為建設(shè)世界一流的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

鐵路跨越式發(fā)展思路為鐵路發(fā)展描繪了宏偉藍(lán)圖，在大中城市間發(fā)展客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，在人口稠密地區(qū)發(fā)展城際鐵路，加快形成覆蓋我國(guó)主要城市的快客運(yùn)網(wǎng)?？瓦\(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的建設(shè)為道岔技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了廣闊的前景，我國(guó)鐵路道岔與各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在的差距是明顯的。我們按照“先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠”的技術(shù)方針，采用引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，聯(lián)合設(shè)計(jì)制造，自主設(shè)計(jì)的思路，打造中國(guó)鐵路道岔品牌。

3 通用型工裝應(yīng)用的必要性

3.1 應(yīng)用背景

高速鐵路道岔在工廠(chǎng)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)制造時(shí)，需模擬線(xiàn)路使用工況，逐組進(jìn)行廠(chǎng)內(nèi)鋪設(shè)，并安裝電務(wù)裝置進(jìn)行工電聯(lián)合調(diào)試，整體滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求后，轉(zhuǎn)轍器部分將尖、基軌和墊板及其他連接件組裝為一個(gè)整體單元，并將直股和側(cè)股配套成對(duì)發(fā)運(yùn)。轍叉部分是將翼軌、心軌及墊板和其他連接件組裝成為一個(gè)單元整體發(fā)運(yùn)。這樣在線(xiàn)路鋪設(shè)過(guò)程中只需預(yù)留鋪設(shè)空間，將各單元件整體吊運(yùn)至安裝位置，進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐湔{(diào)工作即可。這樣將軌件裝配成組件整體發(fā)運(yùn)，可以更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量，消除公差累計(jì)現(xiàn)象對(duì)線(xiàn)路鋪設(shè)的影響，提高鐵路線(xiàn)路運(yùn)行的安全性、平順性和舒適性。

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的逐漸增大，市場(chǎng)供求關(guān)系的變化，產(chǎn)品訂貨量逐漸萎縮或不平衡，導(dǎo)致工廠(chǎng)在生產(chǎn)制造過(guò)程中很難出現(xiàn)大批量的單種類(lèi)產(chǎn)品生產(chǎn)，并且隨著道岔產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的提高，產(chǎn)品類(lèi)型也在逐漸的轉(zhuǎn)型升級(jí)變更，產(chǎn)品類(lèi)型數(shù)量不斷的增大。因此，在工廠(chǎng)的生產(chǎn)中，常存在多品種的小批量產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)象，且供貨周期較短。致使生產(chǎn)過(guò)程中需投入大量的工裝、場(chǎng)地和人員輔助操作工作等，無(wú)形中造成資源的浪費(fèi)和工裝利用率低下的現(xiàn)象。

目前，客專(zhuān)系列道岔在廠(chǎng)內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程均需逐組試鋪，模擬現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)情況，研究設(shè)計(jì)一種通用型工裝，可滿(mǎn)足多個(gè)產(chǎn)品試鋪，將極大的解決場(chǎng)地占用問(wèn)題，減少輔助操作，降低制造成本，也能更好的適應(yīng)產(chǎn)品不均衡和種類(lèi)多、批量小的生產(chǎn)狀況。道岔在廠(chǎng)內(nèi)鋪設(shè)是模擬現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行，在岔枕上將墊板、膠墊、鋼軌、螺栓等連接緊固件全部安裝，并模擬線(xiàn)路安裝電務(wù)裝置進(jìn)行搬動(dòng)力、動(dòng)程、不足位移等情況的測(cè)試。

國(guó)內(nèi)客專(zhuān)系列高速道岔按速度和號(hào)碼分，其占用的場(chǎng)地尺寸和面積如表1所示。

3.2 工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從產(chǎn)品制造技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、訂貨量等方面綜合考慮，將60-42號(hào)、60-18號(hào)和60-12號(hào)客專(zhuān)道岔轉(zhuǎn)轍器試鋪工裝進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使其具有一定的通用性，在不反復(fù)布置工裝的情況下，可以任意滿(mǎn)足三種產(chǎn)品左、右開(kāi)別的鋪設(shè)。

表1 主要產(chǎn)品試鋪場(chǎng)地占用面積

通過(guò)對(duì)幾種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，基本結(jié)構(gòu)上具有一定的相似性，主要不同之處在于長(zhǎng)度不同、轉(zhuǎn)轍角不同及牽引點(diǎn)處岔枕間距不同。產(chǎn)品訂貨合同量主要是60-18號(hào)較多、60-42號(hào)和60-12號(hào)較少。結(jié)合以上兩方面的實(shí)際情況，將三種產(chǎn)品的左、右開(kāi)別轉(zhuǎn)轍器釘孔進(jìn)行合理布置，首先將60-42號(hào)的左右開(kāi)別對(duì)稱(chēng)布置，然后將60-18號(hào)左開(kāi)和60-12號(hào)右開(kāi)與60-42號(hào)轉(zhuǎn)轍器前半部分重合布置，將60-18號(hào)右開(kāi)和60-12號(hào)左開(kāi)與60-42號(hào)轉(zhuǎn)轍器后半部分重合布置。這樣布置以后，再隨時(shí)用于任意一種產(chǎn)品的試鋪，在60-42號(hào)和60-12號(hào)道岔無(wú)訂貨時(shí)，前后分別可用于60-18號(hào)道岔轉(zhuǎn)轍器的試鋪，只要有客專(zhuān)道岔產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)，該工裝的使用效率可達(dá)100%，且隨時(shí)具備其他客專(zhuān)道岔產(chǎn)品的試鋪。

工裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面，該工裝主要由支撐調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、鋼岔枕橫梁、定位裝置和定位連接裝置四大部分構(gòu)成。其中鋼岔枕橫梁為鋼板焊接結(jié)構(gòu)件，規(guī)格為2 900 mm×300 mm×

200 mm，主要起支撐和定位條限位作用；定位裝置是將各種產(chǎn)品的釘孔集中在一根長(zhǎng)條之上，限制產(chǎn)品墊板鋪設(shè)位置，并在中部設(shè)計(jì)了限位定位塊，限制其左右位置，中部和兩端設(shè)計(jì)了頂絲，將定位條與鋼岔枕裝配在一起；定位連接裝置采用T型螺母和螺栓結(jié)構(gòu)，將T型螺母安裝在定位長(zhǎng)條的卡槽中，主要用于墊板的限位和緊固。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，主要考慮到整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的穩(wěn)定性、加工工藝的可行性、制造成本和后期使用維護(hù)成本以及工裝的通用性等方面，全面提高該工裝在使用方面的優(yōu)越性。在設(shè)計(jì)方面主要有以下幾方面的先進(jìn)性：

1)梁的整體結(jié)構(gòu)采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)形式，縱向設(shè)計(jì)了兩塊厚度30 mm的鋼板，起主要支撐作用，兩側(cè)設(shè)計(jì)了加強(qiáng)筋，連接頂板和底板，使其具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。中部設(shè)計(jì)了橫向的支撐板，作為釘孔板安裝支撐板,如圖1所示。

2)將釘孔板、緊固螺栓、螺母和橫梁分開(kāi)設(shè)計(jì)，降低了加工難度，螺栓、螺母等易損件更換方便，后期使用維護(hù)成本低，如圖2所示。

3)定位核心部位設(shè)計(jì)為可更換形式，擴(kuò)大了工裝的通用性，可廣泛用于其他產(chǎn)品的試制試鋪工作，如圖3所示。

4 使用方法及效果

該工裝主要用于客專(zhuān)高速鐵路道岔廠(chǎng)內(nèi)試制試鋪使用，客專(zhuān)道岔轉(zhuǎn)轍器通用型工裝的設(shè)計(jì)和推廣應(yīng)用，可適用于多種產(chǎn)品的試鋪調(diào)試，具有操作簡(jiǎn)單、精度高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可極大的解決工裝利用率偏低、場(chǎng)地不足等問(wèn)題，同時(shí)可減少大量重復(fù)性輔助操作任務(wù)，降低制造成本。

5 結(jié)語(yǔ)

通用型工裝在企業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，在控制生產(chǎn)制造成本、提高生產(chǎn)場(chǎng)地利用率、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面發(fā)揮著重要的作用，選用合適的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)、制作工裝，為現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的輔助工裝，可以充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，為企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。