司机室结构的构成及制作流程
司机室钢结构由上百项零部件组焊而成，主要包括底架、上部车顶、门立柱前（左右）、门立柱后（左右）、防撞梁以及一些小的零部件(图1)。其外形尺寸直接影响到机车总装精度及运行质量，尺寸精度要求高。
图1 司机室钢结构图
司机室工艺分析
司机室结构主体材料采用1.5～6mm不等的薄钢板组焊而成。司机室制作工艺流程如图2所示。
图2 司机室制作工艺流程图
图3 司机室底架工程图
（1）原材料准备。由于司机室结构中使用了大量的冷轧钢板，一般情况下不需作其他处理，但当钢板由于放置较久或保存不当造成表面有浮锈时，在组装前必须进行抛光处理或作退库处理。
（2）备料工序。为了保证零配件组装精度，采用激光切割机对板材进行落料，确保落料尺寸的精度控制在公差范围内。
（3）成形工序。采用数控折弯机进行折弯操作，针对产品的折弯半径及成形特点，采用不同的折弯模，对于司机室防撞梁、上部车顶配件，采用分段模在160t数控折弯机上折弯成形，加工出的产品经过检查合格后流入下工序进行装配。
（4）组装工序。分别在不同的台位进行各零部件的装配、焊接、矫正等工作。其中防撞梁、底架、车顶上部使用柔性组装平台进行组装，各零部件按要求装配完成后，进入总组装工序。
（5）铆螺母安装及防护。完成总组装、焊接、矫正等工作，最后再完成铆螺母安装及防护工作。
（6）产品检查。产品完工后按照检查计划进行自检、中检检查，检查合格后作好各项记录，再提交检察员进行专检，检查合格后方可流入下工序进行抛丸、油漆，油漆后由检查员检查油漆质量，合格后方可流向下工序。
（7）焊接工艺。针对司机室不同的焊接接头型式，编制了焊缝接头型式清单及对应的焊接WPS，所有焊接必须符合《车体焊接技术条件》。
制作工艺难点
外形尺寸较难控制
由于司机室底架下部与水平面呈一定角度，为一个渐变的高度从0到51.5mm（图3)，且结构的刚度不强，车钩安装座与连接端部的平面度2mm和平行度2mm要求较难控制，需要组焊后机加工。所以在组装焊接后,司机室底架的制作过程最为复杂，尺寸精度要求高，而焊后变形大，矫正过程十分困难和繁琐。
防撞梁上各个安装座孔的位置度无法保证
由于防撞梁是一个对称的拱形部件，在试制时玻璃钢外壳连接座采用划线装配，误差较大，尤其是安装座的相对位置难以保证，关联到后工序玻璃钢外壳的安装，见图4，该方法还存在效率低，操作困难等不便因素。
图4 防撞梁实物图
制作工艺过程
主要部件的组焊
(1)根据底架组焊图纸分析，底架的组焊主要利用柔性平台来制作（图5）。利用柔性平台放样制作简易的工装靠模，主要保证底架的外形尺寸以及上平面度。其中有部分孔相对位置要求较高的采用样板定位组焊（图6）。保证车钩安装座与连接端部的平行度。焊后打磨检测平面度待总装。
图5 柔性平台组焊
图6 样板定位组焊
(2)防撞梁组焊主要也是利用柔性平台来制作。首先利用垂直靠模放样，按照防撞梁外形尺寸和各个安装座的位置进行定位来制作，可以有效保证防撞梁的外形角度及各个安装座孔的位置度（图7）。为控制焊接后收缩角变形，组装完成后利用工艺筋撑住其开口，刚性固定，待焊后总组装完成后拆除（图8）。
图7 防撞梁组焊
图8 刚性固定
总组焊工艺方法
(1)针对试制过程中遇到的问题将总组装的工装进行了改进，利用数显三维划线胎位重新找正划出各部件定位的基准线。工装上增加两个固定夹具，组焊时夹住司机室上部控制焊接变形（图9）。设计制作增加一翻转定位靠模，便于防撞梁的组焊定位，确保防撞梁上各个安装孔的位置。还考虑到总装后司机室脱模的问题，故设计制作成可翻转的（图10）。此外还专门制作了登高台，方便组焊操作。
图9 固定夹具
图10 可翻转靠模
(2)总组装第一步吊装底架，保证底架中心线与工装胎模的中心线对齐，并利用铅垂线检验对中（图11）。利用端部安装座上的孔定位并用螺杆夹紧。
图11 检验对中
第二步吊装上部及门立柱，同样采用对中心的方法，利用端部连接座定位夹紧，使用工装上新增的夹具微调距离以及垂直度（图12、图13）。
图12 微调距离以及垂直度
图13 微调垂直度
第三步吊装防撞梁，利用新增的翻转靠模进行定位，保证防撞梁的高度及对中的位置，方便准确。防撞梁与门立柱连接处采用粉线测量调整位置，电焊定位（图14）。第四步划线组焊斜撑及安装座。第5步焊后局部矫正打磨交验。组焊完成待脱模的司机室见图15。
图14 电焊定位
图15 组焊完成待脱模的司机室
结束语
此类结构件在制作前，必须工艺分析透彻，关键尺寸要找到控制方法。本文总结的问题和提出的解决措施都是在生产中遇到的实际问题以及行之有效的解决方案。通过充分的工艺准备，工装设计制作，利用销轴的定位，确保各紧固连接的尺寸位置，通过刚性固定有效的控制了焊接变形，减少了矫正的时间，保证了司机室的质量，生产效率得到较大的提高。为后续的批量生产打下了坚实的基础。
冷作钣金,生产制造了各类机车室体结构达1000余台。
