CN102228921A - 新一代高速动车铝合金端墙柱构件成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明是新一代高速动车铝合金端墙柱构件成形方法，属于弯曲成形技术领域。所述发明主要是采用模具压型的方法，主要包括：a填充型腔，b型材定位，c压型，d后处理。首先，在型材下型腔内填充连续性撑芯。然后，启动液压机，在顶杆作用下升起下模直线段部分，将型材水平放置在下模的直线段上，使上模缓慢下降，型材被夹放在模具之间。开始压型，使型材弯曲变形，逐渐贴合在下模的型面上，停止压机，保持压紧状态一段时间，使形状稳定。最后，取下型材，切除两端余量，加工其他几何特征，校正零件，清理表面，得到完整的端墙柱构件。本发明解决了高速动车车体端墙柱构件成形过程中出现的截面畸变大、纵向轮廓尺寸差等问题，提高了成形精度。

Description

新一代高速动车铝合金端墙柱构件成形方法

技术领域：

本发明涉及一种新一代高速动车铝合金端墙柱构件成形方法，属于弯曲成形技术领域。

背景技术：

时下，我国轨道交通步入了高速时代。以时速380公里高速动车组为代表的新一代高速轨道车辆是实现轨道交通高速化的核心装备，是我国重点发展的主导车型，需求旺盛，市场巨大。新一代高速动车组，集机械制造、电力电子、网络控制、空气动力学等多门学科于一体，技术复杂，质量标准高，其生产制造技术目前只有少数几个国家掌握。新一代高速动车组的自主开发研制，首要突破的关键技术之一是高速铝合金车体的制造技术。

我国经过长时间、高密度的科研投入，高速动车组车体的制造已经成功地从引进阶段(整列车引进或零部件在国内组装)过渡到了自主生产阶段。但是由于少数车体关键零部件结构复杂，技术难度大，尚未完全实现自主制造，仍需从国外引进。端墙柱就是一种典型的构件，该零件连接着侧墙、端墙，是车体重要的承载构件，其成形精度直接影响侧墙、端墙等大部件的制造质量以及整车的外形精度和质量。但该零件结构复杂，成形难度大，精度要求高，从零件外形轮廓及其型材截面结构上看，端墙柱只适合用拉弯工艺成形，但拉弯力高达100吨，国内没有这样大吨位的设备，只能采用模具压型工艺。

国内公司经历了长时间的模具压型工艺研究，但是在弯曲成形过程的巨大载荷下，受拉压应力的作用，变形不均匀，截面会产生凹陷和凸出的严重变形，无法保持原材料的截面形状，得到的产品质量、纵向轮廓精度不过关，存在严重的缺陷，无法满足生产需要，不得不从国外高价进口。但零件的海外引进风险大，工期难以保证，直接威胁公司连续生产安全。

为了摆脱对进口零件的依赖，降低生产成本，节约能源和资源，我们开发了新一代高速动车铝合金端墙柱成形方法，可以实现端墙柱构件的自主研发和生产，得到的端墙柱构件轮廓精度高、产品质量良好，完全满足实际生产要求。

发明内容：

本发明涉及一种新一代高速动车铝合金端墙柱构件成形方法，目的在于解决国内自行研发的端墙柱构件存在严重的缺陷，无法满足生产需要的问题。

本发明的上述目的是这样实现的，现结合附图说明如下：

本发明所述的成形方法是通过模具压型的方式实现的，主要工艺过程包括：a填充型腔，b固定型材，c压型，d后处理工序。在型材的下型腔内放置连续性撑芯，并调整护板与型材侧壁之间合适的间隙大小和位置关系。开启液压机，将下模的直线段部分(1)升起，型材水平放置在下模直线段部分，上模缓慢下降，上、下模直线部分一起将型材压紧在模具之间，使其不会出现变位的情况。依靠其压力使上模和下模直线段部分缓慢下降，同时护板紧贴在型材的两侧壁上，使型材逐渐贴合在下模型面上，完成压型。

所述的压型模具型面的组成：中间为直线段、两端为半径不同的圆弧，压型时必须使模具直线段部分处于水平位置，且下模直线段部分与两端的圆弧部分(9)分离，在顶杆(8)作用下可以升起。

所述的下型腔截面为封闭的，内置的填充物是通过弹性中心轴(7)连接在一起形成的连续性撑芯(5)，大小与型腔截面尺寸相当，且撑芯的每个棱边进行倒角，防止其划伤型材的内表面。

所述的护板分成四段，使用螺栓(3)固定在上模(4)的外侧，在型材弯曲过程中贴合在型材侧壁上，将型材的两侧壁全部包起来，与型腔内的填充物一起将侧壁夹在中间，防止其发生外凸或内陷的现象。

与其他的模具压型工艺相比较，本发明具有诸多优点。

本发明的主要优点在于通过使用我们开发的成形工艺，可以得到优质的铝合金车体端墙柱构件，避免了型材的截面在成形时会发生变化，出现内陷和外凸的情况，其轮廓精度高、截面尺寸良好，可完全替代进口产品，打破对国外产品的依赖，降低高速动车组的生产成本，节约能源和资源。此种成形方法可以用于端墙柱构件的批量生产中，即解决了企业棘手的技术问题，又给企业带来巨大的经济效益和社会效益，对于提高我国高速动车的自主开发能力和技术水平也是非常有意义的。

附图说明：

图1端墙柱成形方法流程示意图

图2压型模具与型材位置关系示意图

图中：1、下模直线段2、护板3、螺栓4、上模5、连续性撑芯6、型材7、弹性中心轴8、顶杆9、下模圆弧段

具体实施方式：

下面结合附图所示实例进一步说明本发明的内容及其具体实施方式。

根据端墙柱构件的轮廓尺寸准备合适的型材(6)，型材的特点是带有上、下两个型腔，上面是半封闭的型腔，在顶部带有一个稍微向内收缩的插口，下面则是封闭型腔。首先，在型材下型腔内放置连续性撑芯(5)，并调整护板(2)与型材侧壁之间合适的间隙大小和位置关系，使压型模具的直线段部分处于水平位置。然后，开启液压机，在顶杆(8)的作用下，将下模的直线段(1)部分升起，把放置完撑芯的型材水平放置在下模直线段部分，与冲压方向垂直，再使上模(4)缓慢下降，压在型材(6)上型腔内，使型材压紧在上、下模之间，并保证护板与型材侧壁贴合，始终保持模具直线段部分水平方向不动，依靠其压力控制上模和下模直线段部分缓慢下降，此时护板也全部将型材的侧壁包起来，型材在压力作用下发生弯曲，逐渐贴合在下模型面上。停止压机，保持压紧状态一段时间，使型材形状稳定。最后，升起上模，将弯曲后的型材取下，切除构件两端余量，加工其余几何特征，校正零件，清理表面，得到完整、合格的端墙柱构件。

在下型腔内的填充连续性撑芯时，必须保证撑芯和型腔内壁之间保持一定的间隙，在成形过程中型腔内的撑芯可以随之一起弯曲，并有效地贴在型腔内壁上。

本发明成功地解决了高速动车铝合金端墙柱构件成形过程中出现的质量问题，有效地改善了端墙柱构件成形质量，使之完全满足生产标准和使用要求。为企业带来了巨大的经济效益和社会效益，对于提高我国高速动车的自主研发能力和技术水平有十分重要的意义。

Claims (3)

1.本发明是新一代高速动车铝合金端墙柱构件成形方法，主要包括：a填充型腔，b型材定位，c压型，d后处理，其特征在于：所述的成形方法是通过模具压型的方式实现的。

2.根据权利要求1所述的高速动车车体端角柱构件成形方法，其特征在于：上、下模的直线段部分水平放置，将型材夹放在其中，与冲压方向垂直。

3.根据权利要求1或2所述的高速动车车体端角柱构件成形方法，其特征在于：在型材的下型腔内填充连续性撑芯，组成撑芯的各个块的棱边进行倒角。

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