CN102319778A - 轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法，属于金属塑性加工技术领域。所述成形方法的最大特点是在液压机上采用模具弯曲成形方式实现铝型材侧柱构件的弯曲成形。首先，在型材的半封闭型腔内填加离散型填充物，封闭型腔内填加连续性芯轴；然后，型材水平放置在升起的下顶料板上，插口朝上；第三，上模向下运动，压在块状填充物上，与下顶料板一起锁定构件的直线段部分，继续向下运动，使型材弯曲，完全贴膜，实现弯曲成形；最后，上模回程，下顶料板顶出弯曲型材，取出填充物，加工几何特征，得到合格的侧柱构件。本发明所述成形工艺生产的产品质量好，无需调修，可以成倍的提高生产效率，为企业带来了巨大的经济效益和社会效益。

Description

轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法

技术领域：

本发明涉及轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法，属于金属塑性加工技术领域。

背景技术：

铝合金作为工业中应用最为广泛的一类有色金属结构材料，由于其具有较高的“比强度”(强度与比重的比值)和良好的塑性，使得铝合金型材构件在航空、航天、汽车、轨道车辆等领域得到了大量的应用。

在轨道车辆的铝合金车体骨架构件中，有一种复杂截面的侧柱构件，它是由直型材弯曲而成，是车体关键的承力构件，也是重要的装配定位基准件，其外形尺寸大，精度要求高。但是由于该构件轮廓形状(由多段圆弧和直线段组成)和截面形状(由封闭型腔和半封闭型腔组成)复杂，成形难度大，国内自行开发的产品存在截面畸变严重、外形精度差等诸多缺陷，产品的质量和精度指标无法达到设计要求，无法投入使用。因此车体装配中该构件长期以来一直依赖引进，从德国等国家高价进口，是少数尚未国产化的铝合金车体关键零件之一。

为了攻克此类铝型材侧柱构件的高精度成形制造技术，摆脱进口依赖，我们开发了侧柱构件的弯曲成形方法，解决了截面畸变大、外形精度差的问题，获得的侧柱构件精度高、质量好，各项指标完全满足设计和实际生产要求，截面形状精度等部分指标还高于进口产品，成功实现了国产化。

发明内容：

本发明涉及一种轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法，目的在于解决铝型材侧柱构件在弯曲成形过程中截面畸变大、外形尺寸不精确等缺陷。

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最大的特点是在液压机上采用模具弯曲成形方式实现铝型材侧柱构件的弯曲成形。所述铝型材侧柱构件的特点是：构件的截面尺寸大(宽X高为165mmX215mm)截面包含有封闭和半封闭两个型腔，外形轮廓曲线由一段直线和三段不同半径的圆弧曲线构成。本发明所述成形工艺包括以下步骤：

(1)在型材的封闭和半封闭两个型腔内都添加填充物；

(2)升起下顶料板到指定高度，将填充后的铝型材水平放置在下顶料板上，与冲压方向垂直，半封闭型腔的插口朝上；

(3)上模向下运动，压在半封闭型腔内的离散填充物上，与下顶料板一起压紧型材的直线段部分，然后，上模和下顶料板夹着型材继续下行，使型材发生弯曲变形，到下死点后停止，型材完全贴模，实现弯曲成形；

(4)上模回程，升起下顶料板，顶出弯曲件；

(5)取出弯曲件内的填充物，去除两端头，按图纸加工几何特征，清理表面，得到合格的铝型材侧柱构件。

所述的填充物，在半封闭型腔内填充的是具有设定几何形状的离散型块状填充物，封闭型腔内填充的是由众多具有设定形状的支撑块连接在一起的连续性芯轴。

所述的下顶料板，在成形前与上模夹紧型材，成形时在上模的推动下向下运动，直到到达下死点停止，成形后，下顶料板升起，顶出弯曲件。

所述的成形模具带有动、定护翼，安装在上模上，按照成形构件的轮廓，做成随形护翼，动、定护翼在整个弯曲成形过程中紧紧包含限定着铝合金型材。

本发明的主要优点在于利用所述的模具弯曲成形方法解决了铝型材侧柱构件的弯曲成形问题，制得的侧柱构件轮廓精度高、截面尺寸好，避免了此类型材构件在弯曲成形过程中容易出现的截面畸变、外形精度差等主要缺陷，成形构件质量和精度达到设计指标要求，可完全替代进口产品，从而打破了国外对此类铝型材成形技术的垄断，消除了国内企业对国外产品的依赖；由于利用本发明所述成形工艺生产的产品精度高、质量好，无需调修，可以成倍的提高生产效率，为企业带来了巨大的经济效益和社会效益。同时，本发明的弯曲成形方法为其他铝型材构件的弯曲成形提供共性技术，凡是截面具有封闭或者半封闭型腔铝型材构件都可用本发明所述的方法弯曲成形。

附图说明：

图1轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法流程示意图

图中：1、铝合金型材2、连续性芯轴3、离散型块状填充物4、下顶料板5、上模6、下模7、动、定护翼8、车体铝合金侧柱构件

具体实施方式：

下面结合附图进一步说明轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法的具体实施方式，具体步骤如下：

1)、根据侧柱构件的截面特点，将型材(1)的封闭型腔内填充由众多具有设定形状的支撑块连接在一起的连续性芯轴(2)，半封闭型腔内充填具有设定几何形状的离散型块状填充物(3)。块状填充物和芯轴始终靠在型腔四周的侧壁上，支撑着侧壁，且在弯曲过程中可以随形弯曲，防止其在弯曲过程中出现内陷的情况。

2)、升起模具的下顶料板(4)到指定高度，将填充后的铝型材水平放置在下顶料板上，半封闭型腔的插口朝上；

3)、上模(5)下行，模具表面压在半封闭型腔内的离散型填充物上，与下顶料板一起锁紧构件的直线段部分；然后，上模继续下行，和下顶料板夹着型材共同下行，型材因而发生弯曲变形，到达下死点后停止，型材完全贴模，完成弯曲成形。上模(5)和下顶料板(4)先行锁紧型材再弯曲可保证被锁紧部分保持直线状态，不发生弯曲；

4)、回程，抬起上模，再升起下顶料板，把弯曲后的型材从下模(6)上顶出；

5)、把弯曲型材内的填充物取出，去除型材两端头，按图纸加工几何特征，清理表面，得到合格的铝型材侧柱构件(8)。

所述的连续性芯轴由众多预先加工好的具有设定几何形状的支撑块连接在一起组成，具有弯曲贴合性强、柔性好、支撑刚度高等特点。

在模具上模两侧设置动、定护翼(7)，成形前上模动、定护翼将型材两侧面夹紧限位，增加侧面刚度，防止失稳弯曲变形，确保型材在整个弯曲成形过程中两个侧面都得到有效约束，可有效限制侧立面发生弯曲畸变。

本发明所述一种铝型材侧柱构件弯曲成形方法，解决了此类具有特定的封闭和半封闭型腔截面的铝型材构件的弯曲成形问题。制得的产品质量精度完全达到国外进口产品水平，部分指标还优于国外产品，成功实现了国产化，使我国具备了该类产品的自主生产能力。

Claims (4)

1.本发明是一种轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法，最主要的特点是：使用液压机，采用模具弯曲方法实现构件的弯曲成形。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法，其特征在于：铝型材的封闭和半封闭两个型腔内都充填填充物，封闭型腔内充填由众多支撑块连接而成的连续性芯轴，半封闭型腔内填加离散型块状填充物。

3.根据权利要求1或2所述的一种轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法，其特征在于：上模外侧安装有动、定护翼，在整个成形过程中都包含限定着型材。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种轨道车辆车体铝型材侧柱构件弯曲成形方法，其特征在于：型材充填后放置在升起的下顶料板上，上模和下顶料板一起先压紧型材，锁定构件直线段部分，然后一起向下运动，实现弯曲成形。