CN102398141A - 地铁牵引梁腹板一体成型加工方法 - Google Patents

地铁牵引梁腹板一体成型加工方法 Download PDF

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Inventor
刘学之
郝彦荔
董正林
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Abstract

本发明涉及一种地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,包括如下步骤:(1)下料,将一整张铝板通过水切割或机械加工,加工成无折边的展开的翼形形状,并留出折边量和加工余量;(2)将上述翼形铝板进行加热,再将加热后的铝板置入压力机,进行热压成型,将铝板的翼形边缘向一侧折弯形成所需的折边;(3)将热压成型后的工件进行热处理,包括工件淬火和时效处理;(4)将热处理后的工件按图纸尺寸进行最后的机械加工,形成满足设计要求的腹板。该加工方法,工艺步骤简单,对设备要求较低,不需要大型的锻造设备,在满足强度要求的前提下,可大幅度降低制造成本。

Description

地铁牵弓I梁腹板一体成型加工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种地铁牵引梁腹板的加工方法,特别涉及一种地铁牵引梁一体成型加工方法,属于地铁车辆制造技术领域。
背景技术
[0002] 地铁车辆的底架端部一股由缓冲梁、牵引梁和枕梁组成整体焊接结构,其中,牵引梁是地铁车辆的一个重要的受力部件,其结构直接影响到车辆的受力性能。
[0003] 牵引梁是由几个腹板焊接而成的,而每个腹板的结构和强度直接决定了牵引梁的整体强度。如图1和图2所示,目前地铁中普遍采用的腹板为带有折边的翼形结构,它是由两个铝板成形后相互焊接而成的,这种工艺方法加工工艺简单,但成形后的腹板在整体强度上会稍显不足,在对牵引梁结构强度要求特别高的国家,这种工艺方法制成的腹板是不能满足其国家标准要求的。所以,为了提高腹板的整体结构强度,腹板需要采用一体式结构,就是由一块铝板加工制成,由于腹板形状的特殊性,使得加工这种一体式腹板的工艺相当复杂。在日本,采用的是铝合金模锻的工艺方法,因为铝合金模锻工艺对设备要求非常高,且制造成本高,所以目前在国内没有可以完成此类相关工艺的铝合金模锻厂家,这就影响了国内地铁车辆的生产及出口。
发明内容
[0004] 本发明主要目的在于解决上述问题,提供了一种工艺简单,制造成本低,且能保证腹板结构强度的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法。
[0005] 为实现上述目的,所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,包括如下步骤:
[0006] (1)下料,将一整张铝板通过水切割或机械加工,加工成无折边的展开的翼形形状,并留出折边量和加工余量;
[0007] (2)将上述翼形铝板进行加热,再将加热后的铝板置入压力机,进行热压成型,将铝板的翼形边缘向一侧折弯形成所需的折边;
[0008] (3)将热压成型后的工件进行热处理,包括工件淬火和时效处理;
[0009] (4)将热处理后的工件按图纸尺寸进行最后的机械加工,形成满足设计要求的腹板。
[0010] 在上述步骤2中,所述铝板的加热温度为400°C -470°C,所述铝板加热为电炉加热方式。
[0011] 在上述步骤2中,所述铝板折弯后,其折弯处的内径为RIOmm。
[0012] 在上述步骤3中,淬火加热温度为470 士 2°C,淬火保温时间为80分钟,转移时间小于25s,室温水进行冷却,时效温度为120士5°C,时效保温时间为M小时,所述工件的热处理在时效处理加热炉内完成。
[0013] 所述铝板的材料为A7N01P-T6,所述铝板材料的厚度为40mm至60mm。
[0014] 在上述步骤4中,所述机械加工采用数控铣床或加工中心。[0015] 综上内容,本发明的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,采用简单的工艺步骤,即可制造出符合设计要求和强度要求的一体成型的腹板,对设备要求较低,不需要大型的锻造设备,在满足强度要求的前提下,可大幅度降低制造成本。
附图说明
[0016] 图1本发明结构示意图;
[0017] 图2图1的A-A剖视图。
[0018] 如图1和图2所示,工件1,折边2。
具体实施方式
[0019] 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:
[0020] 如图1和图2所示,地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,包括如下步骤:
[0021] (1)下料:
[0022] 选择一整张铝板,铝板的材料为A7N01P-T6,铝板材料的厚度为40mm至60mm,不同厚度的铝板在折弯后,其折弯处的壁厚都会大幅度减少,所在需要根据不同地铁车型的设计要求而选择不同厚度的铝板,例如可选择40mm、或45mm、或60mm三种厚度的铝板。
[0023] 将上述铝板通过水切割或机械加工,加工成无折边的展开的翼形形状,其翼形的边缘要留出折边量,四周还均要留出加工余量。
[0024] (2)热压成型:
[0025] 将上述加工好的翼形铝板,进行加热,采用电炉加热的方式,其加热温度在 4000C _470°C之间,其优选为470°C。
[0026] 再将加热后的铝板置入2000吨压力机,进行热压成型,用压力机将铝板的翼形边缘向一侧折弯,形成所需的折边2,即得到初步的工件1。
[0027] 铝板折弯后,其折弯处的内径为RIOmm,该数值主要是根据板材厚度,考虑到应力分步及成型难度确定的最小数值,折弯处的外侧的半径为R3mm,该数值是考虑到和其焊接的另一型材之间不能有太大的间隙,否则会影响焊接质量,所以尽最大可能保持其呈直角的状态。
[0028] (3)热处理:
[0029] 因铝板在加热后,其材质的内部性能都会有所降低,其材质的抗拉强度和剪切强度都会有所降低,为使成型后的工件1的材质内部性能达到加热成型前的状态,需要对加热成型后的工件1进行热处理。
[0030] 热处理过程包括工件淬火和时效处理。
[0031] 热处理过程的工艺参数为:淬火加热温度为470士2°C,淬火保温时间为80分钟, 转移时间小于25s,室温水进行冷却,时效温度为120士5°C,时效保温时间为M小时。
[0032] 工件1的热处理在时效处理加热炉内完成。
[0033] 表1中以40mm厚度的铝板为例,列出铝板热处理前后的技术参数的对比。
[0034] 表 1
[0035]
Figure CN102398141AD00051
[0036] (4)机械加工:
[0037] 机械加工所采用的设备为数控铣床或加工中心。
[0038] 将热处理后的工件1按图纸尺寸编程加工,工件1的内外侧均需要进行精加工,最后形成满足设计要求的腹板。
[0039] 经过上述步骤加工完成的腹板,腹板上各位置的变形量均较小,完全满足地铁车辆对腹板强度的较高的要求。
[0040] 表2中以40mm厚度的铝板为例,列出了成型的腹板各测量位置的垂直度。
[0041]表 2
[0042]
Figure CN102398141AD00052
[0043] 如上所述,结合附图和实施例所给出的方案内容,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。

Claims (9)

1. 一种地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)下料,将一整张铝板通过水切割或机械加工,加工成无折边的展开的翼形形状,并留出折边量和加工余量;(2)将上述翼形铝板进行加热,再将加热后的铝板置入压力机,进行热压成型,将铝板的翼形边缘向一侧折弯形成所需的折边;(3)将热压成型后的工件进行热处理,包括工件淬火和时效处理;(4)将热处理后的工件按图纸尺寸进行最后的机械加工,形成满足设计要求的腹板。
2.根据权利要求1所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:在上述步骤2中,所述铝板的加热温度为400°C -470°C。
3.根据权利要求2所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:所述铝板加热为电炉加热方式。
4.根据权利要求1所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:在上述步骤2中,所述铝板折弯后,其折弯处的内径为RIOmm。
5.根据权利要求1所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:在上述步骤3中,淬火加热温度为470士2°C,淬火保温时间为80分钟,转移时间小于25s,室温水进行冷却,时效温度为120士5°C,时效保温时间为M小时。
6.根据权利要求5所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:在上述步骤3中,所述工件的热处理在时效处理加热炉内完成。
7.根据权利要求1所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:所述铝板的材料为A7N01P-T6。
8.根据权利要求7所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:所述铝板材料的厚度为40mm至60mm。
9.根据权利要求1所述的地铁牵引梁腹板一体成型加工方法,其特征在于:在上述步骤4中,所述机械加工采用数控铣床或加工中心。
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