CN102672418B - 不锈钢车体侧墙立柱成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，包括：（1）下料，将一整张不锈钢板通过激光切割，加工成无折边的展开形状，并留出折边量和工艺缺口，在需要与侧墙板贴合的立柱翼面上再设置多个三角形缺口；（2）压型，将切割后的板料置入压型模具，经模压整体一次成型；（3）整形，将压型后的工件按图纸尺寸进行最后的调修整形，形成满足设计要求的立柱。该工艺采用整体一次模压成型工艺，工艺步骤简单，制造成本低，可大幅度提高生产效率，同时在保证成型后立柱结构强度的前提下，保证了立柱上各位置的表面质量和几何尺寸，完全满足高速动车组不锈钢车体侧墙对立柱强度和表面质量的较高的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，属于轨道车辆车体制造技术领域。
背景技术
高速动车组不锈钢车体是由底架、侧墙、端墙、车顶组成的整体焊接结构。其中，侧墙是轨道车辆的最重要的外露部件，其平面度直接影响车辆的总装和总装后产品的美观。
侧墙由立柱和边梁通过焊接形成框架，再通过点焊在外面包上墙板。其中，立柱是侧墙的主要受力部件，其结构和强度直接决定了侧墙的整体强度。立柱的表面质量和弯曲部分是否过度圆滑，也决定了包上墙板后侧墙整体的外表面状态。
立柱的形状如图1和图2所示，立柱与侧墙的弯曲曲率相一致，立柱的断面大致呈“Z”字型，立柱上与侧墙板贴合的翼面上有许多曲率变化较剧烈的地方，而与内墙板贴合的翼面曲率变化都较均匀。该结构的立柱在加工过程中，其工艺难点是形状复杂，翼面各点的曲率不相同，成型困难。如果采用焊接结构，各段下料后再拼焊成型，不仅成本高、速度慢，生产效率低，而且因为焊接时热输入量大，会造成零件的扭曲变形，成型质量不好。采用一般的模压方法，由于翼面有曲率小的部位，成型后会有应力集中和扭曲变形的现象，而且还会出现裂纹、起皱等缺陷。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种制造成本低，工艺简单，且能保证成型后立柱的结构强度、表面质量和几何尺寸的不锈钢车体侧墙立柱成型工艺。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，该工艺步骤包括：
（1）下料，将一整张不锈钢板通过激光切割，加工成无折边的展开形状，并留出折边量和工艺缺口，在需要与侧墙板贴合的立柱翼面上再设置多个三角形缺口；
（2）压型，将切割后的板料置入压型模具，经模压整体一次成型；
（3）整形，将压型后的工件按图纸尺寸进行最后的调修整形，形成满足设计要求的立柱。
其中，所述三角形缺口的宽度优选为20mm，深度优选为15mm。
所述三角形缺口在对不锈钢板激光切割时同时加工。
所述三角形缺口顶端使用圆角过渡。所述三角形缺口顶部的圆角半径优选为5mm。
所述三角形缺口分别布置在翼面曲率突变之处。
所述不锈钢板的厚度为2mm。
综上内容，本发明所述的一种不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，与现有技术相比，具有如下优点：
（1）采用整体一次模压成型工艺，工艺步骤简单，制造成本低，可大幅度提高生产效率。
（2）通过三角形缺口的设置，在保证成型后立柱结构强度的前提下，避免出现翼面应力集中和扭曲变形的现象，同时，也可以避免出现裂纹、起皱等缺陷，保证了立柱上各位置的表面质量和几何尺寸，完全满足高速动车组不锈钢车体侧墙对立柱强度和表面质量的较高的要求。
附图说明
图1是本发明立柱结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B向视图；
图4是图1的C点旋转展开结构示意图。
如图1至图4所示，立柱1，工艺缺口2，三角形缺口3，翼面4，翼面5，中间板6。
具体实施方式
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：
不锈钢车体侧墙立柱1的结构如图1和图2所示，立柱1与侧墙的弯曲曲率相一致，立柱1的断面大致呈“Z”字型，相邻两边的折角为直角，立柱1与侧墙板贴合的翼面4上有许多曲率变化较剧烈的地方，如图1中箭头所示的C点，与内墙板贴合的翼面5曲率变化较均匀。
本发明所述的一种不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，包括如下步骤：
（1）下料：
选择一整张不锈钢板，高速动车组车体的不锈钢板的材料一般选择为EN1.4318+2B(Rp0.2>350Mpa)，不锈钢板材料的厚度为2mm。
经排料后，通过激光切割机加工成无折边的展开的形状，其展开板料的边缘要留出折边量，四周还均要留出加工余量。
如图1和图3所示，按零件图得到的展开板料压型后存在应力集中和扭曲变形的现象，为了提高成型质量，通过大量工艺验证，首先确定工艺缺口2的位置和尺寸，工艺缺口2开在立柱1需要与侧墙板贴合的翼面4上，工艺缺口2一直延伸至与翼面4垂直的中间板6上，工艺缺口2要与侧墙板上小横梁相配合，位置和尺寸根据与之相配合的小横梁确定。
因为在立柱1与侧墙板贴合的翼面4上有许多曲率变化较剧烈的地方，如图1中箭头所示的7个C点。为避免在后续的压型过程中出现应力集中、扭曲变形、裂纹、起皱等缺陷，在翼面4上再相应增加七个三角形缺口3，每个C点处都开有一个三角形缺口3。
通过大量工艺验证，三角形缺口3的尺寸为宽20mm，深为15mm，为避免应力集中，三角形缺口3的顶端使用圆角过渡，圆角的半径可为5mm。
为避免加工翼面3产生应力集中和裂纹，要求三角形缺口3在侧墙立柱1激光下料切割的同时进行加工。所开三角形缺口3与下道工序中点焊的位置不重合，保证立柱1成型后的结构强度。
（2）模压成型：
将上述加工好的翼形不锈钢板置入压型模中，通过压力机施加压力，得到所需的翻边，即得到初步的工件。压型时模具一次成型两件立柱1。
压型模型面以上模为准，下模与之配合间隙为2mm；翻边刃口以凸模为准，凹模与之配2mm间隙；翻边顶件器与下模间隙为1mm，压料体与上模间隙为1mm；模具热处理：翻边凹模、凸模刃口HRC55以上；铸件工作表面不允许有任何铸造缺陷，并经时效处理。
不锈钢板折弯后，翻边处保证直角状态，弯曲部分无突弯，翻边上不同半径之处过度圆滑，没有急弯。侧墙立柱1表面无裂纹、气泡、结疤、折叠、夹杂和端面分层等缺陷，状态良好，允许有不大于公称厚度5%的轻微凸凹和压痕。侧墙立柱1的扭转角不大于1.5°。
（3）整形：
将上述加工好的工件置入整形模，通过整形模对工件形状进行最后的调整，保证工件的几何尺寸要求和表面质量，制品边缘无飞边和毛刺等有害缺陷。
经过上述步骤加工完成的立柱，立柱上各位置的表面质量均较好，完全满足高速动车组不锈钢车体侧墙对立柱强度和表面质量的较高的要求。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，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 (7)
1.一种不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，其特征在于：该工艺步骤包括，
（1）下料，将一整张不锈钢板通过激光切割，加工成无折边的展开形状，并留出折边量和工艺缺口，在需要与侧墙板贴合的立柱翼面上再设置多个三角形缺口；
（2）压型，将切割后的板料置入压型模具，经模压整体一次成型；
（3）整形，将压型后的工件按图纸尺寸进行最后的调修整形，形成满足设计要求的立柱。
2.根据权利要求1所述的不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，其特征在于：所述三角形缺口的宽度为20mm，深度为15mm。
3.根据权利要求1所述的不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，其特征在于：所述三角形缺口在对不锈钢板激光切割时同时加工。
4.根据权利要求1所述的不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，其特征在于：所述三角形缺口顶端使用圆角过渡。
5.根据权利要求4所述的不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，其特征在于：所述三角形缺口顶部的圆角半径为5mm。
6.根据权利要求1所述的不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，其特征在于：所述三角形缺口分别布置在翼面曲率突变之处。
7.根据权利要求5所述的不锈钢车体侧墙立柱成型工艺，其特征在于：所述不锈钢板的厚度为2mm。
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