CN112537337A - 一种一体式车钩面板及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一体式车钩面板及其成型方法，一体式车钩面板包括：面板主体，所述面板主体为一体式结构，在所述面板主体一侧面的两端均设置有第一接口，在所述面板主体另一侧面的两端均设置有第二接口。本发明提供的一体式车钩面板及其成型方法，用以至少解决现有的车钩面板结构强度低，生产效率低下的技术问题。

Description

一种一体式车钩面板及其成型方法

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，尤其涉及一种一体式车钩面板及其成型方法。

背景技术

目前，我国动车组技术发展迅速，在长途出行时，有舒适高速的城际铁路逐渐成为了人们的首选，市内出行时，便捷、准时的地铁受到人们的欢迎，在动车、地铁等轨道车辆中都需要使用车钩面板作为车辆间的主要连接纽带。车钩面板是高速动车等轨道车辆的重要部件，车钩面板作为铝合金车体车下的主要受力部件，其承担着两辆车体的车钩连接作用。

如何提高车钩面板的制造质量及生产效率，关系到提高动车组的质量安全和相关高速动车企业的效益，现有技术中的车钩面板为两部分独立的分离结构，需要通过熔化焊接的形式将两部分面板型材形成整体结构，焊接的形式导致了车钩面板整体强度下降，并且焊后精度不高，不利于高速动车组的质量提升；此外，焊接生产效率低，每天仅只能焊接一块产品，严重制约者企业的高效生产。

综上所述，急需对现有的车钩面板进行结构的改进和的制造成型方法的改进，使车钩面板的强度提升，生产效率得到提升。

发明内容

本发明提供一种一体式车钩面板及其成型方法，用以至少解决现有的车钩面板结构强度低，生产效率低下的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种一体式车钩面板，其中，包括：面板主体，所述面板主体为一体式结构，在所述面板主体一侧面的两端均设置有第一接口，在所述面板主体另一侧面的两端均设置有第二接口。

本发明提供的一种一体式车钩面板中，面板主体采用一体式成型的结构，提高了整体的结构强度。相对于传统的两部分独立的分离结构的面板，不再需要焊接加工，减轻了劳动强度，提高了加工效率，有利于扩大生产规模。

在一种可能实施的方式中，所述第一接口包括一对挡板块以及设置在一对挡板块之间的开口腔，在所述挡板块的外侧端均具有钩部。

在一种可能实施的方式中，所述第二接口包括卡钩部和连接部，所述卡钩部通过所述连接部与所述面板主体连接。

在一种可能实施的方式中，所述卡钩部的内侧端设置有凹腔，所述凹腔的一侧具有斜面。

在一种可能实施的方式中，所述面板主体为实心结构。

在一种可能实施的方式中，所述面板主体的厚度L为80mm～81mm。

本发明还提供一种一体式车钩面板的成型方法，包括：

挤压模具的安装；

挤压原料的检验；

对挤压模具加热使挤压原料成为熔融状态；

将熔融状态的挤压原料挤压到热压成型机模腔内成型，挤压吨位1600吨，挤压比为7.2～8.1，主缸前进速度挤压速度为1mm/s；

脱模定型，并将脱模后的产物进行淬火处理；

将淬火处理后的零件放置预设时间后，进行拉伸矫直处理，拉伸率为1.0％～3.0％；

将拉伸矫直处理后的产品进行切段，切段至长度为每段800mm；

将切段得到的产品进行表面精加工；

将精加工后的产品进行检验。

在一种可能实施的方式中，所述挤压原料的材质为铝锭。

在一种可能实施的方式中，所述淬火处理为离线淬火，淬火温度为530±5℃，保温时间为300min。

在一种可能实施的方式中，所述对挤压模具加热使挤压原料成为熔融状态，包括：控制加热温度为520℃，保温时间为8h。

本发明提供的一体式车钩面板及其成型方法，对于断面结构大且厚的一体式车钩面板，使其生产成为可能，提高了生产效率，节约了生产成本，大大降低了生产加工者的劳动强度，可实现产品大批量生产，产品质量稳定，机械加工时间明显缩短。

除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明实施例提供的一体式车钩面板及其成型方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一体式车钩面板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一体式车钩面板的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一体式车钩面板的使用效果图。

附图标记说明：

10-面板主体；

20-第一接口；

21-开口腔；

22-挡板块；

23-钩部；

30-第二接口；

31-卡钩部；

32-斜面；

33-凹腔；

34-连接部；

40-盖板；

41-凸起；

50-车钩箱侧板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

车钩面板是高速动车组铝合金车体底架前端的一个最重要部件,其在列车运行中承受很大的动载荷,所以其质量将直接影响车体的运行安全，提高车钩面板的制造质量及生产效率，降低其制造成本是非常必要的。

现有技术中的车钩面板为两部分独立的分离结构，需要采用焊接的方法使其成为一体结构，由于在车体底架中车钩面板是重要组成部件之一，其型材截面尺寸较大，焊接过程中变形大，对焊接质量要求很高。目前在加工车钩面板中使用的焊接形式有熔化焊车和搅拌摩擦焊，熔化焊加工车钩面板指的是：通过两组面板型材熔化焊而成整体车钩面板；搅拌摩擦焊加工车钩面板指的是：通过两组面板型材搅拌摩擦焊接而成整体车钩面板。

虽然目前采用焊接的工艺方法可以生产车钩面板，但是存在着以下诸多问题：

熔化焊加工车钩面板存在着的问题有：其需要专用的组焊工装、组焊设备及人员，由于焊接存在收缩变形，焊后需要专业人员对车钩面板尺寸进行检测并调修，还需要专业人员对焊缝质量进行检测，造成制造成本高，需要的劳动力人员多；其焊后精度不高，熔化焊车钩面板焊后平面度超过了2mm，经过人工调修后平面度为1mm；熔化焊车钩面板焊接后整体强度较焊前大幅下降，其强度下降高达30％，不利于高速动车组的质量提升；熔化焊车钩面板需要焊接正反面19V、20V焊缝，一侧焊接完需要翻转工件后再焊接另一侧，中间层焊缝焊接后需要清理再焊接下一层，焊后需调修，单个车钩面板制造总时间约40小时，制造周期长，不利于提高生产效率。

搅拌摩擦焊加工车钩面板存在着的问题有：搅拌摩擦焊加工车钩面板同样需要专用组焊工装、组焊设备及人员，由于焊接存在收缩变形，焊后需要专业人员对车钩面板尺寸进行检测并调修，需要专业人员对焊缝质量进行检测，造成制造成本高，需要的劳动力人员多；搅拌摩擦焊加工车钩面板导致车钩面板整体强度下降，搅拌摩擦焊车钩面板焊接后整体强度较焊前下降至少20％；此外，搅拌摩擦焊加工车钩面板使得制造周期长，搅拌摩擦焊车钩面板需进行上下面焊接，焊后需进行射线探伤以及取样拉伸、弯曲试验，单个车钩面板制造总时间约24小时，每天仅只能焊接一件产品，不利于大规模高效生产。

鉴于上述背景，需要对车钩面板的结构以及制造加工方法进行改进，使其克服现有技术中采用焊接加工的方法存在的问题，提高车钩面板的生产效率以及结构强度。

下面参考附图1-3描述本发明实施例提供的一体式车钩面板及其成型方法。

本发明提供的一种一体式车钩面板，参考图1所示，包括：面板主体10，面板主体10为一体式结构，在面板主体10一侧面的两端均设置有第一接口20，在面板主体10另一侧面的两端均设置有第二接口30。参考图1和图3所示，在面板主体10一侧面的两端设置的第一接口20用于将面板主体10的上端与两个盖板40分别连接；在面板主体10另一侧面的两端设置的第二接口30用于将面板主体10的下端与两个车钩箱侧板50连接。

本发明提供的一种一体式车钩面板，面板主体10为一体式成型的结构，不再需要焊接加工，是没有任何中间焊缝接口的一体式结构，因而可以有效提升整体的强度，提高生产效率，减轻工人劳动强度，提高了产品的实物质量。

参考图2和图3所示，第一接口20包括一对挡板块22以及设置在一对挡板块22之间的开口腔21，在挡板块22的外侧端均具有钩部23，钩部23的大小与两个盖板40下端的凸起41的结构形状相匹配，使钩部23能够与凸起41实现稳定连接。

第二接口30包括卡钩部31和连接部34，卡钩部31通过连接部34与面板主体10连接。

卡钩部31的内侧端设置有凹腔33，凹腔33的一侧具有斜面32。凹腔33，车钩箱侧板50抵在凹腔33内，实现卡钩部31与车钩箱侧板50的连接作用。

面板主体10为实心结构。

优选的，本发明提供的一种一体式车钩面板，其最大宽度为689mm，面板主体的厚度L为80mm～81mm，每米长度的单重为157.7kg，平面度为不超过0.3mm。

优选的，面板主体的厚度L为80mm。

本发明还提供一种一体式车钩面板的成型方法，包括以下步骤：

步骤S101：挤压模具的安装；去除挤压模具上积聚的灰尘以及凸起异物，保证挤压模具上无杂质、无划痕。

步骤S102：挤压原料的检验；确保挤压原料无误。

步骤S103：对挤压模具加热使挤压原料成为熔融状态；挤压原料的加热融化处理为产品获得很好的结构性能提供基础。

步骤S104：将熔融状态的挤压原料挤压到热压成型机模腔内成型，挤压吨位1600T，挤压比为7.2～8.1，主缸前进速度挤压速度为1mm/s。

优选的，挤压比为7.26。

容易理解的是，挤压速度太低，会降低生产效率；挤压速度过高，虽然延伸率较高，但是产品抗拉强度降低，易导致产品热裂。当挤压比小于7.26时，动态再结晶不充分，组织不均匀，影响材料性能；当挤压比大于7.26时，增加挤压力摩擦力，生产效率较低。经过大量实验验证与分析得出主缸前进速度挤压速度为1mm/s，产品的力学性能较佳。经过大量实验验证与分析得出挤压比为7.26，主缸前进速度挤压速度为1mm/s时，产品的力学性能较佳。

步骤S105：脱模定型，其中，脱模定型后的产物长度为6000mm，并将脱模后的产物进行淬火处理；

步骤S106：将淬火处理后的零件放置预设时间后，进行拉伸矫直处理，拉伸率为1.0％～3.0％；

步骤S107：将拉伸矫直处理后的产品进行切段，切段至长度为每段800mm；

步骤S108：将切段得到的产品进行表面精加工，主要加工第一接口20和第二接口30，使第一接口20达到可以与盖板40组装成装配状态，使第二接口30达到可以与车钩箱侧板50组装成装配状态；

步骤S109：将精加工后的产品进行检验。

挤压原料的材质为EN6082-T6的铝锭。具体是采用直径为Φ734mm，长度为2450mm的铝锭，可根据头尾去料情况适当调整铝锭的长度。

淬火处理为离线淬火，淬火温度为530±5℃，保温时间为300min，此步骤可保证产品获得均匀良好的组织性能，使得组织的均匀化，从而提高产品的工艺性能和使用性能。

对挤压模具加热使挤压原料成为熔融状态，包括：控制加热温度为520℃，保温时间为8h，即8小时，此加热温度十分重要，可使得熔融状态的金属原料流动的更加均匀。

本发明提供的一种一体式车钩面板的成型方法，可以一次加工车钩面板成型且保证表面质量、组织性能和尺寸精度，彻底打破了现有技术中通过组装、焊接、调修以及检测实现整体车钩面板的制造形式，大幅度降低了制造成本，提高了车钩面板的整体制造精度。

此外，本发明提供的一种一体式车钩面板的成型方法制造的一体式车钩面板，其强度与铝合金型材相当，相对于采用熔化焊加工的车钩面板，其整体强度增强了30％；相对于采用搅拌摩擦焊加工的车钩面板，其整体强度增强了20％；由于取消了很多制造工序，最大可能的缩减了制造时间，提高了制造加工效率。

本发明提供的一种一体式车钩面板的成型方法，不再采用焊接加工的方法，克服了焊接变形对车钩面板造成的影响、减少焊接应力，提高生产效率。

采用上述一体式车钩面板的成型方法生产的车钩面板，其制造精度得到显著提高，有效解决了焊接工艺对产品精度的不良影响，采用上述一体式车钩面板的成型方法，生产合格率为大幅度提升,生产合格率接近100％，生产的车钩面板质量得到改善。

采用上述一体式车钩面板的成型方法生产的车钩面板，生产效率大幅度提升，生产周期缩短，生产一个车钩面板的时间比采用熔焊方法的时间减少了40小时，生产一个车钩面板的时间比采用搅拌摩擦焊方法的时间减少了14小时，有利于扩大生产规模。

采用上述一体式车钩面板的成型方法生产车钩面板，节约了传统焊接方法中大量用于装配、焊接、调修、以及无损探伤的人员，有效释放了劳动力，无需装配、焊接、调修以及检测的工装、设备、以及人员投入，进而大大的节约了生产成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种一体式车钩面板，其特征在于，包括：面板主体(10)，所述面板主体(10)为一体式结构，在所述面板主体(10)一侧面的两端均设置有第一接口(20)，在所述面板主体(10)另一侧面的两端均设置有第二接口(30)。

2.根据权利要求1所述的一体式车钩面板，其特征在于，所述第一接口(20)包括一对挡板块(22)以及设置在一对挡板块(22)之间的开口腔(21)，在所述挡板块(22)的外侧端均具有钩部(23)。

3.根据权利要求2所述的一体式车钩面板，其特征在于，所述第二接口(30)包括卡钩部(31)和连接部(34)，所述卡钩部(31)通过所述连接部(34)与所述面板主体(10)连接。

4.根据权利要求3所述的一体式车钩面板，其特征在于，所述卡钩部(31)的内侧端设置有凹腔(33)，所述凹腔(33)的一侧具有斜面(32)。

5.根据权利要求1-4任一所述的一体式车钩面板，其特征在于，所述面板主体(10)为实心结构。

6.根据权利要求1-4任一所述的一体式车钩面板，其特征在于，所述面板主体的厚度L为80mm～81mm。

7.一种一体式车钩面板的成型方法，其特征在于，包括：

挤压模具的安装；

挤压原料的检验；

对挤压模具加热使挤压原料成为熔融状态；

将熔融状态的挤压原料挤压到热压成型机模腔内成型，挤压吨位1600吨，挤压比为7.2～8.1，主缸前进速度挤压速度为1mm/s；

脱模定型，并将脱模后的产物进行淬火处理；

将淬火处理后的零件放置预设时间后，进行拉伸矫直处理，拉伸率为1.0％～3.0％；

将拉伸矫直处理后的产品进行切段，切段至长度为每段800mm；

将切段得到的产品进行表面精加工；

将精加工后的产品进行检验。

8.根据权利要求7所述的一体式车钩面板的成型方法，其特征在于，所述挤压原料的材质为铝锭。

9.根据权利要求7-8任一所述的一体式车钩面板的成型方法，其特征在于，所述淬火处理为离线淬火，淬火温度为530±5℃，保温时间为300min。

10.根据权利要求7-8任一所述的一体式车钩面板的成型方法，其特征在于，所述对挤压模具加热使挤压原料成为熔融状态，包括：控制加热温度为520℃，保温时间为8h。

Images