CN114750796B - 一种有轨交通用联系枕梁及其整体成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有轨交通用联系枕梁及其整体成型方法，属于复合材料结构成型技术领域。有轨交通用联系枕梁包括准六面体多腔体骨架、加强件、骨架包边、骨架盖板、对接件；所述的准六面体多腔体骨架由多个单元格整体固化成型；相邻单元格之间通过导气孔连通；准六面体多腔体骨架的开口侧与骨架盖板通过胶接与机械连接方式固定，所述的骨架包边铺缠在所述的准六面体多腔体骨架与骨架盖板的外型面；用于连接车体的对接件设置在准六面体多腔体骨架的两侧，加强件用于连接所述的对接件与骨架包边。
Description
技术领域
本发明属碳纤维增强树脂复合材料结构整体成型技术，具体涉及一种多腔体连通气室骨架功能与承载一体化的联系枕梁的铺层、组装整体成型技术。
背景技术
与碳素钢、铝合金等传统材料相比，复合材料具有质量轻、比强度高、比模量高、抗腐蚀、隔音降噪、可设计性强、可实现结构功能一体化等优点。通过一体化成型工艺设计，可减少零件连接，降低用工量，提高制造效率和工艺稳定性，提高安全可靠性。碳纤维复合材料已成为轨道交通装备研究应用的热点，碳纤维复合材料的工程化应用，可进一步提升轨道交通装备技术水平，实现轨道交通关键材料升级换代，推动中国碳纤维复合材料产业发展的同时，强力支撑中国高端装备技术水平的提升。
联系枕梁作为列车重要的部分，作为承力结构需要承受和传递车体和转向架之间的各种载荷,同时作为压力容器储存转向架止动所需的压缩空气，其结构极其复杂。本项目为首次开展碳纤维复合材料联系枕梁的研制工作，对成型工艺上也是极大挑战，本项目根据复合材料联系枕梁结构以及功能特点，在现有软模、组装固化成型等技术上开展了多腔体骨架结构整体成型及脱模技术、中空结构多次铺层固化材料体系优化设计、骨架包边铺层优化成型技术、联系枕梁整体组装成型技术优化以及枕梁高精度加工成型技术研究。
枕梁骨架是由多个准六面单元格组成，其结构整体性以及强度效率影响结构内压以及承载效果，本项目通过多腔体协同内外加压软模成型技术研究实现多腔体骨架结构的整体成型技术，并且通过铺层优化技术解决单元格纤维连续最优化，确保结构整体强度。
通过组装工艺优化解决了枕梁多组件的组装以及脱模难题，通过铺层优化设计技术实现了骨架包边以及上下壁板的连续铺缠。开展典型单元结构样件的铺层优化进行内压试验考核测试为铺层优化以及结构设计提供数据支撑，通过工艺细化优化设计解决复杂结构成型工艺难题，同时采用温度梯度化工艺技术解决了空腔结构外加压热压罐固化的难题，最终完成碳纤维复合材料高速动车组联系枕梁全尺寸样件的研制。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，通过一种多腔体气室骨架硅橡胶/金属芯组合模加压技术实现气室骨架结构的整体成型。
为了实现本发明目的，本发明技术方案如下：一种有轨交通用联系枕梁，包括准六面体多腔体骨架、加强件、骨架包边、骨架盖板、对接件；
所述的准六面体多腔体骨架由多个单元格整体固化成型；相邻单元格之间通过导气孔连通；准六面体多腔体骨架的开口侧与骨架盖板通过胶接与机械连接方式固定，所述的骨架包边铺缠在所述的准六面体多腔体骨架与骨架盖板的外型面；用于连接车体的对接件设置在准六面体多腔体骨架的两侧，加强件用于连接所述的对接件与骨架包边。
优选的，还包括上壁板、下壁板；所述的上壁板、下壁板通过铺覆固化的方式安装在联系枕梁的上下型面，用于结构加强。
优选的，通过在预先设定的单元格内设置镶嵌件，通过镶嵌件实现与骨架盖板制件的胶接与机械连接固定。
优选的，还包括安装在枕梁上侧的支撑台、垫高台，用于与有轨交通的空气弹簧连接。
一种有轨交通用联系枕梁整体成型方法，包括：
(1)根据所述联系枕梁设计模具，模具包括联系枕梁准六面体多腔体骨架整体成型模、联系枕梁加强件成型模、联系枕梁骨架包边成型模；所述联系枕梁准六面体多腔体骨架整体成型模包括骨架硅橡胶/金属芯浇注模、组装固化模；
(2)将所述的骨架硅橡胶/金属芯浇注模进行清理、硅橡胶浇注、脱模；
(3)将制备并裁切的预浸料在所述骨架硅橡胶/金属芯硅橡胶铺层模上进行每个单元格铺层，得到腔体单元格预制件，之后进行预压实；
(4)将所有腔体单元格预制件在组装固化模底板上进行组装，得到六面体结构，在六面体结构的六个外型面进行预浸料铺层，铺层结束后进行组装固化模组装并包覆固化；
(5)对步骤(4)产品进行脱模、清理、打磨、加工、制孔，得到整体固化成型的准六面体多腔体骨架；
(6)将得到的准六面体多腔体骨架与骨架盖板进行胶接与机械连接；
(7)在步骤(6)得到的产品型面进行骨架包边连续缠绕铺层，包覆固化，脱模、清理、加工；
(8)将制备并裁切的加强件预浸料在联系枕梁加强件成型模上进行铺层，并包覆固化，脱模清理、加工；
(9)将步骤(7)中骨架包边、(8)中加强件以及对接件进行定位组装；
(10)进行包覆固化，之后进行联系枕梁脱模、清理、加工。
优选的，若联系枕梁包括镶嵌件，则在步骤(6)中先完成镶嵌件定位组装，然后执行准六面体多腔体骨架与骨架盖板的连接。
优选的，若联系枕梁包括上下壁板，则步骤(1)模具设计中包括联系枕梁上下壁板整体铺层组装固化成型模，在步骤(9)之后利用联系枕梁上下壁板整体铺层组装固化成型模进行上下壁板连续铺层，之后执行步骤(10)。
优选的，步骤(1)骨架硅橡胶/金属芯浇注模包括空腔结构的金属芯以及硅橡胶；硅橡胶包裹在金属芯的外型面，二者的接触面上涂覆润滑剂，金属芯的底部开导气孔。
优选的，骨架硅橡胶/金属芯浇注模由浇注成型，成型完成后进行硫化后处理，处理温度为160-180℃/4-8h。
优选的，方法中的所有固化的固化温度范围110-180℃，满足从联系枕梁的由内向外固化温度逐渐降低。
优选的，步骤(4)中的固化制度温度：160-180℃，保温时间4-6h，升温速率20-60℃/h，固化压力0.4-0.8MPa；
步骤(7)中的包覆固化温度130-150℃，保温时间2-6h，固化压力0.2-0.4MPa；
步骤(8)的固化制度：温度160-180℃，保温时间4-6h，升温速率20-60℃/h，固化压力0.4-0.8MPa；
步骤(10)的固化制度：温度110-130℃，保温时间2-6h，固化压力0.2-0.4MPa。
优选的，每个单元格的铺层采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，至少铺层8组。
优选的，步骤(3)中预压实，要求对腔体单元格预制件用刚性压板进行包覆，压板不得相互干涉；预压实温度60-90℃，时间为0.5-1h。
优选的，步骤(4)中组装顺序为从中心向四周依次辐射的顺序进行组装，采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，至少铺层8组；铺层过程中在拐角处根据情况增补料丝；铺层结束后进行组装固化模侧板及盖板组装，通过多轮次的螺钉同步拧紧保证合组装固化模各板之间无间隙。
优选的，将骨架盖板与准六面体多腔体骨架进行装配，装配前在对粘接面进行吹沙处理，吹沙工艺：压力0.1-0.4MPa，沙粒目数：20-60目混合沙。
优选的，对接件的加工、表面处理包括：对接件加工包括左右接头上下连接件、抗扭支座、空气弹簧支座金属件加工，连接孔加工成工艺孔留有加工余量，对接件加工后对粘接面进行表面处理或吹沙处理，吹沙工艺：压力0.1-0.4MPa，沙粒目数：20-60目混合沙。
优选的，上下壁板铺层的铺层过程在型架上进行，并通过起吊工艺孔进行起吊翻转，采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，即单面完成2层铺层，按要求完成10-20各层组铺层。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明整体成型技术集高精度加工装配以及铺层于一体的成型技术，通过模具优化设计软模成型技术实现了联系枕梁气室骨架结构的整体成型以及高效脱模技术，通过高精度制孔以及胶铆装配技术实现气室气密性结构；通过铺层优化设计技术实现了骨架包边以及上下壁板的连续铺缠。开展典型单元结构样件的铺层优化进行内压试验考核测试为铺层优化，通过工艺细化优化设计解决复杂结构成型工艺难题，同时采用梯度固化材料体系优化工艺技术解决了空腔结构外加压热压罐固化的难题，最终完成碳纤维复合材料高速动车组联系枕梁全尺寸工程样件的研制。
(1)本发明实施提供的一种有轨交通通用联系枕梁整体成型方法，复合材料的使用实现了结构减重24％以上，联系枕梁整体成型技术提高了制造效率以及结构的稳定性，实现联系枕梁轻质化、高效率制造，产品满足0.6MPa内压要求，同时可以承受1.6MPa的水压试验；
(2)本发明实现了多腔体气室骨架结构的整体成型技术，通过减摩层以及透气孔解决硅橡胶/金属芯组合模脱模难题；通过盖板与骨架包边的铆接与胶接的组合方式实现了气室的密封以及承内压功能；
(3)联系枕梁与车体通过螺栓进行，通过在骨架位置增加加强件的方式提高结构稳定性，通过定位安装方式进行金属预埋件安装；保证骨架、加强件、上下接头等组件无应力组装，组装后的枕梁主体结构强度以及承内压均满足要求；
(4)通过上下壁板优化铺层设计，解决了大尺寸六面体的铺层难题，保证联系枕梁各个承载方向纤维连续最大化。通过材料耐温等级梯度设计实现了联系枕梁结构与工艺的统一，保证了联系枕梁在各个固化环节产品强度满足固化加压要求，确保联系枕梁固化过程中加压充分，产品内部质量良好；通过本发明的实施实现了联系枕梁轻质高效制造，同时也为类似的纯复合材料承载内压结构的研制提供了一定技术积累，可推广应用。
附图说明
图1联系枕梁整体结构示意图；
图2联系枕梁零组件示意图；
图3骨架单元格半包料铺层示意图；
图4骨架包边、上下壁板铺层示意；
图5联系枕梁制造工艺流程图。
具体实施方式
联系枕梁作为列车重要的部分，作为承力结构需要承受和传递车体和转向架之间的各种载荷,同时作为压力容器储存转向架止动所需的压缩空气，其结构极其复杂，包括准六面体多腔体骨架、加强件、骨架包边、骨架盖板、对接件等，准六面体多腔体骨架由多个单元格整体固化成型；相邻单元格之间通过导气孔连通；准六面体多腔体骨架的开口侧与骨架盖板通过胶接与机械连接方式固定，骨架包边铺缠在准六面体多腔体骨架与骨架盖板的外型面；用于连接车体的对接件设置在准六面体多腔体骨架的两侧，加强件用于连接对接件与骨架包边。本发明通过模具优化设计软模成型技术实现了联系枕梁气室骨架结构的整体成型以及高效脱模技术，通过高精度制孔以及胶铆装配技术实现气室气密性结构；通过铺层优化设计技术实现了骨架包边以及上下壁板的连续铺缠。通过本发明实现了碳纤维联系枕梁的整体制造技术。
一种有轨交通用联系枕梁整体成型技术方法，具体包括如下步骤：
(1)根据所述联系枕梁设计模具，模具包括联系枕梁准六面体多腔体骨架整体成型模、联系枕梁加强件成型模、联系枕梁骨架包边成型模；所述联系枕梁准六面体多腔体骨架整体成型模包括骨架硅橡胶/金属芯浇注模、组装固化模；
准六面体多腔体骨架成型模包括：腔体单元格硅橡胶/金属芯浇注模以及骨架整体组装固化模，金属芯采用空腔结构，金属芯与浇注模进行定位，并且为了方便脱模金属芯可设计一定脱模角度，角度一般为5-15°，同时为了减少脱模时金属芯与硅橡胶的摩擦力，可在金属芯与硅橡胶接触面涂刷减小摩擦力的减摩层，可选减摩脂、润滑油、二硫化钼等；联系枕梁产品整体尺寸较大，需对骨架组装固化模、骨架包边固化模以及最终上下壁板整体固化模进行尺寸补偿，组装固化模热膨胀系数以12×10-6/℃计算，碳纤维热膨胀系数以1-4×10-6/℃计算；为了实现产品高效率低成本成型要求，在模具设计时采取模块化思路，实现多工序间模具的通用化，提高模块利用率；
(2)将(1)中所述的骨架硅橡胶/金属芯浇注模进行清理、硅橡胶浇注、脱模；
在硅橡胶浇注前，在金属芯与硅橡胶的接触面涂抹减摩层，涂层用量适宜，不得过多，避免减摩层溢出污染产品等；在浇注过程中可在浇注模型腔的远端开导气孔，孔径4-16mm，避免狭小腔体局部憋气影响硅橡胶浇注质量；硅橡胶浇注脱模后检查浇注质量，如是否有表观气泡可进行二次浇注修补，待浇注完好后室温固化24h以上再进行硫化后处理，处理温度为160-180℃/4-8h；
(3)将制备并裁切的预浸料在所述骨架硅橡胶/金属芯硅橡胶铺层模上进行每个单元格铺层，得到腔体单元格预制件，之后进行预压实；
单元格铺层：所用原材料树脂体系按照联系枕梁成型工艺需求以及产品功能结构进行梯度设计，联系枕梁先后经过三次整体固化分别为：准六面体多腔体骨架、骨架包边、上下壁板固化，后两次固化均需充分考虑骨架在固化温度下的承载能力是否满足固化加压要求，因此准六面体多腔体骨架选用更高固化温度的材料体系，其次为骨架包边，固化温度最低的为上下壁板，同时考虑产品的防火要求，上下壁板选用中低温固化的阻燃树脂体系。从联系枕梁的从内向外固化温度逐渐降低，固化温度范围为90-180℃；并按照铺层设计尺寸进行手工或自动下料；单元格为带翻边的准六面体，硅橡胶/金属芯上直接铺层，铺层面为硅橡胶在切除余料修整毛边时不得损伤硅橡胶；采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组；铺层结束后对预制件用刚性压板进行包覆预压实，压板不得相互干涉；预压实温度60-90℃，时间为0.5-1h，压力为0.2-0.6MPa；
(4)将所有腔体单元格预制件在组装固化模底板上进行组装，得到六面体结构，在六面体结构的六个外型面进行预浸料铺层，铺层结束后进行组装固化模组装并包覆固化；
准六面体多腔体骨架组装：用销钉以及固定螺钉将腔体单元格预制件组装至组装固化模中，组装顺序为从中心向四周依次辐射的顺序进行组装，组装过程中可根据实际情况在预制件粘接面进行增补料块，在拐角处增补料丝；单元格组装完成后按设定顺序进行骨架剩余料块铺层，采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组；铺层过程中在拐角处可增补料丝；铺层结束后进行侧板及盖板组装，通过多轮次的螺钉同步拧紧保证合模到位无间隙；组装完成后采用热压罐或烘箱进行固化，固化过程对产品进行检测多点温度，控制温度均匀，避免温差影响产品应力变形，固化制度温度：160-180℃，保温时间4-6h，升温速率20-60℃/h，采用烘箱固化时可用大尺寸弓形夹具对外模进行加固，采用热压罐固化时可包覆真空袋，加外压为0.4-0.8MPa；
(5)对步骤(4)产品进行脱模、清理、打磨、加工、制孔，得到整体固化成型的准六面体多腔体骨架；
产品脱模：将螺钉依次拆除，将盖板侧板拆除，不得损伤产品，将金属芯从硅橡胶模腔中拔出，再将硅橡胶块从单元格腔体中取出，采用专用工具对产品进行加工栅格通气孔；
(6)将得到的准六面体多腔体骨架与骨架盖板进行胶接与机械连接；
准六面体多腔体骨架铆接组装：多腔体骨架与盖板通过螺钉与胶接的组合方式进行连接；多腔体骨架与盖板进行配制连接孔，在骨架连接孔位置通过定位工艺螺钉铆接托板螺母；组装前在骨架以及盖板对粘接面进行吹沙处理，吹沙工艺：压力0.1-0.4MPa，沙粒目数：20-60目混合沙。在粘接面铺贴胶膜，胶膜均匀无遗漏，气泡清除彻底；空气弹簧支座等金属件安装前进行磷酸阳极化处理，通过定位样板进行定位组装；
(7)在步骤(6)得到的产品型面进行骨架包边连续缠绕铺层，包覆固化，脱模、清理、加工；
骨架包边铺层固化：在(6)所得的准六面体多腔体骨架外形面上采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组；骨架包边铺层时准六面体多腔体骨架尺寸较大，重量较重，采用铺层操作型架进行铺层，可在拐角处进行增补料丝，铺覆完成后进行固化挡板定位组装保证产品外形尺寸；包覆固化，温度130-150℃，保温时间2-6h，固化压力0.2-0.4MPa；固化结束后进行脱模清理打磨毛边，不得损伤产品；
(8)将制备并裁切的加强件预浸料在联系枕梁加强件成型模上进行铺层，并包覆固化，脱模清理、加工；
工字梁等加强件制备：加强件为“工”、“T”、“C”等典型截面；在加强件铺层模上进行铺层，铺层结束后组装模块，包覆固化，固化制度温度：160-180℃，保温时间4-6h，升温速率20-60℃/h，固化压力0.4-0.8MPa；固化后脱模清理，加工外形尺寸；
(9)将步骤(7)中骨架包边、(8)中加强件以及对接件进行定位组装；
定位组装：对接件包括左右接头上、下连接件、抗扭支座、空气弹簧支座等，组装前对金属件加工后进行磷酸阳极化或吹沙处理，吹沙工艺：压力0.1-0.4MPa，沙粒目数：20-60目混合沙；在骨架包边的空气弹簧支座连接处制备工艺起吊孔，用于产品的起吊，将加强件与骨架包边和左右接头进行定位组装。先进行试装，有干涉之处在不影响产品性能前提下进行局部修配或增加碳垫片，确保各组件可以自由无应力组装，再配制组装连接孔。对各零件进行清理，涂刷底胶，通过金属紧固件与胶接组合的连接方式；
(10)进行包覆固化，之后进行联系枕梁脱模、清理、加工。
包覆固化：为保证结构整体性，可进行上下壁板铺层将(9)中整个组合体进行全包覆铺层，铺层过程在型架上进行，并通过起吊工艺孔起吊翻转。采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，即单面完成2层铺层，按要求完成10-30层组铺层；固化前可对联系枕梁进行预压实整形，可对局部偏低缺料处进行增补料块，固化前进行压板组装，确保相互无干涉可顺利加压，固化制度：温度110-130℃，保温时间2-6h，固化压力0.2-0.4MPa。
实施例
下文将结合附图3、4对本发明所涉及的一种有轨交通用联系枕梁整体成型技术作进一步描述。
本发明所涉及的联系枕梁结构如附图1、2所示，成型工艺如附图5所示，具体步骤如下：
(1)腔体单元格硅橡胶/金属芯组合模设计时，硅橡胶最小厚度为25mm，金属芯与硅橡胶脱模角度为8°，金属芯与硅橡胶接触面减摩层选用二硫化钼；骨架组装固化模、骨架包边固化模以及最终上下壁板整体固化模进行尺寸补偿，钢质模具膨胀系数以12×10-6/℃计算，铝质模具膨胀系数以24×10-6/℃计算，碳纤维热膨胀系数以4×10-6/℃计算；
(2)在硅橡胶浇注前，在金属芯与硅橡胶的接触面涂抹减摩层二硫化钼，在浇注过程中可在浇注模型腔的远端开导气孔，孔径为6mm；硅橡胶浇注成功后室温固化24h以上再进行硫化后处理，处理温度为180℃/6h；
(3)预浸料具体技术指标为：准六面体多腔体骨架、骨架盖板、加强件选用高温固化树脂体系，固化温度为180℃；骨架包边选用中温固化树脂体系，固化温度为150℃；上下壁板选用低温固化树脂体系，固化温度120℃；选用裁切好的预浸料在硅橡胶/金属芯上直接铺层，铺层时在切除余料修整毛边时不得损伤硅橡胶；采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，共完成10个层组铺层；对预制件用刚性压板进行包覆，压板不得相互干涉；预压实温度80℃，时间为0.5h，压力为0.3MPa；
(4)用销钉以及固定螺钉将腔体单元格预制件组装至组装固化模中，组装顺序为从中心向四周依次辐射的顺序进行组装，共完成27个单元格组装，在拐角处增补料丝；单元格组装完成后按设定顺序进行骨架剩余料块铺层，采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，共完成10个层组铺层；铺层过程中在拐角处增补料丝；铺层结束后进行侧板及盖板组装，通过3-5次的螺钉同步拧紧保证合模到位无间隙；组装完成后采用热压罐固化，固化过程对产品进行检测多点温度，控制温度均匀，温差不超过5℃，固化制度温度：180℃，保温时间4h，升温速率25-35℃/h，压为0.6MPa；
技术手段(5)所述产品脱模，其特征是：将螺钉依次拆除，将盖板侧板拆除，不得损伤产品，将金属芯从硅橡胶模腔中拔出，再将硅橡胶块从单元格腔体中取出，采用专用工具对产品进行加工栅格通气孔；
技术手段(6)所述多腔体骨架铆接组装，其特征是：多腔体骨架与盖板通过螺钉与胶接的组合方式进行连接；多腔体骨架与盖板进行配制连接孔，在骨架连接孔位置通过定位工艺螺钉铆接托板螺母；组装前在骨架以及盖板对粘接面进行吹沙处理，吹沙工艺：压力0.1-0.4MPa，沙粒目数：20-60目混合沙。在粘接面铺贴胶膜，胶膜均匀无遗漏，气泡清除彻底；空气弹簧支座等金属件安装前进行磷酸阳极化处理，通过定位样板进行定位组装；
技术手段(7)所述骨架包边铺层固化，其特征是：采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组；骨架包边铺层时尺寸较大，采用铺层操作型架进行铺层，在拐角处进行增补料丝，铺覆完成后进行固化挡板定位组装保证产品外形尺寸；包覆固化，温度130℃，保温时间4h，固化压力0.4MPa；固化结束后进行脱模清理打磨毛边，不得损伤产品；
技术手段(8)所述工字梁等加强件制备，其特征是：加强件为“工”、“T”、“C”等典型截面；本发明加强件为“工”字截面，在加强件铺层模上进行铺层，铺层结束后组装模块，包覆固化，固化制度为温度：180℃，保温时间4h，升温速率20-30℃/h，固化压力0.6MPa；固化后脱模清理，加工外形尺寸；
技术手段(9)所述定位组装，其特征是：在骨架的空气弹簧支座连接处制备工艺起吊孔，用于产品的起吊，将加强件与骨架和左右接头上、下连接件进行定位组装。先进行试装，有干涉之处在不影响产品性能前提下进行局部修配或增加碳垫片，保证各组件可以自由无应力组装，再配制组装连接孔。对各零件进行清理，涂刷底胶，通过金属紧固件与胶接组合的连接方式；
技术手段(10)所述上下壁板铺层，其特征是：为保证结构整体性，将整个组合体进行全包覆铺层，铺层过程在型架上进行，并通过起吊工艺孔起吊翻转。采用0°料块沿长(X)、宽(Y)、高(Z)方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，即单面完成2层铺层，按要求完成20层组铺层；固化前可对联系枕梁进行预压实整形，可对局部偏低缺料处进行增补料块，固化前进行压板组装，确保相互无干涉可顺利加压，固化制度：保温温度120±5℃，保温时间4h，固化压力0.3MPa。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。
Claims (15)
1.一种有轨交通用联系枕梁整体成型方法，其特征在于：所述有轨交通用联系枕梁包括准六面体多腔体骨架、加强件、骨架包边、骨架盖板、对接件；
所述的准六面体多腔体骨架由多个单元格整体固化成型；相邻单元格之间通过导气孔连通；准六面体多腔体骨架的开口侧与骨架盖板通过胶接与机械连接方式固定，所述的骨架包边铺缠在所述的准六面体多腔体骨架与骨架盖板的外型面；用于连接车体的对接件设置在准六面体多腔体骨架的两侧，加强件用于连接所述的对接件与骨架包边；
所述整体成型方法步骤如下：
（1）根据所述联系枕梁设计模具，模具包括联系枕梁准六面体多腔体骨架整体成型模、联系枕梁加强件成型模、联系枕梁骨架包边成型模；所述联系枕梁准六面体多腔体骨架整体成型模包括骨架硅橡胶/金属芯浇注模、组装固化模；
（2）将所述的骨架硅橡胶/金属芯浇注模进行清理、硅橡胶浇注、脱模；
（3）将制备并裁切的预浸料在步骤（2）得到的产品上进行每个单元格铺层，得到腔体单元格预制件，之后进行预压实；
（4）将所有腔体单元格预制件在组装固化模底板上进行组装，得到六面体结构，在六面体结构的六个外型面进行预浸料铺层，铺层结束后进行组装固化模组装并包覆固化；步骤（4）中的固化制度：温度160-180℃，保温时间4-6h，升温速率20-60℃/h，固化压力0.4-0.8MPa；
（5）对步骤（4）产品进行脱模、清理、打磨、加工、制孔，得到整体固化成型的准六面体多腔体骨架；
（6）将得到的准六面体多腔体骨架与骨架盖板进行胶接与机械连接；
（7）在步骤（6）得到的产品型面进行骨架包边连续缠绕铺层，包覆固化，脱模、清理、加工；步骤（7）中的包覆固化温度130-150℃，保温时间2-6h，固化压力0.2-0.4MPa；
（8）将制备并裁切的加强件预浸料在联系枕梁加强件成型模上进行铺层，并包覆固化，脱模清理、加工；
步骤（8）的固化制度：温度160-180℃，保温时间4-6h，升温速率20-60℃/h，固化压力0.4-0.8MPa；
（9）将步骤（7）中骨架包边、（8）中加强件以及对接件进行定位组装；
（10）进行包覆固化，之后进行联系枕梁脱模、清理、加工；
步骤（10）的固化制度：温度110-130℃，保温时间2-6h，固化压力0.2-0.4MPa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括上壁板、下壁板；所述的上壁板、下壁板通过铺覆固化的方式安装在联系枕梁的上下型面，用于结构加强。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过在预先设定的单元格内设置镶嵌件，通过镶嵌件实现与骨架盖板制件的胶接与机械连接固定。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：还包括安装在枕梁上侧的支撑台、垫高台，用于与有轨交通的空气弹簧连接。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若联系枕梁包括镶嵌件，则在步骤（6）中先完成镶嵌件定位组装，然后执行准六面体多腔体骨架与骨架盖板的连接。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若联系枕梁包括上、下壁板，则步骤（1）模具设计中包括联系枕梁上、下壁板整体铺层组装固化成型模，在步骤（9）之后利用联系枕梁上、下壁板整体铺层组装固化成型模进行上、下壁板连续铺层，之后执行步骤（10）。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）骨架硅橡胶/金属芯浇注模包括空腔结构的金属芯以及硅橡胶；硅橡胶包裹在金属芯的外型面，二者的接触面上涂覆润滑剂，金属芯的底部开导气孔。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：骨架硅橡胶/金属芯浇注模由浇注成型，成型完成后进行硫化后处理，处理温度为160-180℃/4-8h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：方法中的所有固化的固化温度范围110-180℃，满足从联系枕梁的由内向外固化温度逐渐降低。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：每个单元格的铺层采用0°料块沿长（X）、宽（Y）、高（Z）方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，至少铺层8组。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中预压实，要求对腔体单元格预制件用刚性压板进行包覆，压板不得相互干涉；预压实温度60-90℃，时间为0.5-1h。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中组装顺序为从中心向四周依次辐射的顺序进行组装，采用0°料块沿长（X）、宽（Y）、高（Z）方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，至少铺层8组；铺层过程中在拐角处根据情况增补料丝；铺层结束后进行组装固化模侧板及盖板组装，通过多轮次的螺钉同步拧紧保证合组装固化模各板之间无间隙。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将骨架盖板与准六面体多腔体骨架进行装配，装配前在对粘接面进行吹沙处理，吹沙工艺：压力0.1-0.4MPa，沙粒目数：20-60目混合沙。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对接件的加工、表面处理包括：对接件加工包括左右接头上下连接件、抗扭支座、空气弹簧支座金属件加工，连接孔加工成工艺孔留有加工余量，对接件加工后对粘接面进行吹沙处理，吹沙工艺：压力0.1-0.4MPa，沙粒目数：20-60目混合沙。
15.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：上、下壁板铺层的铺层过程在型架上进行，并通过起吊工艺孔进行起吊翻转，采用0°料块沿长（X）、宽（Y）、高（Z）方向进行连续交替铺层，每完成一个X、Y、Z铺层作为一组，即单面完成2层铺层，按要求完成10-20各层组铺层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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