[發明專利]軌道車輛用鋁合金覆蓋零件的超塑成形模具及其成形方法

無效

• 申請號: 201310043258.5
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103071717A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 王國峰
• 申請（專利權）人: 王國峰
• 主分類號: B21D26/031
• 分類號: B21D26/031;B21D26/021
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種超塑成形模具及其成形方法，具體涉及一種軌道車輛用鋁合金覆蓋零件的超塑成形模具及其成形方法。

背景技術

機車輕量化對提升高速列車性能具有重要意義。目前國內外普遍采用的方式為材料輕量化，即高性能機車都采用高強度的鋁合金材料制造。采用大尺寸薄壁鋁合金板材，加工制造高速列車、地鐵、輕軌等軌道交通車輛用的鋁合金車體結構件，如窗墻、內外端墻、門立柱罩等各種車內設備和其它復雜結構件。這類重要的軌道交通車輛內裝件應滿足性能、精度和美觀的綜合需求，許多產品形狀是三維曲面，故對內裝件制造和組裝的準確度與表面質量提出了很高的要求，冷成形變形量有限，彈復大，難以滿足要求，因此超塑氣脹成形技術成為主要的制造方法。由于超塑氣脹成形需要將模具和零件加熱到較高溫度，能耗較大，而且成形一個復雜形狀零件，充氣脹形就需要幾十分鐘甚至幾個小時，這種生產效率難以滿足軌道車輛零件大批量生產的需求。許多學者通過晶粒細化來提高鋁合金超塑性的應變速率，從而提高超塑成形效率，雖然取得一些實驗室成果，但離實際應用還有很大距離。綜上所述，現有的軌道車輛用鋁合金覆蓋零件存在生產效率低和生產成本高的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的軌道車輛用鋁合金覆蓋零件存在生產效率低和生產成本高的問題，進而提供一種軌道車輛用鋁合金覆蓋零件的超塑成形模具及其成形方法。

本發明的技術方案是：軌道車輛用鋁合金覆蓋零件的超塑成形模具包括上模板和凹模，上模板設置在凹模的正上方，所述超塑成形模具還包括凸模，凸模固裝在上模板的下端，凸模和凹模之間形成充氣腔，鋁合金板料設置在凹模上端，上模板上開有進氣孔，凹模的下端開有排氣孔，所述凸模的下端設有凸臺，凸臺的臺肩與凸模的側壁之間設有圓角，凸臺的中部設有第二反擠密封槽。

本發明還提供了一種軌道車輛用鋁合金覆蓋零件的超塑方法：

步驟一：超塑成形模具的安裝，

將超塑成形模具安裝到超塑成形機上，上模板的進氣孔與超塑成形機上的氣壓管路連接，超塑成形機上的溫控系統熱電偶分別連接到上模板、凹模和凸模上，

步驟二：噴涂高溫潤滑劑，

凹模和凸模的表面與鋁合金板料的表面均勻噴涂高溫潤滑劑；

步驟三：超塑成形模具的預熱，

上模板、凹模和凸模處于合模狀態，將超塑成形模具加熱到400℃-500℃的成形溫度，保壓1-5min，使上模板、凹模和凸模的溫度均勻一致，實現對超塑成形模具的預熱；

步驟四：鋁合金板料的預熱，

當超塑成形模具預熱到成形溫度后，打開超塑成形模具，將鋁合金板料放置在凹模上，保溫4-5min，使鋁合金板料也達到成形溫度；

步驟五：鋁合金板料初期彎曲變形，

超塑成形機驅動上模板和凸模向下運動，使鋁合金板料彎曲變形，壓下速度為10-50mm/s，下壓距離為100-150mm時，上模板和凸模停止運動，此時鋁合金板料的四周被凹模和凸模的四周夾緊；

步驟六：鋁合金板料初期彎曲變形后和凸模之間組成密封空間，

上模板繼續向下加壓3-4MPa，使凸模四邊的第一圓角密封槽向下壓入0.2-0.6mm，形成超塑脹形所需要的由鋁合金板料和凸模之間組成的密封空間；

步驟七：向步驟六中的密封空間加壓并最終成形，

在超塑成形機上編程控制氣壓-時間曲線，從上模板的進氣孔通入氣體，氣體的壓力為0.5-4MPa，使鋁合金板料在氣體壓力的作用下超塑脹形，超塑脹形的時間為10-15min，鋁合金板料與凹模之間的空氣通過凹模的排氣孔排出，最終鋁合金板料與凹模的內壁貼合，保壓4-5min后開模取出成形后的鋁合金板料，至此，鋁合金板料的超塑成形結束。

本發明與現有技術相比具有以下效果：

1.本發明的鋁合金板料成形到一定位置后，再原位進行超塑氣脹成形，從而將鋁合金板料成形時間由原來的1-3小時縮短到10-20分鐘，顯著提高生產效率，降低成本。

2.本發明結構簡單，易于實現。

附圖說明

圖1是超塑成形模具超塑成形前的結構示意圖，圖2是超塑成形模具超塑成形后的結構示意圖。

具體實施方式