[發明專利]一種高速列車鋁合金墻板的成形方法

有效

• 申請號: 201610156196.2
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105710256B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 趙長財;賈向東
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21D53/88
• 分類號: B21D53/88;B21D26/021;B21D26/031;B21D37/16
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及金屬板材成形領域，尤其涉及一種高速列車鋁合金墻板的成形方法。

背景技術

近年來，隨著鐵路運輸高速化的發展，對軌道交通運輸車輛提出了越來越高的要求，其中車體輕量化已成為現代化高速列車的重要標志，鋁合金材料以其重量輕、耐蝕性好等優點成為軌道機車制造行業的理想材料。世界上在軌道車輛上正式采用鋁合金材料是1952年的倫敦地鐵，日本在軌道車輛上第一次采用鋁合金材料是在1962年的山陽電鐵上(2000系)。該車投入使用后，因其輕量化所帶來的良好經濟效益很快被社會所承認，從而鋁合金車輛在全球得到迅速發展。就目前而言，全球鋁合金結構車輛的數目已經超過了50000輛。因此，以鋁合金為代表的輕合金材料的應用是汽車、高速列車等軌道交通輕量化的重點發展趨勢。

鋁合金墻板是組成列車車體的重要零件，對其成形質量要求很高。整體鋁合金墻板生產方法主要有沖壓方法和氣脹成形方法。傳統沖壓方法容易在表面產生劃痕，很難保證表面質量；氣脹成形方法不易保證成形后墻板的壁厚要求，影響墻板強度。本發明針對原有氣脹成形工藝，提出了一種新的成形工藝。本發明提出的新工藝有利于提供鋁合金板的成形性能，既可滿足墻板的尺寸要求及表面質量，又保證了成形后墻板的強度要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝過程簡單、成形表面質量好、尺寸精度高的高速列車鋁合金墻板成形工藝方法。本發明的鋁合金墻板成形工藝流程為：氣壓熱拉深成形→超塑性脹形→切邊，將氣壓拉深和超塑性脹形結合在一個成形工藝中，既滿足了鋁合金墻板的尺寸要求，又保證了成形后鋁合金墻板的強度。

為了解決上述存在的技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高速列車鋁合金墻板的成形方法，該方法的實現依賴于成形模具，所述的成形模具主要包括成形模具主體、下模、第一壓邊圈、第二壓邊圈、第三壓邊圈、第四壓邊圈、上模和下模底；所述的下模固定在成形模具主體上，所述的下模有一長方體拉深凹模空腔，拉深凹?？涨谎厮较虻拈L邊為L'₁，短邊為B'₁，長邊和短邊間的過渡圓弧半徑為R'₁，沿垂直向的高為H'，拉深凹模與水平面的過渡圓角半徑為r'₁；在下模的拉深凹模空腔中套裝有能夠上下移動的下模底與拉深凹?？涨恍纬砷g隙配合，在下模底上沿垂直向開有貫穿下模底的下模氣孔與氣源相連；所述的上模固定在成形模具主體上，在所述的上模內部開有高度為h的拉深槽，拉深槽是長為b寬為a的矩形，且滿足a<L'₁，b<B'₁，拉深槽的長邊和短邊間的過渡圓弧半徑為R'，拉深槽與上模下底平面間的過渡圓角半徑為r'；在所述的上模拉深槽底的中心處沿垂直向開有貫穿上模的上模氣孔，上模氣孔的一端與上模拉深槽相通，另一端與外界氣源相通；所述上模的拉深槽槽口正對所述下模的拉深凹模空腔，所述上模的垂直中心對稱線與所述下模的垂直中心對稱線重合；四塊壓邊圈分別為第一壓邊圈、第二壓邊圈、第三壓邊圈和第四壓邊圈，每塊壓邊圈均由成形模具主體上的壓邊裝置施加壓邊力并能夠單獨對板材施加壓邊力；在所述的下模、上模和下模底中沿水平向均設置有加熱保溫裝置；

本發明方法內容包括如下步驟：

步驟1、使成形模具中的下模底與下模的上表面保持在同一水平面上，將上、下表面涂有潤滑劑的鋁合金板放置于其上；用第一壓邊圈、第二壓邊圈、第三壓邊圈和第四壓邊圈壓住鋁合金板的邊緣，成形模具主體驅動上模下行，使上模下表面與鋁合金板上表面接觸；

步驟2、通過成形模具的加熱保溫裝置，將鋁合金板加熱至溫度T₁并且保溫，使整個鋁合金板的溫度均勻；T₁為通過材料試驗獲得的該鋁合金材料性能的熱拉深最佳成形溫度；