[发明专利]一种带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件气体成形方法

说明书

一种带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件气体成形方法，属于气体成形技术领域，本发明为了解决采用传统热冲压工艺对带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件进行成形加工时模具成本高，回弹大形状误差很大的问题，本发明主要通过优化上下模具，在原有的模具中增加气胀进气口和真空抽气孔，利用气胀成形及真空吸塑两种工艺结合的方法对带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件进行成形加工，本发明主要用于轨道车辆铝合金蒙皮中带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件的成形加工。

技术领域

本发明属于气体成形技术领域，具体涉及一种带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件气体成形方法。

背景技术

伴随新时代对轨道交通发展提出的新要求，轻量化、节能减排、绿色环保成为发展的主旋律。一些高性能铝合金、钛合金、镁合金、高温合金、高强钢等材料因较理想地满足要求而被研究应用。铝合金更是因其耐腐蚀、表面质量好的特点广受青睐。除了采用轻质材料外，优化车头蒙皮结构，对于有效减少高铁在运行时所产生的空气阻力、气动声噪、交汇压力波也具有明显作用，故覆盖件形状也愈发复杂。我国也正在全力推进全铝列车的建设工作，在设计上如窗框、门把手等位置均存在着矮阶梯圆角的结构特征，其大小一般为壁厚的1～2倍之间，属于难成形位置，需要新的技术产出解决此类问题。

目前我国针对大型铝合金常采用方案即是热冲压成形，其模具上模与下模均有特定形状，在加热至指定温度时进行合模，当板材与下模贴合后，即可完成生产。采用这种方法相对冷冲压可以降低设备吨位、且成形速度较快，壁厚分布相对均匀，但存在着法兰区起皱、回弹大成形精度难以保证等缺陷，同时对于较复杂的形状成形模具加工成本很高。

但是这种热冲压成形方法对于形状愈加复杂的列车铝蒙皮来说，难以保证其多曲率的空间结构精确性，针对这一问题，研发一种带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件气体成形方法是很符合实际需要的。

发明内容

本发明为了解决采用传统热冲压工艺对带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件进行成形加工时模具成本高，回弹大形状误差很大的问题，进而提供一种带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件气体成形方法；

一种带有矮阶梯小圆角铝合金覆盖件气体成形方法，所述方法是通过以下步骤进行的：

步骤一：模具设计：针对轨道列车用含矮阶梯圆角特征的大型铝合金覆盖件设计上下模形状和尺寸，在下模设置气胀进气孔，上模腔为修正后的零件形状，在阶梯圆角位置开设真空吸气孔；

步骤二：板料处理：根据钣金件尺寸切割下料，用空气压缩机在板料的上下表面均匀喷涂上石墨液；

步骤三：成形准备：将模具安装在超塑成形专用压力机上，并在模具的对应位置焊接好气胀进气管以及真空抽气管，从指定位置分别使气胀进气管接气瓶，真空抽气管接真空泵，使压力机升至目标温度，再打开工作台平稳放置板料，使板料在压力机中保温，按照制定的预成形工艺合模加压封边，保证密封槽被板材充分填满；

步骤四：气胀成形及真空吸塑：通过气胀进气管通入胀性气体进行气胀成形，按照模拟工艺参数严格控制加压曲线，待基本贴模后开启真空泵，成形阶梯圆角，再保温保压60min，两种工艺同步进行；

步骤五：零件取出：保持真空泵常开，逐渐卸掉气体压力，在较低气压下关闭真空泵，开模后取出零件；

步骤六：后期处理：对出炉件粗切与精切，特定的表面处理后，得到工件的高精度尺寸，矮阶梯圆角符合技术要求的大型复杂曲面铝合金列车覆盖件；

进一步地，所述步骤一中采用目数由低至高的砂纸对铝合金板材表面存在异物或油污的部位进行机械打磨，保证待成形板坯表面无明显深划痕及其他可见缺陷；

进一步地，所述步骤一中涉及的上下模具包括加工密封槽、测温孔和导向斜台，且上下模具中至少一侧模具开设矩形密封槽，模腔形状根据零件及模拟计算设计，一侧模具在中部开设进气孔，另一侧模具必须在难成形阶梯圆角位置开设抽气孔，且抽气孔半径应小于等于零件目标圆角半径；