[发明专利]一种轨道交通车辆牵引梁腹板塑性成形方法及其模具

说明书

本发明提供了一种轨道交通车辆牵引梁腹板塑性成形方法，包括以下步骤：(1)下料；(2)加热：将下料后的铝合金板毛坯加热到480℃±10℃；(3)局部镦挤预成型：采用多向模锻将加热后的铝合金板的横向两侧局部镦挤加厚，并在拉伸弯角位置镦挤出凸起；(4)拉伸成型：采用背压拉伸方法将牵引梁腹板拉伸成型；(5)热处理整形：将固溶后的工件进行整形，然后再对工件进行人工时效处理；(6)分割：工件整体塑性成形后分成单独的两个镜像工件。本发明解决了牵引梁腹板采用常规拉伸工艺无法整体塑性成型的问题，制造工序简单，材料利用率高，整体结构强度好，制造成本低，适合各种轨道交通车辆牵引梁腹板的批量生产制。

技术领域

本发明属于铝合金塑性成形技术领域，具体涉及一种轨道交通车辆牵引梁腹板塑性成形方法及其模具。

背景技术

随着科学技术的不断发展，轨道交通在我国得到了广泛应用。轨道交通车辆运行速度的不断提高和载质量的不断增加,为了降低能耗,提高列车运行的安全性和运载能力,轨道车辆的轻量化要求越来越高。轨道交通车辆的减重对节能具有重要作用。

轨道交通车辆的底架端部一般由缓冲梁、牵引梁及枕梁组成一个整体焊接结构，其中牵引梁是轨道交通车辆的一个重要受力部件，其结构直接影响轨道交通车辆的整体强度及性能。牵引梁是由腹板与纵梁焊接而成，腹板的结构与强度直接决定牵引梁的整体强度。

牵引梁腹板为带拉伸边的翼型结构，如图1和图2所示，拉伸立面厚度大于工件底面厚度，拉伸后工件外圆角半径小于内角半径，常规的拉伸工艺无法成型。一般情况下是将牵引梁腹板的底面和拉伸立面分成两个铝合金板，分别成型后相互焊接而成，这种加工方法工艺简单，但成型后的牵引梁腹板整体强度不足，不能满足其国家标准要求。所以，为了提高牵引梁腹板的整体结构强度，牵引梁腹板需要采用一体式结构，就是采用一块铝合金厚板通过机械加工的方式获得。由于牵引梁腹板形状的特殊性，加工工艺相当复杂，材料浪费严重，加工时间长，生产效率低，成本很高。

因此，在满足轨道交通车辆牵引梁腹板对其强度及轻量化要求的前提下，利用轻便的铝合金材料，并采用合理、简便的塑性成形工艺制造轨道交通车辆牵引梁腹板是本技术领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，提供了一种轨道交通车辆牵引梁腹板塑性成形方法及其模具。本发明提供的一种轨道交通车辆牵引梁腹板塑性成形方法及其模具，解决了轨道车辆牵引梁腹板无法实现塑性加工成型的问题。

本发明的上述技术目的，是通过以下技术方案实现的：

一种轨道交通车辆牵引梁腹板塑性成形方法，包括以下步骤：

(1)下料：将热轧铝合金板按照计算的形状尺寸采用水切割的方式下料，得到毛坯板料；下料保证切割端面平整、无飞边毛刺等缺陷；

(2)加热：将步骤(1)中的毛坯板料加热到480℃±10℃；

(3)局部镦挤预成型：将步骤(2)中加热后的毛坯板料进行局部镦挤预成型；

(4)拉伸成型：将步骤(3)中局部镦挤后的板料进行拉伸；

(5)热处理：将步骤(4)最终拉伸成型后的工件进行固溶热处理，然后采用整形模具对工件进行整形，使工件产生0.5％的变形，然后进行人工时效处理；

(6)分割：采用线切割或水切割的方式将步骤(5)的工件分成两个单独的镜像锻件。

本发明中，轨道交通车辆牵引梁腹板位于车辆底架的两端，前后各有一件，两件为一对镜像零件。为简化工艺，降低模具制造难度，保证塑性成形过程设备、模具受力平衡，采用一模两件的制造方案，即将一对镜像零件合成为一个工件进行塑性成形，工件成型后再进行切割，分成单独的两个工件。