[发明专利]一种高速列车铝合金墙板的成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属板材成形领域，尤其涉及一种高速列车铝合金墙板的成形方法。

背景技术

近年来，随着铁路运输高速化的发展，对轨道交通运输车辆提出了越来越高的要求，其中车体轻量化已成为现代化高速列车的重要标志，铝合金材料以其重量轻、耐蚀性好等优点成为轨道机车制造行业的理想材料。世界上在轨道车辆上正式采用铝合金材料是1952年的伦敦地铁，日本在轨道车辆上第一次采用铝合金材料是在1962年的山阳电铁上(2000系)。该车投入使用后，因其轻量化所带来的良好经济效益很快被社会所承认，从而铝合金车辆在全球得到迅速发展。就目前而言，全球铝合金结构车辆的数目已经超过了50000辆。因此，以铝合金为代表的轻合金材料的应用是汽车、高速列车等轨道交通轻量化的重点发展趋势。

铝合金墙板是组成列车车体的重要零件，对其成形质量要求很高。整体铝合金墙板生产方法主要有冲压方法和气胀成形方法。传统冲压方法容易在表面产生划痕，很难保证表面质量；气胀成形方法不易保证成形后墙板的壁厚要求，影响墙板强度。本发明针对原有气胀成形工艺，提出了一种新的成形工艺。本发明提出的新工艺有利于提供铝合金板的成形性能，既可满足墙板的尺寸要求及表面质量，又保证了成形后墙板的强度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺过程简单、成形表面质量好、尺寸精度高的高速列车铝合金墙板成形工艺方法。本发明的铝合金墙板成形工艺流程为：气压热拉深成形→超塑性胀形→切边，将气压拉深和超塑性胀形结合在一个成形工艺中，既满足了铝合金墙板的尺寸要求，又保证了成形后铝合金墙板的强度。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高速列车铝合金墙板的成形方法，该方法的实现依赖于成形模具，所述的成形模具主要包括成形模具主体、下模、第一压边圈、第二压边圈、第三压边圈、第四压边圈、上模和下模底；所述的下模固定在成形模具主体上，所述的下模有一长方体拉深凹模空腔，拉深凹模空腔沿水平向的长边为L'₁，短边为B'₁，长边和短边间的过渡圆弧半径为R'₁，沿垂直向的高为H'，拉深凹模与水平面的过渡圆角半径为r'₁；在下模的拉深凹模空腔中套装有能够上下移动的下模底与拉深凹模空腔形成间隙配合，在下模底上沿垂直向开有贯穿下模底的下模气孔与气源相连；所述的上模固定在成形模具主体上，在所述的上模内部开有高度为h的拉深槽，拉深槽是长为b宽为a的矩形，且满足a<L'₁，b<B'₁，拉深槽的长边和短边间的过渡圆弧半径为R'，拉深槽与上模下底平面间的过渡圆角半径为r'；在所述的上模拉深槽底的中心处沿垂直向开有贯穿上模的上模气孔，上模气孔的一端与上模拉深槽相通，另一端与外界气源相通；所述上模的拉深槽槽口正对所述下模的拉深凹模空腔，所述上模的垂直中心对称线与所述下模的垂直中心对称线重合；四块压边圈分别为第一压边圈、第二压边圈、第三压边圈和第四压边圈，每块压边圈均由成形模具主体上的压边装置施加压边力并能够单独对板材施加压边力；在所述的下模、上模和下模底中沿水平向均设置有加热保温装置；

本发明方法内容包括如下步骤：

步骤1、使成形模具中的下模底与下模的上表面保持在同一水平面上，将上、下表面涂有润滑剂的铝合金板放置于其上；用第一压边圈、第二压边圈、第三压边圈和第四压边圈压住铝合金板的边缘，成形模具主体驱动上模下行，使上模下表面与铝合金板上表面接触；

步骤2、通过成形模具的加热保温装置，将铝合金板加热至温度T₁并且保温，使整个铝合金板的温度均匀；T₁为通过材料试验获得的该铝合金材料性能的热拉深最佳成形温度；