專利名稱：一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯的制作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，屬于型材彎曲成形加工領域。
背景技術：
軌道交通是我國最為重要的交通運輸方式之一，承載著絕大多數的交通運輸量。 近幾年，高速列車發展更加迅速，具有高速便捷、安全可靠等優點而深受歡迎。為了實現輕量化，高速列車普遍使用鋁合金車體。端角柱是時速380公里動車組高速鋁合金車體的關鍵骨架構件，起著重要的承載作用，同時該構件連接著車體的側墻和端墻兩大部件，其制造精度決定著整車的外形精度和空氣動力學性能，因此對其成形質量和精度要求十分嚴格。生產中，該構件采用鋁合金型材通過模具壓彎成形，但是由于型材的截面形狀和構件的輪廓曲線復雜，該構件成形難度很大，技術復雜，成形質量和精度難以控制，型材彎曲成形受壓時很容易出現截面畸變，使截面的上下壁塌陷，兩側壁外凸，截面形狀誤差過大，無法與相鄰的零件對接裝配。為了控制上述缺陷，國內生產單位和研究機構嘗試在端角柱型材的型腔內填充砂子、冰、木塊、聚氨酯等材料，以在彎曲受壓時支撐型腔內壁減小畸變缺陷，但效果均不明顯，構件截面形狀誤差依然很大，不能用于車體裝配，為了保證整車生產，該構件不得不從國外引進，但價格十分昂貴，生產技術也因保密而無法引進。為突破端角柱構件生產技術，解決截面畸變問題，我們開發出專門用于端角柱構件彎曲成形用的新型柔性撐芯，把該撐芯填充到型材型腔內，能對型材截面各壁形成可靠支撐，彎曲成形時可有效減小型材截面畸變，把截面精度控制在設計要求的范圍內，解決了端角柱構件截面形狀誤差過大問題。同時，該撐芯還可以用于其它封閉截面類鋁合金型材的彎曲成形，解決此類型材彎曲成形時截面畸變的共性缺陷，屬國內首創。
發明內容
本發明提供了一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，用于解決端角柱構件彎曲成形過程中出現的截面畸變缺陷，是一種具有良好彎曲柔性和支撐剛度的封閉截面型材的型腔填充物。本發明的上述目的是通過如下手段實現的，現結合
如下—種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，包括彈性中心軸、鋼撐塊、聚氨酯墊、鎖緊螺母、鋼擋板等主要部分。所述的鋼撐塊和聚氨酯墊都設置中心孔，彈性中心軸上加工一組對稱平面，中心孔與彈性中心軸的形狀保持一致，彈性中心軸穿過中心孔將鋼塊和聚氨酯墊串聯起來形成整體撐芯，它們以間隙配合的形式裝配。所述鋼撐塊的上下面為球面，兩側面為平面，所有棱邊都設置圓弧過渡，防止劃傷型材。所述的彈性中心軸B端使用雙鎖緊螺母擰緊固定，然后將鋼撐塊和聚氨酯墊交替穿插在彈性中心軸上，最后在A端連續放置3-4塊聚氨酯墊和一個鋼擋板，用鎖緊螺母擰緊，改變該螺母的旋入量可以調節整個撐芯的預緊程度，使撐芯具有合適的整體剛度，既便于撐芯的取放，又具有良好的彎曲柔性和可靠的支撐功能。所述的彈性中心軸必須使用具有良好彈性的材料制作，在彎曲成形的整個變形過程中，彈性中心軸發生彈性變形能隨形彎曲，聚氨酯墊的可壓縮性可允許各鋼撐塊的方位隨形變化，鋼撐塊能夠很好地支撐在型材的內壁上。成形完畢后牽拉彈性中心軸可從型材中取出撐芯，撐芯在彈性作用下恢復原狀。與以前的端角柱構件成形工藝相比，本發明具有諸多優點。本發明的主要優點在于撐芯的結構使之具備良好的彎曲柔性，內部的鋼撐塊對型材截面各邊的支撐性好，可有效控制截面彎曲畸變，同時撐芯容易充填和取出等。本發明有效控制了端角柱構件的截面畸變，解決了截面形狀誤差過大問題，為380公里高速動車關鍵構件的國產化生產做出重要貢獻。同時，本發明還可用于所有封閉截面類鋁型材彎曲成形，解決行業中此類型材彎曲成形中出現的截面畸變、截面形狀誤差過大的共性缺陷，具有重大的現實意義。
圖1撐芯示意圖；圖2鋁合金端角柱型材與撐芯配合位置關系示意圖；圖3端角柱構件輪廓示意圖。圖中1、彈性中心軸2、聚氨酯墊3、鋼撐塊4、中心孔5、鎖緊螺母6、鋼擋板7、 鋁合金端角柱型材8、端角柱構件
具體實施例方式端角柱構件(8)是一種大彎曲半徑、小變形量的鋁合金型材構件，最大彎曲半徑可達7200mm，在整個彎曲變形過程中，撐芯隨著型材彎曲而彎曲，因彎曲半徑大其變形量很下面結合附圖所示進一步說明本發明的內容及其
具體實施例方式根據端角柱構件⑶尺寸確定鋼撐塊(3)和聚氨酯墊⑵的數量、尺寸大小，彈性中心軸(1)長度以及螺母(5)型號。鋼撐塊的尺寸根據端角柱構件的截面尺寸而定，上下面為球面，保證其方位變化時能對上下壁有效支撐，兩側面為平面，為避免在使用過程中劃傷型材，鋼撐塊所有棱邊都設置圓弧過渡。聚氨酯墊的大小要比鋼撐塊的尺寸略小一些，其可壓縮性可保證在受到彎曲擠壓時，相鄰的鋼撐塊不發生剛性干涉，方位可隨形變化。在鋼撐塊和聚氨酯墊上加工中心孔G)，并相應地在彈性中心軸(1)上加工一組對稱平面，保證鋼撐塊和聚氨酯墊的中心孔與中心軸的形狀一致，以間隙配合的形式裝配，避免鋼撐塊和聚氨酯墊出現轉動的情況。在彎曲過程中，彈性中心軸能隨形彎曲，在成形完畢從型材中取出撐芯后，其優良的彈性可以使整個撐芯恢復原狀。在彈性中心軸B端使用雙鎖緊螺母擰緊固定，然后，將鋼撐塊和聚氨酯墊交替穿插裝配在彈性中心軸上，在A端連續放置3-4個聚氨酯墊和一個鋼擋片(6)，用鎖緊螺母擰緊，根據實際情況，通過調節A端螺母的旋入量來調節撐芯的預緊程度，使撐芯具備合適的
4剛性。使用時，將撐芯推入型材(7)的型腔內，型腔被撐芯充滿(如圖2所示)，各鋼撐塊支撐在型腔各壁。彎曲過程中，型材(7)在壓力作用下發生彎曲變形，撐芯隨形彎曲，但鋼撐塊支撐型腔各壁，限制各壁塌陷或者外凸，從而有效控制截面畸變，提高截面形狀精度。在成形之后，牽引撐芯的A端或B端將撐芯從型腔內抽出，撐芯因彈性恢復原狀。本發明所述的一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，解決了封閉截面類鋁合金端角柱構件彎曲過程中出現的截面畸變的缺陷，提升了端角柱構件國產化的能力， 提高了其成形質量，大大縮減了進口端角柱構件的巨大費用，具有巨大的使用價值。
權利要求
1.一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，主要由彈性中心軸(1)、聚氨酯墊 O)、鋼撐塊(3)、鎖緊螺母(5)、鋼擋板(6)組成，其特征在于所述的鋼撐塊上下表面為球面，兩側面為平面。鋼撐塊和聚氨酯墊加工中心孔，彈性中心軸的截面形狀與中心孔的形狀一致，以間隙配合的形式穿過中心孔進行裝配，彈性中心軸B端使用雙鎖緊螺母擰緊，A端連續放置3-4塊聚氨酯墊和1個鋼擋板，用鎖緊螺母擰緊。
2.根據權利要求1所述的一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，其特征在于 所述撐芯的主體由鋼撐塊和聚氨酯墊在彈性中心軸上交替裝配組成。
3.根據權利要求1或2所述的一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，其特征在于所述的彈性中心軸使用具有良好彈性的材料制作。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，其特征在于所述的撐芯整體剛度可調，調節A端鎖緊螺母的旋入量，選擇撐芯合適的整體剛度。
全文摘要
本發明是一種380公里動車端角柱構件成形用新型撐芯，屬于型材彎曲成形加工領域。所述發明主要由彈性中心軸、鋼撐塊、聚氨酯墊、鎖緊螺母等組成。基本結構為鋼撐塊的上下面為球面，兩側面為平面。鋼撐塊和聚氨酯墊加工中心孔，中心軸與中心孔的形狀一致，以間隙配合的形式穿過中心孔進行裝配，中心軸B端使用雙鎖緊螺母擰緊，鋼撐塊和聚氨酯墊交替穿插在中心軸上，A端連續放置3-4塊聚氨酯墊和1個鋼擋板，用鎖緊螺母擰緊。將其整體放入型腔內，成形完畢可以牽拉A端或B端抽出撐芯。本發明解決了在封閉截面類鋁合金端角柱型材彎曲過程中出現的截面畸變等缺陷，提高了端角柱構件國產化能力，大大縮減了進口端角柱構件的巨大費用。
文檔編號B21D9/01GK102151731SQ201010615849
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者沈永波, 谷諍巍 申請人:吉林諾亞機電科技有限公司