專利名稱：客車車體彎梁冷彎成型工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種型材的冷彎加工成型工藝，更具體的說，本發(fā)明涉及一種客車車體彎梁冷彎成型工藝。
背景技術：
車體彎梁是客車車頂鋼結構組成中的重要部件，它的尺寸和形狀直接影響到客車車頂的組裝性能和外形美觀。彎梁的外形特點是帶有圓弧的帽型梁，在軋制過程中，材料的回彈易引起圓弧尺寸較難控制，梁的圓弧又會引起裙邊部分不平、上翹，材料流動和成型特性比較復雜。長期以來所述客車彎梁通常是采用熱軋或者焊接的工藝進行制造。采用焊接成型，由于潛在的焊接失效和焊接處結合強度低的原因，導致存在斷裂失效的風險，從而對乘客的生命財產構成一定的威脅。通過熱軋工藝，雖然能夠做到一次加工成型，但是熱軋工藝存在如下問題1、熱軋工藝所限，使單位面積耗材料量大。2、熱軋過程中所需的生產設備龐大，品種規(guī)格很少，且每次定貨必須要達到一定數量才能生產，生產周期長。3、熱軋是將金屬或合金坯經過高溫加熱，然后軋制而成，因此能耗高，工藝復雜， 在當今能源緊張的情況下，劣勢更明顯。4、由于能耗高，加工工藝復雜，因此生產成本高，價格高。冷彎成型是一種先進、高效的板金屬成型工藝技術，從20世紀90年代開始在我國開始得到廣泛的應用。冷彎成型是通過順序配置的多道次成型軋輥，把卷材、帶材等金屬板帶不斷地進行橫向冷彎，以制成特定斷面的型材。冷彎成型是一種節(jié)材、節(jié)能、高效的金屬板料成型新工藝、新技術。利用這一工藝，不但可以生產出高質量的金屬型材產品，而且能夠縮短產品開發(fā)的周期、提高生產效率，從而提高企業(yè)的市場競爭力。近些年來，冷彎型材產品在諸多領域都得到了廣泛的應用。其產品從普通的導軌、 門窗等結構件到一些為特殊用途而制造的專用型材，類型極其廣泛。冷彎型材單位質量的斷面性能優(yōu)于熱軋型鋼產品，并且具有很高的表面光潔度和尺寸精度，因此冷彎型材替代熱軋型材可以取得節(jié)約金屬材料又節(jié)省能源的雙重效果。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)采用現(xiàn)有技術中的型模壓制的客車彎梁不符合圖紙要求，造成車頂組裝過程中尺寸控制困難和車頂平整度欠佳，拉伸效率低，并且容易對型材造成損害。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種客車車體彎梁冷彎成型工藝，采用本發(fā)明的工藝能夠實現(xiàn)客車車體彎梁的一次加工成型，制備得到的客車車體彎梁性能優(yōu)異，表面無褶皺、彎梁強度高，無焊接失效的潛在風險。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案
一種客車車體彎梁冷彎成型工藝，其特征在于所述的冷彎成型工藝包括以下步驟(1)首先，將專用模具固定在拉彎機上，所述的專用模具包括直線段模具主體、左切向圓弧模和右切向圓弧模；直線段模具主體通過可拆卸連接方式分別與左切向圓弧模、 右切向圓弧模緊固連接；(2)接著，型材的兩個自由端通過夾具固定，初始狀態(tài)下，型材與專用模具之間具有一定的距離，預先根據所加工的型材的材料設定頂壓力和拉伸力，確保能夠達到與材料相適應的彎曲效果與延伸效果；(3)然后將型材的中間部分壓入模具，在型材的外側給予型材一定的頂壓力使型材的中間段與直線段模具主體充分接觸，接著兩邊的夾具同時分別繞左切向圓弧模和右切向圓弧模旋轉并拉伸型材，在此過程中，每旋轉到一定的位置，彎梁的外側給予一定的頂壓力，使其充分入模，并給一定的拉伸，直到彎梁達到所需的弧度后，旋轉拉伸過程結束；(4)旋轉結束后再給予一定的定型拉伸，使其充分屈服，將彎梁拆下，回彈剪切余量后即可得到所需要的成型彎梁。其中，所述的直線段模具主體、左切向圓弧模和右切向圓弧模表面具有內凹的工作面，所述內凹的工作面在工作時與冷彎型材緊密接觸，用于實現(xiàn)型材的冷彎加工。其中，所述的專用模具的切向圓弧模在設計的時候，因為客車車體彎梁金屬成型冷彎后有回彈，所以模具的切向圓弧模半徑R比客車車體實際的彎梁半徑要小；依據客車車體彎梁的金屬材料的不同，設計的模具半徑與客車車體實際的彎梁半徑的半徑比在 90% -98%之間。其中，型材冷彎和拉伸后有回彈，直線段模具主體的長度比實際彎梁的中間直線段尺寸要小，一般在5-50mm以內。其中，直線段模具主體的工作表面并非為水平面，而是一弧形表面，該弧面與水平面的夾角為0. 52-0. 59度。優(yōu)選的，所述的專用模具的工作面還涂覆有自潤滑涂層，所述的自潤滑涂層厚度為3-10mm，其具有以下組成TiC :32_45wt%、TiN :35_58wt %、類金剛石碳3_5 丨％、硼 3-5wt%。所述的自潤滑涂層能夠改善模具工作面與加工型材的接觸，減少二者之間的接觸摩擦和磨損，避免了模具表面型材金屬的黏附，進一步延長了模具的使用壽命，并提高了冷彎加工型材表面質量。其中，型材為普通的型鋼。其中，在步驟(3)中，型材兩端彎曲的角度為60-90度，通過多個道次完成彎曲過程。每個道次的彎曲量在11. 5-13. 8度之間，施加的頂壓力壓強為36-50MI^之間，經過每個道次的彎曲后，對型材進行拉伸的拉伸量為0.45-0. 53%之間。在步驟(4)中，定型拉伸量為1.02-1. 16%。采用上述的拉伸和彎曲參數，能夠避免在冷彎加工過程中出現(xiàn)非正常的彎曲，材料的型材的開裂失效以及避免型材表面的不平整例如褶皺等。本發(fā)明與現(xiàn)有技術中相比具有以下優(yōu)點，本發(fā)明采用冷彎成型的方法加工客車車體彎梁，避免了因焊接工藝帶來的外觀以及結合強度等方面的缺陷，避免了在焊接處斷裂失效的風險。而且采用本發(fā)明的方法制備的客車車體彎梁表面質量良好，無褶皺、不規(guī)則變形等缺陷。


圖1是本發(fā)明的客車車體彎梁冷彎成型專用模具的示意圖。圖2是本發(fā)明的客車車體彎梁冷彎成型的示意圖。
具體實施例方式下面本發(fā)明將結合附圖和具體的實施例對本發(fā)明做進一步的解釋和說明。發(fā)明人在此需要申明的是，以下實施例僅是為了進一步說明本發(fā)明的技術方案，不能將其解釋為對發(fā)明保護范圍的限制。實施例1例如制備用于客車車體的鋼制彎梁，其規(guī)格兩端的彎曲段半徑為320mm，弧度為 60度，中間直線段長度為1800mm，總長度^OOmm。步驟1 將專用模具固定在拉彎機上，所述的專用模具包括直線段模具主體1，其長度為982mm、左切向圓弧模1和右切向圓弧模2，其半徑均為312mm ；直線段模具主體1通過可拆卸連接方式分別與左切向圓弧模2、右切向圓弧模3緊固連接，所述的直線段模具主體、左切向圓弧模和右切向圓弧模表面具有內凹的工作面4，工作面表面涂覆有自潤滑涂層，并且直線段模具主體的工作表面為弧形表面，該弧面兩端與水平面的夾角為0. 56度；步驟2 型材的兩個自由端通過夾具固定，型材5與專用模具之間的最短距離為 10-15mm，設定頂壓力在2_25t之間和拉伸力在20_100t之間；步驟3 然后將型材的中間部分壓入直線段模具主體1，在型材的外側施加45MPa 壓強的頂壓力使型材的中間段與直線段模具主體充分接觸，接著兩邊的夾具同時分別繞左切向圓弧模和右切向圓弧模旋轉并拉伸型材，通過多個道次完成彎曲過程。每個道次的彎曲量在11. 5-13. 8度之間，施加的頂壓力壓強為38-45MI^之間使其充分入模，經過每個道次的彎曲后，對型材進行拉伸的拉伸量為0. 45-0. 53%之間，直到彎梁達到所需的弧度后， 旋轉拉伸過程結束；(4)旋轉結束后再給予一定的定型拉伸，定型拉伸量為1. 02-1. 16%，使其充分屈服，將彎梁拆下，回彈剪切余量后即可得到所需要的成型彎梁。以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，不能解釋為以此限定本發(fā)明的范圍，凡在本發(fā)明的權利要求書要求保護的范圍內所做出的等同的變形和改變的實施方式均在本發(fā)明要求保護的范圍內。
權利要求
1.一種客車車體彎梁冷彎成型工藝，其特征在于所述的冷彎成型工藝包括以下步驟(1)首先，將專用模具固定在拉彎機上，所述的專用模具包括直線段模具主體、左切向圓弧模和右切向圓弧模；直線段模具主體通過可拆卸連接方式分別與左切向圓弧模、右切向圓弧模緊固連接；(2)接著，型材的兩個自由端通過夾具固定，初始狀態(tài)下，型材與專用模具之間具有一定的距離，預先根據所加工的型材的材料設定頂壓力和拉伸力，確保能夠達到與材料相適應的彎曲效果與延伸效果；(3)然后，將型材的中間部分壓入模具，在型材的外側給予型材一定的頂壓力使型材的中間段與直線段模具主體充分接觸，接著兩邊的夾具同時分別繞左切向圓弧模和右切向圓弧模旋轉并拉伸型材，在此過程中，每旋轉到一定的位置，彎梁的外側給予一定的頂壓力， 使其充分入模，并給一定的拉伸，直到彎梁達到所需的弧度后，旋轉拉伸過程結束；(4)旋轉結束后再給予一定的定型拉伸，使其充分屈服，將彎梁拆下，回彈剪切余量后即可得到所需要的成型彎梁。
2.權利要求1所述的冷彎成型工藝，其特征在于所述的直線段模具主體、左切向圓弧模和右切向圓弧模表面具有內凹的工作面。
3.權利要求2所述的冷彎成型工藝，其特征在于所述的專用模具的工作面還涂覆有自潤滑涂層。
4.權利要求1所述的冷彎成型工藝，其特征在于直線段模具主體的工作表面為弧形表面，該弧面與水平面的夾角為0. 52-0. 59度。
5.權利要求1所述的冷彎成型工藝，其特征在于左切向圓弧模和右切向圓弧模與客車車體實際的彎梁半徑的半徑比在90% -98%之間。
6.權利要求1所述的冷彎成型工藝，其特征在于型材的彎曲通過多個道次的彎曲形成，每個道次的彎曲量在11. 5-13. 8度之間，施加的頂壓力壓強為36-50ΜΙ^之間。
7.權利要求6所述的冷彎成型工藝，其特征在于每個道次的彎曲后對型材進行拉伸， 每次的拉伸量0. 45-0. 53%之間。
8.權利要求1所述的冷彎成型工藝，其特征在于在步驟(4)施加的定型拉伸量為 1. 02-1. 16%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種客車車體彎梁冷彎成型工藝，通過對模具的改進，以及對彎曲和拉伸的控制，可以實現(xiàn)一步彎曲成型。采用本發(fā)明的彎曲成型工藝，制備得到的客車車體彎梁性能優(yōu)異，表面無褶皺、彎梁強度高，無焊接失效的潛在風險。
文檔編號B21D7/06GK102151728SQ20111011767
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權日2011年5月9日
發(fā)明者張亞平, 李國平, 馬黎明 申請人:江蘇同力機械有限公司