专利名称：一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，属于型材弯曲成形加工领域。
技术背景轨道交通是我国最为重要的交通运输方式之一，承载着绝大多数的交通运输量。 近几年，高速列车发展更加迅速，具有高速便捷、安全可靠等优点而深受欢迎。为了实现轻量化，高速列车普遍使用铝合金车体。端角柱是时速380公里动车组高速铝合金车体的关键骨架构件，起着重要的承载作用，同时该构件连接着车体的侧墙和端墙两大部件，其制造精度决定着整车的外形精度和空气动力学性能，因此对其成形质量和精度要求十分严格。生产中，该构件采用铝合金型材通过模具压弯成形，但是由于型材的截面形状和构件的轮廓曲线复杂，该构件成形难度很大，技术复杂，成形质量和精度难以控制，型材弯曲成形受压时很容易出现截面畸变，使截面的上下壁塌陷，两侧壁外凸，截面形状误差过大，无法与相邻的零件对接装配。为了控制上述缺陷，国内生产单位和研究机构尝试在端角柱型材的型腔内填充砂子、冰、木块、聚氨酯等材料，以在弯曲受压时支撑型腔内壁减小畸变缺陷，但效果均不明显，构件截面形状误差依然很大，不能用于车体装配，为了保证整车生产，该构件不得不从国外引进，但价格十分昂贵，生产技术也因保密而无法引进。为突破端角柱构件生产技术，解决截面畸变问题，我们开发出专门用于端角柱构件弯曲成形用的新型柔性撑芯，把该撑芯填充到型材型腔内，能对型材截面各壁形成可靠支撑，弯曲成形时可有效减小型材截面畸变，把截面精度控制在设计要求的范围内，解决了端角柱构件截面形状误差过大问题。同时，该撑芯还可以用于其它封闭截面类铝合金型材的弯曲成形，解决此类型材弯曲成形时截面畸变的共性缺陷，属国内首创。
发明内容本实用新型提供了一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，用于解决端角柱构件弯曲成形过程中出现的截面畸变缺陷，是一种具有良好弯曲柔性和支撑刚度的封闭截面型材的型腔填充物。本实用新型的上述目的是通过如下手段实现的，现结合
如下—种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，包括弹性中心轴、聚氨酯垫、钢撑块、锁紧螺母、钢挡板等主要部分。所述的钢撑块和聚氨酯垫都设置中心孔，弹性中心轴上加工一组对称平面，弹性中心轴的截面形状与中心孔的形状一致，弹性中心轴穿过中心孔将钢撑块和聚氨酯垫串联起来形成整体撑芯，它们以间隙配合的形式装配。所述钢撑块的上下面为球面，两侧面为平面，所有棱边都设置圆弧过渡，防止划伤型材。所述的弹性中心轴B端使用双锁紧螺母拧紧固定，然后在弹性中心轴上将钢撑块和聚氨酯垫交替装配组成，最后在A端连续放置3-4块聚氨酯垫和一个钢挡板，用锁紧螺母拧紧，改变该螺母的旋入量可以调节整个撑芯的预紧程度，使撑芯具有合适的整体刚度，既便于撑芯的取放，又具有良好的弯曲柔性和可靠的支撑功能。所述的弹性中心轴的制作材料具有弹性，在弯曲成形的整个变形过程中，弹性中心轴发生弹性变形能随形弯曲，聚氨酯垫的可压缩性允许各钢撑块的方位随形变化，钢撑块能够很好地支撑在型材的内壁上。成形完毕后牵拉弹性中心轴可从型材中取出撑芯，撑芯在弹性作用下恢复原状。与以前的端角柱构件成形工艺相比，本实用新型具有诸多优点。本实用新型的主要优点在于撑芯的结构使之具备良好的弯曲柔性，内部的钢撑块对型材截面各边的支撑性好，可有效控制截面弯曲畸变，同时撑芯容易充填和取出等。本实用新型有效控制了端角柱构件的截面畸变，解决了截面形状误差过大问题，为380公里高速动车关键构件的国产化生产做出重要贡献。同时，本实用新型还可用于所有封闭截面类铝型材弯曲成形，解决行业中此类型材弯曲成形中出现的截面畸变、截面形状误差过大的共性缺陷，具有重大的现实意义。
附图说明图1撑芯示意图；图2钢撑块横截面示意图图3铝合金端角柱型材与撑芯配合位置关系示意图；图4端角柱构件轮廓示意图。图中1、弹性中心轴2、聚氨酯垫3、钢撑块4、中心孔5、锁紧螺母6、钢挡板7、铝合金端角柱型材8、端角柱构件
具体实施方式
端角柱构件(8)是一种大弯曲半径、小变形量的铝合金型材构件，最大弯曲半径可达7200mm，在整个弯曲变形过程中，撑芯随着型材弯曲而弯曲，因弯曲半径大其变形量很小。
以下结合附图所示进一步说明本实用新型的内容及其具体实施方式
根据端角柱构件(8)尺寸确定钢撑块(3)和聚氨酯垫(2)的数量、尺寸大小，弹性中心轴(1)长度以及螺母(5)型号。钢撑块的尺寸根据端角柱构件的截面尺寸而定，上下面为球面，保证其方位变化时能对上下壁有效支撑，两侧面为平面，为避免在使用过程中划伤型材，钢撑块所有棱边都设置圆弧过渡。聚氨酯垫的大小要比钢撑块的尺寸略小一些，其可压缩性可保证在受到弯曲挤压时，相邻的钢撑块不发生刚性干涉，方位可随形变化。在钢撑块和聚氨酯垫上加工中心孔G)，并相应地在弹性中心轴(1)上加工一组对称平面，保证钢撑块和聚氨酯垫的中心孔与弹性中心轴的形状一致，以间隙配合的形式装配，避免钢撑块和聚氨酯垫出现转动的情况。在弯曲过程中，弹性中心轴能随形弯曲，在成形完毕从型材中取出撑芯后，其优良的弹性可以使整个撑芯恢复原状。在弹性中心轴B端使用双锁紧螺母拧紧固定，然后，将钢撑块和聚氨酯垫交替穿插装配在弹性中心轴上，在A端连续放置3-4个聚氨酯垫和一个钢挡片(6)，用锁紧螺母拧紧，根据实际情况，通过调节A端螺母的旋入量来调节撑芯的预紧程度，使撑芯具备合适的刚性。使用时，将撑芯推入型材(7)的型腔内，型腔被撑芯充满(如图2所示)，各钢撑块支撑在型腔各壁。弯曲过程中，型材(7)在压力作用下发生弯曲变形，撑芯随形弯曲，但钢撑块支撑型腔各壁，限制各壁塌陷或者外凸，从而有效控制截面畸变，提高截面形状精度。在成形之后，牵引撑芯的A端或B端将撑芯从型腔内抽出，撑芯因弹性恢复原状。本实用新型所述的一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，解决了封闭截面类铝合金端角柱构件弯曲过程中出现的截面畸变的缺陷，提升了端角柱构件国产化的能力，提高了其成形质量，大大缩减了进口端角柱构件的巨大费用，具有巨大的使用价值。
权利要求1.一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，主要由弹性中心轴(1)、聚氨酯垫 O)、钢撑块(3)、锁紧螺母(5)、钢挡板(6)组成，其特征在于所述的钢撑块上下表面为球面，两侧面为平面，钢撑块和聚氨酯垫设置中心孔，弹性中心轴的截面形状与中心孔的形状一致，以间隙配合的形式穿过中心孔进行装配；弹性中心轴B端使用双锁紧螺母拧紧，A端连续放置3-4块聚氨酯垫和1个钢挡片，用锁紧螺母拧紧。
2.根据权利要求1所述的一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，其特征在于 所述撑芯的主体由钢撑块和聚氨酯垫在弹性中心轴上交替装配组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，其特征在于所述弹性中心轴的制作材料具有弹性。
4.根据权利要求1或2所述的一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，其特征在于通过调节锁紧螺母的旋入量，调整撑芯整体的刚度。
专利摘要本实用新型是一种380公里动车端角柱构件成形用新型撑芯，属于型材弯曲成形加工领域。所述实用新型主要由弹性中心轴、钢撑块、聚氨酯垫、锁紧螺母等组成。基本结构为钢撑块的上下面为球面，两侧面为平面。钢撑块和聚氨酯垫加工中心孔，中心轴与中心孔的形状一致，以间隙配合的形式穿过中心孔进行装配，中心轴B端使用双锁紧螺母拧紧，钢撑块和聚氨酯垫交替穿插在中心轴上，A端连续放置3-4块聚氨酯垫和1个钢挡片，用锁紧螺母拧紧。将其整体放入型腔内，成形完毕可以牵拉A端或B端抽出撑芯。本实用新型解决了在封闭截面类铝合金端角柱型材弯曲过程中出现的截面畸变等缺陷，提高了端角柱构件国产化能力，大大缩减了进口端角柱构件的巨大费用。
文档编号B21D7/16GK202129318SQ201020691558
公开日2012年2月1日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者沈永波, 谷诤巍 申请人:吉林诺亚机电科技有限公司