专利名称：铁路客车侧顶弯梁成型用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁 路车辆制造技术，尤其涉及一种铁路客车侧顶弯梁成型用模具。
背景技术：
铁路客车侧顶弯梁是铁路客车车顶的重要组成元件，其成型质量的好坏直接影响车顶的后续组装。图1为铁路客车侧顶弯梁的主视图；图2为图1中A-A向视图；如图1和图2所示，侧顶弯梁整体呈圆弧形、横截面呈“帽形”，即从一个横截面的角度来看，在“帽形”的开口两侧分别向外延伸形成翼面11，并且，侧顶弯梁翼面11所在一侧圆弧面为弯曲半径较大的外弧面101，另一“帽形”的封闭侧形成的圆弧面则为弯曲半径较小的内弧面102 ;由于侧顶弯梁的板厚较小，一般采用锻压成型工艺制造。图3为现有技术中铁路客车侧顶弯梁成型用模具的结构示意图；如图3所示，现有技术中的铁路客车侧顶弯梁成型用模具包括上模31、下模32，在加工时，需要将一板状坯料放入到上模31和下模32之间，然后驱动下模32向上移动、一次性锻压形成侧顶弯梁“帽形”结构。由于现有技术中的这种模具采用上凸结构、一次锻压成型的工艺，在成型过程中坯料一直处于自由状态，使得成型后回弹变形较大，造成成型后的侧顶弯梁的两侧翼板的平面度难以达标，从而影响侧顶弯梁的后续焊接安装的质量。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种铁路客车弯梁成型用模具，用以减小成型过程中的回弹变形，提高侧顶弯梁两侧翼板的平面度。本发明提供一种铁路客车侧顶弯梁成型用模具，包括用于固定设置在工作平台上的下模和设置在所述下模上方的上模，所述上模能相对所述下模上下移动；所述下模的顶面上固定设置有下限位块，所述下限位块上套设有压料板；所述下限位块的顶面形成有与侧顶弯梁内弧面相匹配的第二内凹弧形面，所述上模的底面为与所述侧顶弯梁外弧面相匹配的第一外凸弧形面，所述压料板的顶面形成有能与所述上模的底面贴合的第一内凹弧形面，且第二内凹弧形面平行于所述第一内凹弧形面；在所述上模的底面上对应所述下限位块开设有凹槽，所述凹槽内设置有可上下移动的上限位块，且所述上限位块通过第一弹性装置与所述上模固定连接；所述上限位块的底面为能与所述第二内凹弧形面贴合的第二外凸弧形面；所述压料板在限位驱动装置的作用下定位在第一工作位置，且所述上模向下移动至所述压料板并与所述压料板的顶面贴合后，能带动所述压料板相对所述下定位块向下移动，使所述下限位块进入到所述凹槽中。本发明提供的铁路客车侧顶弯梁弯曲成形用模具，通过在上模、下模之间设置可移动的压料板，将整个成型过程分解为第一步压弯工序和第二步断面成型工序，可以有效减小成型后的回弹变形，保证了加工出的侧顶弯梁两侧翼面的平面度，提高了成型质量。
图1为铁路客车侧顶弯梁的主视图；图2为图1中A-A向视图；图3为现有技术中铁路客车侧顶弯梁成型用模具的结构示意图；图4A为本发明铁路客车侧顶弯梁成型用模具实施例的主视图；图4B为图4A中B-B向剖视图；图4C的俯视图；图5A为图4B中上限位块的主视图；图5B为图5A中C-C向视图；图6A为图4B中压料板的主视图；图6B为图6A的俯视图；图7A为图4B中下限位块的主视图；图7B为图7A的侧视图。
具体实施例方式图4A为本发明铁路客车侧顶弯梁成型用模具实施例的主视图；图4B为图4A中B-B向剖视图；图4C的俯视图；请参照图4A-图4C，本实施例提供一种铁路客车侧顶弯梁成型用模具，包括用于固定设置在工作平台上的下模41和设置在下模41上方的上模42，上模42能相对下模41上下移动；下模41的顶面上固定设置有下限位块43，下限位块43上套设有压料板44 ;下限位块43的顶面形成有与侧顶弯梁内弧面相匹配的第二内凹弧形面430 (如图7A和图7B所示)，上模42的底面为与侧顶弯梁外弧面相匹配的第一外凸弧形面420，压料板44的顶面形成有能与上模42的底面贴合的第一内凹弧形面440 ;在上模42的底面上对应下限位块43开设有凹槽45，凹槽45内设置有可上下移动的上限位块46，且上限位块46通过第一弹性装置与上模42固定连接；上限位块46的底面为能与第二内凹弧形面430贴合的第二外凸弧形面460 ;压料板44在限位驱动装置的作用下定位在第一工作位置，且上模42向下移动至压料板44、并与压料板44的顶面贴合后，能带动压料板44相对下定位块43向下移动，使下限位块43进入到凹槽45中。具体地压料板44的顶面和上模42的底面相对设置，且，两者完全贴合在一起形成接触面的形状与侧顶弯梁的外弧面相同，以冲压出侧顶弯梁的翼面；下限位块43的形状和尺寸可以根据侧顶弯梁的横截面形状来确定，例如，下限位块43整体可以呈长形，其延伸长度和宽度可以根据侧顶弯梁的长度和宽度确定；上限位块46的结构可以与下限位块43相匹配，以使上限位块46和下限位块43能通过第二外凸弧形面460与第二内凹弧形面430完全拼合在一起；凹槽45的延伸长度可以与下限位块43相同或略大，凹槽45的宽度则可根据下限位块43的宽度和侧顶弯梁的壁厚来确定；而最终下限位块43能进入到凹槽45中的高度可根据侧顶弯梁“帽形”的凹陷深度来确定。限位驱动装置可以采用气缸或液压缸，以通过限位驱动装置驱动压料板44上下移动的同时还能很方便地通过控制液压油或气体流量使压料板44停留在特定位置；其中，第一工作位置，可以指压料板44的顶面平齐或高于下限位块43的位置。利用本实施例提供的铁路客车侧顶弯梁弯曲成形用模具进行侧顶弯梁成型的具体过程如下首先将压料板44调整到上述第一工作位置，然后将一平板状的待成型坯料固定到压料板44上、且位于上模42下方，利用液压缸或气缸等驱动装置驱动上模42向下移动，当上模接触上述待成型坯料后，在上模42的压力作用下，待成型坯料在上模42的第一外凸弧面和压料板44的第一内凹弧面之间形成对应的侧顶弯梁外弧面相匹配的弯曲翼面，至此，完成第一步压弯工序；然后，继续驱动上模42向下移动，并通过控制驱动上模42向下的压力足够大以克服限位驱动装置对压料板44的约束力，从而使上模42带动待成型还料及压料板44 一同向下移动，而由于压力板44相对下限位块43向下移动,使得下限位块43逐渐凸出、并进入到逐渐移动下来的上模42上的凹槽45中，进而在上模42下移的过程中，下限位块43则抵挡住上限位块46，使得上限位块46相对凹槽45的侧壁向上移动、第一弹性装置受压其自身长度逐渐减小，直到压料板44抵顶到下模41上不能再移动，此时，在进入到凹槽45的下限位块43、凹槽45的两相对侧壁、及上限位块46的限位作用下，将待成型坯料的横截面压制成侧顶弯梁的“帽形”，至此，完成第二步断面成型工序，整个成型过程结束。需要说明的是，可通过对第一弹性装置的尺寸及材料的选择，以及凹槽45的深度、下限位块43和上限位块46高度等尺寸的设置，保证在压料板44压紧到下模41上时，第一弹性装置也被压缩到极限位置，以达到良好的压制成型效果。本实施例提供的铁路客车侧顶弯梁弯曲成形用模具，通过可移动的压料板的设置，将整个成型过程分解为第一步压弯工序和第二步断面成型工序，可以有效减小成型后的回弹变形，保证了加工出的侧顶弯梁两侧翼面的平面度，提高了成型质量。在上述实施例中，上模42可以包括一上模板421，以及固定设置在上模板421底面上的上模块422 ;上模块422的底面为第一外凸弧形面420，且凹槽45开设在上模块422的底面上。即，上模42可以采用分体结构，并可将上模块422通过螺栓固定到一平板状的上模板421上来制造上模42，以方便加工和装配。更进一步地，上模块422还可以由一模块基体422a和两个镶块422b组合而成，其中，模块基体422a中心可以设置阶梯槽，两个镶块422b可以通过螺栓固定连接在该阶梯槽的下部，而固定好的两镶块422b相对的立面则可与该阶梯槽的上部侧面平齐，以形成凹槽45。采用分体组合结构的上模块可以进一步方便加工和装配。在上述实施例中，第一弹性装置可包括至少一个卸料螺钉403和至少一个第一弹簧404 ;上模板421的顶面开设有沉孔，卸料螺钉403穿过改沉孔、并螺接于上限位块46中，且卸料螺钉403的头部与该沉孔之间可以为间隙配合，以保证该卸料螺钉403可以在沉孔内上下移动；第一弹簧404则可压设在上限位块46与凹槽45底部之间；以在通过卸料螺钉403连接上限位块46的同时，还能允许上限位块46相对凹槽45向上移动。在这里，对第一弹簧404和卸料螺钉403的数量不作具体限定，优选地，可以选择三个第一弹簧404和两个卸料螺钉403，且所有第一弹簧404和卸料螺钉403可以沿凹槽45的长度方向排列成一直线，且卸料螺钉403可以分别位于相邻两个第一弹簧404之间，以保证平稳可靠连接和移动上限位块的目的。另外，在成型过程完毕将上模42上移与下模41分开后，加工出的侧顶弯梁的“帽形”部分还经常嵌在凹槽45中，很难取出；而本实施例中，由于已在成型过程中被压缩的第一弹簧404的弹性回复力作用，可以将该侧顶弯梁由凹槽45内顶出，进一步方便了卸料操作。
更进一步地，压料板44的顶面上可以固定设置有至少三个用于定位待成型坯料的定位销5，以在将待成型坯料放置到压料板44上后，对其进行定位；并且，压料板44的顶面上还可固定设置有两个用于限定待成型坯料的变形量的限位板51，限位板51的厚度与待成型坯料的厚度相等，以在压制过程中限定坯料在长度方向上的变形量，并防止对坯料造成过度挤压变形。在本发明一实施例中，压料板44的底面固定设置有至少两个打杆6，下模上设置有至少两个打杆孔，打杆6穿过该打杆孔与限位驱动装置连接。进一步地，限位驱动装置可以为一液压机，液压机的水平支撑平台便可作为上述用于固定放置下模41的工作平台，打杆6穿过工作平台与工作平台下方的液压垫固定连接。从而液压机便可以通过液压垫及打杆6带动压料板44上下移动，并可在第一步压弯工序中，通过液压机为打杆6提供支撑压料板44的支撑力。在本实施例中，上模42也可以与液压机的滑块固定连接，用于驱动上模42上下移动；并且，通过调整液压机的各输出压力可以保证在第一步压弯工序中，上模42对压料板44向下的压力小于打杆6对压力板44向上的支撑力，以保证压料板44固定在第一工作位置不动，通过压料板44配合上模42将坯料弯曲成侧顶弯梁的弧形；而当第一步压弯工序完成后，便可通过液压机的输出压力使上模42对压料板44的压力增加至超过打杆6对压料板44的支撑力，以在上模42的压力作用下推动压力板及坯料一通向下移动，进入第二断面成型工序。更进一步地，下模41上固定设置有至少两个上下延伸的导向柱71，上模42对应导向柱71设置有导向通孔72，导向柱71穿设于对应的导向通孔72中，以确保上模42沿导向柱71上下移动，防止上模42相对下模41在水平位置上发生移动，进一步保证了上模42和下模41之间相对运动方向，从而保证了模具的工作可靠性。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，包括用于固定设置在工作平台上的下模和设置在所述下模上方的上模，所述上模能相对所述下模上下移动；所述下模的顶面上固定设置有下限位块，所述下限位块上套设有压料板；所述下限位块的顶面形成有与侧顶弯梁内弧面相匹配的第二内凹弧形面，所述上模的底面为与所述侧顶弯梁外弧面相匹配的第一外凸弧形面，所述压料板的顶面形成有能与所述上模的底面贴合的第一内凹弧形面，且第二内凹弧形面平行于所述第一内凹弧形面；在所述上模的底面上对应所述下限位块开设有凹槽，所述凹槽内设置有可上下移动的上限位块，且所述上限位块通过第一弹性装置与所述上模固定连接；所述上限位块的底面为能与所述第二内凹弧形面贴合的第二外凸弧形面；所述压料板在限位驱动装置的作用下定位在第一工作位置，且所述上模向下移动至所述压料板并与所述压料板的顶面贴合后，能带动所述压料板相对所述下定位块向下移动，使所述下限位块进入到所述凹槽中。
2.根据权利要求I所述的铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，所述上模包括一上模板，以及固定设置在所述上模板底面上模块；所述上模块的底面为所述第一外凸弧形面，且所述凹槽开设在所述上模块的底面上。
3.根据权利要求2所述的铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，所述第一弹性装置包括至少一个卸料螺钉和至少一个第一弹簧；所述上模板的顶面开设有沉孔，所述卸料螺钉穿过所述沉孔、并螺接于所述上限位块中，且所述卸料螺钉的头部与所述沉孔之间为间隙配合；所述第一弹簧压设在所述上限位块与所述凹槽底部之间。
4.根据权利要求2所述的铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，所述压料板的顶面上固定设置有至少三个用于定位待成型坯料的定位销。
5.根据权利要求4所述的铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，所述压料板的顶面上还固定设置有两个用于限定所述待成型坯料的变形量的限位板，所述限位板的厚度与所述待成型坯料的厚度相等。
6.根据权利要求I至5任一所述的铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，所述压料板的底面固定设置有至少两个打杆，所述下模上设置有至少两个打杆孔，所述打杆穿过所述打杆孔与所述限位驱动装置连接。
7.根据权利要求6所述的铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，所述限位驱动装置为一液压机，所述液压机的水平支撑平台为所述工作平台，所述打杆穿过所述工作平台与所述工作平台下方的液压垫固定连接。
8.根据权利要求7所述的铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，所述上模与所述液压机的滑块固定连接，用于驱动所述上模上下移动。
9.根据权利要求I至5任一所述的铁路客车侧顶弯梁成型用模具，其特征在于，所述下模上固定设置有至少两个上下延伸的导向柱，所述上模对应所述导向柱设置有导向通孔， 所述导向柱穿设于对应的所述导向通孔中。
全文摘要
本发明提供一种铁路客车侧顶弯梁成型用模具。包括上下设置的上模和下模，上模能相对下模移动；下模上固定设置有下限位块，下限位块上套设有压料板；下限位块的顶面形成有第二内凹弧形面，上模的底面为第一外凸弧形面，压料板的顶面形成有能与上模的底面贴合的第一内凹弧形面；在上模的底面上对应下限位块设有凹槽，凹槽内设有上限位块；上限位块的底面为与第二内凹弧形面配合的第二外凸弧形面；压料板在限位驱动装置的作用下定位在第一工作位置，且上模向下移动至压料板并与压料板的顶面贴合后，能带动压料板相对下定位块向下移动，使下限位块进入到凹槽中。本模具，通过可移动的压料板的设置，可以有效减小成型后的回弹变形，提高成型质量。
文档编号B21D53/88GK102974698SQ201210505149
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者马冬莉, 高峰, 李琳, 王金金 申请人:唐山轨道客车有限责任公司