钢铝复合导电轨的滚压铆接制作方法与流程

一种钢铝复合导电轨的滚压铆接制作方法，属于城市轨道交通第三轨供电用的设备。

背景技术：

本发明作出以前，在已有技术中，城市轨道交通第三轨供电的钢铝复合导电轨，其钢与铝的结合有的用冲压铆接工艺，例如专利号为201420244317.5的带燕尾槽的钢铝复合导电轨，又例如专利号为201230224323.0的钢铝复合轨，其钢槽侧边上冲裁出φ6的圆孔，然后在相应位置外侧的铝轨支耳上以φ8的冲头冲压出一凹孔，迫使部分铝合金材料挤入钢槽侧边的φ6圆孔内，使钢与铝复合成一体，这种冲压铆接工艺的难点是φ6圆孔与φ8凹孔难以保证其中心线的一致，造成钢与铝的结合力下降，并导致钢铝复合轨的扭曲，钢槽表面还留有对准用的辅助划线，运行时电火花大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足之处，发明一种钢与铝结合力高，不会扭曲而且钢槽表面无划痕的钢铝复合导电轨。

本发明主要解决方案是这样实现的：将不锈钢边上冲压出中心线呈±45°的小长孔，小长孔宽2mm，长约7mm，深1.5mm的盲孔；成为方向交错的斜槽(4)。然后不锈钢带进入冷弯滚压生产线折边成为15m或18m长的钢槽(2)。工字形铝轨(1)与钢槽(2)同时进入如专利号为201110053436.3的钢铝复合轨生产线，生产线的主复合器改为滚压机(6)，其二个侧压轮改为带压齿(14)的滚压轮(8)，压齿(14)宽6mm，当压齿(14)滚过铝轨(1)的支耳(3)的外侧时，支耳(3)被压出深1.5mm，长14mm的凹槽(5)，凹槽(5)所处的部分铝合金材料被挤压入斜槽(4)，铝轨(1)与钢槽(2)以滚压铆接方式相结合。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1.铝轨与钢槽无论纵向还是垂向都有极大的结合力，钢与铝的接触电阻小。

2.钢槽上的斜槽(4)与铝轨支耳上的凹槽(5)在纵向无需对准，加工简单，效率高。在不锈钢的钢槽表面没有划痕，运行时电火花小。

3.钢铝复合轨成型后不会扭曲，直线性好。

附图说明

图1为带斜槽的钢铝复合导电轨的横剖面图。

图2为钢槽侧边的a-a向视图。

图3为钢铝复合轨在斜槽处的水平b-b剖面图。

图4为支耳及凹槽的n-n剖视图。

图5为钢铝复合生产线中滚压机的横剖面图。

图6为滚压机中心位置的横剖面放大图。

图7为滚压轮的横剖面图。

图8为滚压轮的正面视图。

图9为滚压轮压齿的剖面放大图。

具体实施方式

下面本发明结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明图1为带斜槽的钢铝复合导电轨的横剖面图。工字形的铝轨(1)上部外侧带有2个支耳(3)，钢槽(2)位于铝轨(1)的上部，其下表面与铝轨(1)的上表面贴紧。钢槽(2)的侧边的外侧有斜槽(4)，支耳(3)的外侧有凹槽(5)。支耳(3)的内侧有部分铝合金材料被滚压挤入钢槽(2)的斜槽(4)内，使钢槽(2)相对于铝轨(1)上下左右被固定住，钢与铝结合成一体，结合力大，接触电阻小。钢槽(2)的内角为96°，使钢与铝在竖直方向具有更大的结合力，可靠性更高。

本发明图2为钢槽侧边的a-a向视图。钢槽(2)的下部边沿冲压了很多斜槽(4)，斜槽(4)与纵向水平线夹角为45°，一个为+45°一个为-45°，呈“八”字形分布，使嵌入斜槽(4)的铝合金材料在纵向与竖直方向有相同的抵抗钢槽移动反作用力。钢槽(2)的二个侧边上的斜槽(4)是对称对应的，因而钢铝复合轨成型后不会扭曲，直线性好。

本发明图3为钢铝复合轨在斜槽处的水平b-b剖面图。中间为铝轨(1)，二侧为二个支耳(3)，钢槽(2)的二个侧边被二个支耳(3)夹住。钢槽(2)的斜槽(4)在本剖面中呈矩形，反映其深度为1.5mm，宽度为2mm的1.41倍(2.82mm)，支耳(3)表面的凹槽(5)深1.5mm，宽14mm。支耳(3)由于被滚压出凹槽(5)，部分铝合金材料被挤入斜槽(4)。滚压前铝轨处于尚未时效的状态，硬度较低，滚压时铝合金材料的流动性好，所以滚压的工艺性好。滚压后钢铝复合轨作时效处理，铝轨(1)的硬度和抗拉强度均大大提高，抗拉强度)215mp，满足地铁供电的运行要求。而钢槽(2)在时效中性能不会变化。

本发明图4为支耳及凹槽的n-n剖视图。支耳(3)上均匀排列凹槽(5)，凹槽长14mm，宽6mm。相邻凹槽(5)的中心距为29.5mm。对应钢槽(2)上的二个“八”字形斜槽(4)的中心距也为29.5mm。15m长的钢铝复合轨有超过500对钢铝结合点，故总的钢与铝的可靠性特别高。

在图4中可看到斜槽(4)被包覆在凹槽(5)内，说明每个凹槽(5)的底下有二条铝合金突出挤入钢槽(2)的斜槽(4)内，当滚压轮(8)的起始位置错开一个角度，凹槽(5)相对于斜槽(4)的左右位置会错开，凹槽(5)内最少会包覆一个斜槽(4)，仍然有1.5倍以上的钢与铝的结合力，每60mm长的钢铝复合轨的结合力大于25kn。

本发明图5是钢铝复合生产线中滚压机的横剖面图。滚压机(6)的中心位置是钢铝复合轨(7)，其二侧各一个滚压轮(8)，其上下各一个压轮(9)和(10)，下压轮(10)由动力传动装置(12)的主轴直接带动旋转，上压轮(9)可由竖向进给装置(13)控制压紧铝轨(1)和钢槽(2)。左边的滚压轮(8)是主动旋转的，右边的滚压轮(8)由横向进给装置(11)控制滚压轮(8)的滚压力，保证支耳(3)上凹槽(5)处的铝合金材料挤入钢槽(2)的斜槽(4)内。动力装置(12)可以保证上下压轮与滚压轮的速度同步。

本发明图6为滚压机中心位置的横剖面放大图。图中央是钢铝复合轨(7)。工字形铝轨(1)的底面是下压轮(10)，钢槽(2)的上面是上压轮(9)，二个滚压轮(8)的圆周上的压齿压入支耳(3)，形成凹槽(5)，进而使支耳(3)内侧的部分铝合金材料挤入钢槽(2)的斜槽(4)内。

本发明图7为滚压轮的横剖面图。滚压轮(8)中心部分较厚，圆周上压齿(14)较薄，这样可使压齿(14)对支耳(3)滚压时的压强较大，容易产生凹槽(5)。

本发明图8为滚压轮的正面视图。滚压轮(8)的外径约φ358mm，每隔9°有一个压齿(14)，材料采用钢40cv，机械切削后淬火硬度达rc55，为铝轨(1)硬度的3倍以上，使压齿(14)轻易压出相同形状的凹槽(5)。一个滚压轮(8)上分布40个压齿(14)故可快速滚压，线速度达3m/分钟，生产效率高。

本发明图9为滚压轮压齿的剖面放大图。压齿(14)宽6mm，长14mm，二端为r3圆弧，可减小滚压时的应力，压齿寿命长，设备耐久性好。

技术特征：

技术总结
一种钢铝复合导电轨的滚压铆接制作方法，属于城市轨道交通第三轨供电用的设备。钢槽(2)的侧边的外侧冲压出与纵向中心线45°交叉的斜槽(4)，铝轨(1)的支耳(3)的对应位置滚压出包履斜槽(4)的凹槽(5)，迫使支耳(3)内侧部分铝合金材料挤入斜槽(4)的盲孔内，以滚压铆接工艺使铝轨(1)与钢槽(2)结成一体，本发明纵向与垂向钢与铝的结合力大，接触电阻小，工艺简单，生产效率高，钢槽表面无划痕，运行时电火花小，钢铝复合轨不扭曲，直线性好。

技术研发人员：李雷
受保护的技术使用者：李雷
技术研发日：2017.04.17
技术公布日：2017.08.18