型面可调的轨道车辆立柱类构件拉弯成形模具的制作方法

本发明涉及金属型材拉弯成形技术领域，特别涉及一种型面可调的轨道车辆立柱类构件拉弯成形模具。用于轨道车辆立柱类型材构件弯曲成形。

背景技术：

轨道交通是我国最为重要的交通运输方式之一。轨道车辆上的骨架构件尺寸一般比较大，主要使用拉弯技术来进行型材的弯曲成形。拉弯成形是一种冷加工方法，工件在弯曲的同时被施加切向拉力，在弯矩和拉力的共同作用下使工件成形。拉弯成形时工件截面内的应力变成以拉应力为主，因此，拉弯成形的工件回弹小、零件贴模好、成形精度高、表面质量好。

轨道车辆车体构件中存在大量的立柱类构件。该类构件轮廓由两条直线和中间的圆弧组成，截面呈u型或z型等，通常由不锈钢型材拉弯成形。成形前，首先将不锈钢板材经折弯工艺加工成特定截面形状的型材，再经拉弯工艺弯曲成形，后续再切头形成成品件。

立柱类构件拉弯成形的主要缺陷发生在圆弧连接处，因为相对于型材直线段而言，圆弧处的变形最大，应力应变变化最复杂，因而其截面畸变很大而且轮廓精度误差严重，这些缺陷严重影响型材整体成形精度，且成形件后续调修困难，导致与其他构件装配精度差，降低了轨道车辆车体结构的精度及质量。

传统立柱拉弯成形，每类型材就需要一套专用模具，成本高，周期长，且模具型面固定不可调整，模具制造周期较长，工时和成本耗费巨大，其次在拉弯实验调整阶段，需要将拉弯模具从工作平台卸下并反复修模，生产效率很低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种型面可调的轨道车辆立柱类构件拉弯成形模具，解决了现有技术存在的上述问题。控制立柱在拉弯过程中出现的翼边翘曲、截面开口、侧壁弯曲等缺陷。本发明由模具主体和可调型面两部分组成，通过改变可调型面来修改局部圆弧段型面轮廓形状和截面形状，提高立柱的成形精度，无需修模。而且能适应不同成型件，大幅降低模具开发成本。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

型面可调的轨道车辆立柱类构件拉弯成形模具，包括模具主体1、支撑块2、垫板4、端部挡板5、底板6、基体7、侧挡板8、调整螺柱9、锁紧螺钉10，所述模具主体1固定在拉弯机上，可调型面3通过支撑块2和侧挡板8固定连接在模具主体1上；所述可调型面3由垫板4、端部挡板5、底板6、基体7、侧挡板8、调整螺柱9、锁紧螺钉10组成，侧挡板8和底板6组成安装框架，侧挡板8实现基体7的左右定位，限制基体7受力时不发生左右偏移或翻转，基体7之间紧密排列，端头由两块端部挡板5限位，端部挡板5限定在模具主体1的挡块内，从而实现各基体7前后的可靠定位；调整螺柱9、锁紧螺钉10安装在底板6上；垫板4整体设置在基体7上表面，形成光滑过渡的模具型面。

所述的基体7为离散单元且尺寸一致，根据型材截面形状，基体设置为分块，分块间通过螺栓连接且高度可调，基体上表面为球形。

所述的垫板4是整体式的随形垫板。

所述的基体7，通过调整螺柱9调整高度，通过锁紧螺钉10固定。基体7只能上下移动，其调整由安装在底板上的螺柱9和锁紧螺钉10完成，松开锁紧螺钉10，释放基体7，调整两侧的上调螺柱9，推动基体7上升，然后通过锁紧螺钉10固定基体7。上调螺柱9同时起到支撑基体7的功能。根据型材截面形状，基体7可设置分块，分块间通过螺栓连接且高度可微调，分块高度调节可以微调型材截面形状，更好的控制缺陷。

本发明的有益效果在于：通过调整部分型面基体高度，改变局部弯弧段型面轮廓形状，同时微调基体的分块高度，能微调截面形状，提高立柱的成形精度，无需修模。去除了用传统拉弯模具成形时因拉弯件质量精度差而必须的调修整形工序，从而大幅缩短了生产周期，减轻劳动强度，降低生产成本，提高工作效率，同时还能适用于不同的立柱成型件，通用性很强，具有十分重要的现实意义。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为图2的阶梯剖视示意图；

图4为本发明的可调型面整体结构图；

图5为本发明的可调型面的主视图；

图6为图5的a-a剖视示意图；

图7为本发明的可调型面调整组件结构图。

图中：1、模具主体；2、支撑块；3、可调型面；4、垫板；5、端部挡板；6、底板；7、基体；8、侧挡板；9、调整螺柱；10、锁紧螺钉。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图7所示，本发明的型面可调的轨道车辆立柱类构件拉弯成形模具，不需要修型面，调整型面即可，还能适应不同的件成形，可大幅降低成本，周期短，优势明显。本发明同时解决了轨道车辆立柱类构件在拉弯成形过程中出现的翼边翘曲、截面开口、侧壁弯曲等缺陷，提高了工作效率，降低了生产成本。包括模具主体1、支撑块2、垫板4、端部挡板5、底板6、基体7、侧挡板8、调整螺柱9、锁紧螺钉10，所述模具主体1固定在拉弯机上，可调型面3通过支撑块2和侧挡板8固定连接在模具主体1上；所述可调型面3由垫板4、端部挡板5、底板6、基体7、侧挡板8、调整螺柱9、锁紧螺钉10组成，侧挡板8和底板6组成安装框架，侧挡板8实现基体7的左右定位，限制基体7受力时不发生左右偏移或翻转，基体7之间紧密排列，端头由两块端部挡板5限位，端部挡板5限定在模具主体1的挡块内，从而实现各基体7前后的可靠定位；调整螺柱9、锁紧螺钉10安装在底板6上；垫板4整体设置在基体7上表面，形成光滑过渡的模具型面。

所述的基体7为离散单元且尺寸一致，根据型材截面形状，基体设置为分块，分块间通过螺栓连接且高度可调，基体上表面为球形。

所述的垫板4是整体式的随形垫板。

所述的基体7，通过调整螺柱9调整高度，通过锁紧螺钉10固定。

所述的基体7为离散单元且尺寸一致，根据型材截面形状，基体设置为分块，分块间通过螺栓连接且高度可微调，基体上表面为球形，通过紧固可提供可靠支撑，保证拉弯成形模具的稳定性。对于某一固定的立柱成型件，通过调整部分型面基体7高度，可以改变局部型面轮廓形状，通过调节部分基体7的分块高度，可微调截面，无需进行修模操作就可通过多次实验微调轮廓和截面提高立柱的成形精度，节省工时成本。对于不同的变形较小的立柱类成型件，通过改变型面基体7高度，可以改变整个型面轮廓形状，同时也可微调截面，适应不同立柱的成形，无需新制模具，能极大地节省模具制造成本。

所述的垫板4是整体式的随形垫板，具有一定的变形能力和可靠的硬度，可形成光滑过度的模具型面，能保证成形精度和立柱表面质量。

所述的基体7，通过调整螺柱9调整高度，以适应微调型面和不同高度成型件，通过锁紧螺钉10固定，防止其在高度方向上发生偏移。

参见图1至图7所示，本发明的型面可调的轨道车辆立柱类构件拉弯成形模具，支撑块2通过内六角沉头螺栓连接固定在模具主体1上，可调型面3放置在支撑块2之上，通过左右两块侧挡板8和模具主体1由内六角螺栓连接固定。所述可调型面3由垫板4、端部挡板5、底板6、基体7、侧挡板8、调整螺柱9、锁紧螺钉10组成，侧挡板8和底板6组成安装框架，侧挡板8通过内六角螺栓与前后端部挡板5相连，端部挡板由内六角沉头螺钉固定在底板6上，基体7由若干分块组成，分块间由内六角沉头螺栓连接，其高度可以调节。基体紧密排布，通过调整螺柱9和锁紧螺钉10固定在底板6上，垫板4覆盖在基本体上型面上，根据基体型面不同，垫板数量也有所不同。

根据不锈钢立柱的轮廓和截面尺寸数据，设计拉弯模主体和可调型面。拉弯模主体包括主模和直线段挡板，分别在数控机床上加工，直线段挡板用按设计尺寸用螺栓配合安装到主模上。可调型面的基体7根据轮廓形状确定数量和截面尺寸。拉弯开始前，按照数值模拟提供的弯弧轮廓数据调整每个基体两侧的上调螺柱9以及锁紧螺钉10来固定基体高度，使整体可调型面轮廓符合实验要求，同时加工出随形的整体垫板4覆盖在可调型面上。将可调型面机构和拉弯模主体通过支撑块连接在一起，同时将拉弯模固定在工作平台上。

拉弯过程中，启动拉弯机，将型材两端夹持在拉弯机机头，根据经验或数值模拟数据设定好预拉伸量补拉伸量，以及拉伸速度和角度等各项参数。在张臂式数控拉弯机进行拉弯过程，拉弯时先将转臂向前展开，毛料的两端用液压夹头夹紧；然后开动拉伸缸使毛料拉伸。两个拉伸缸的拉力相同，以免发生窜动。当拉伸力达到规定的数值后，两个转臂向后转动，使毛料沿模具型面进行拉弯。待毛料全部贴模后，增大拉伸缸的压力，对毛料进行补拉，从而减小零件回弹。

之后进行零件成形精度检测，将成型件从拉弯模具卸下，利用检具样板或者是数字化检测仪器进行成形精度检验，若成形精度误差合格，则证明模具设置和成形参数是合理的，可以进行批量生产，如果成形检测不合格，则根据误差对可调型面模具进行反向补偿，通过调整基体7高度调整弯弧段的可调型面部分，或者微调基体7分块高度可微调截面形状，进行重复试验，直到立柱成型件形状误差达到产品标准，即可进行批量生产。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。