[发明专利]一种轨道交通用铝合金钣金件

说明书

本发明涉及一种轨道交通用铝合金钣金件及其超塑成形方法，属于精密钣金加工技术领域，该方法能够成形异形光滑曲面、尺寸精度高、轻量化一体结构的轨道交通铝合金钣金件的设计。轨道交通铝合金超塑成形钣金件设计方法可以设计比常规的冷冲压更加复杂的异形光滑曲面，同时具有较高尺寸精度和型面精度，零件表面更加光洁。

技术领域

本发明涉及一种轨道交通用铝合金钣金件及其超塑成形方法，属于精密钣金加工技术领域，该方法能够成形异形光滑曲面、尺寸精度高、轻量化一体结构的轨道交通铝合金钣金件的设计。

背景技术

随着轨道交通体系的不断发展和日臻完善，美观、环保、高速和节能已成为了现代化轨道交通的重要标志，这也对车辆组成部件设计制造方法提出了更高的要求。轨道交通结构件多采用玻璃钢构件，但玻璃钢件弹性模量低，刚性不足容易变形，长期耐温性差；在紫外线、风沙雪雨、机械应力作用下容易老化，导致性能下降；由于层间剪切强度是靠树脂来承担，所以剪切强度很低；重量较重，承力性能差；难以降解，不可回收再利用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种轨道交通用铝合金钣金件及其超塑成形方法。

本发明的技术解决方案是：

一种轨道交通用铝合金钣金件，该铝合金钣金件为一框，该框由四个面围成，四个面分别为左侧面、右侧面、前表面和后表面，左侧面、前表面、右侧面和后表面依次连接形成一框，左侧面、右侧面、前表面和后表面均为曲面；左侧面与前表面的连接部位为倒圆过渡，右侧面和后表面的连接部位为倒圆过渡，左侧面与低面的连接部位为倒圆过渡，右侧面和前表面的连接部位为倒圆过渡。

一种轨道交通用铝合金钣金件的超塑成形方法，该方法的步骤包括：

(1)在铝合金板的上表面和下表面均涂刷润滑剂；铝合金板的材料为5052铝合金、5A06铝合金或5083铝合金；润滑剂的成分包括石墨和水，石墨和水的体积比为1：1-1.5，将石墨和水进行混合均匀后得到润滑剂；

(2)制备成形模具，该成形模具包括为铝合金钣金件的成形阴模和顶盖，顶盖带有空腔，步骤(1)中的铝合金板放置到顶盖的底端时，能够使得顶盖的空腔形成密闭空间；顶盖的侧壁上带有用于给空腔充气的通孔；

成形阴模和顶盖的材料均为钢；成形阴模为一盒型结构，包括五个面，分别为左侧面、右侧面、前表面、后表面和底面，其中，成形阴模中的左侧面用于成形铝合金钣金件的左侧面，成形阴模中的右侧面用于成形铝合金钣金件的右侧面，成形阴模中的前表面用于成形铝合金钣金件的前表面，成形阴模中的左侧面用于成形铝合金钣金件的后表面，成形阴模中的左侧面用于成形铝合金钣金件的后表面；

(3)对步骤(2)得到的成形模具进行加热，加热温度为400-500℃；

(4)将步骤(1)中的铝合金板的上表面贴合成形模具中顶盖的底端，使顶盖的空腔形成密闭空间；

(5)将铝合金板的下表面贴合成形阴模的顶端；

(6)给顶盖的空腔中通入气体，通入气体的压力为1-4MPa；

(7)当铝合金板与成形阴模的五个面均贴合后，得到铝合金钣金件的毛坯件；

(8)切除步骤(7)得到的毛坯件底面，得到铝合金钣金件。

定义铝合金钣金件中前表面的长为a，左侧面的长为b，铝合金钣金件的四个曲面的面积和为S，铝合金板的厚度为t；倒圆的半径为R；

要求：铝合金板的长度不小于a，铝合金板的宽度不小于b；

1≤a/b≤10，100≤a≤3500，100≤b≤2500；(a+b)/2000≤t≤(a+b)/1000 并且0.2≤t≤6；0.5≤a×b/S≤1；2≤R/t≤10。