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客車車架構(gòu)件的沖壓工藝

2025China.cn 2009年02月22日

1客車車架總成的結(jié)構(gòu)

客車車架按結(jié)構(gòu)型式可分為三種：縱梁式、格柵式及三段式。

縱梁式車架是由貫通前后的縱梁及若干橫梁、用鉚接或焊接方式連接成的剛性構(gòu)架。車架構(gòu)件一般用低合金鋼鋼板沖壓而成。

格柵式車架(承載底架) 是按整車布置要求設(shè)計的空間桁架結(jié)構(gòu)，一般用薄壁矩形管或薄板件焊接而成。

三段式車架由縱梁式和格柵式組合而成，即前后段為縱梁式、中間為格柵式結(jié)構(gòu)。

本文將對縱梁式車架構(gòu)件的沖壓工藝作一些介紹。

2車架縱梁與橫梁的沖壓工藝

客車車架的產(chǎn)量多為中小批量，生產(chǎn)中大多采用一些通用機床、工裝、模具，以適應(yīng)客車多品種、小批量、特殊要求多的特點。

車架構(gòu)件生產(chǎn)常用沖壓工藝有：剪板機剪切下料、沖裁、彎曲、翻邊等。根據(jù)車架構(gòu)件生產(chǎn)的特點，沖壓生產(chǎn)中應(yīng)注意以下幾個方面。

2.1剪板機剪切下料

根據(jù)要求將材料剪切成毛料，下料時應(yīng)注意排料。

(1) 提高材料利用率。剪板機下料一般剪為矩形毛料，排樣類型為無搭邊型。車架構(gòu)件生產(chǎn)中合理選擇材料規(guī)格、合理排樣具有很高的經(jīng)濟效益，材料利用率可達90% 以上。

(2) 注意材料纖維方向。車架構(gòu)件材料為熱軋大梁鋼板，板平面方向性比較明顯，即材料軋制方向與寬度方向機械性能差別較大，下料時盡量避免后道工序的彎曲線與材料軋制方向相同，應(yīng)成45°或90°角。

2.2沖裁

沖裁是利用沖模使材料分離的一種沖壓工藝，包括切斷、落料、沖孔、切口等工序。

(1) 沖裁模間隙。由于車架構(gòu)件材料厚度厚、硬度高，設(shè)計時應(yīng)盡可能地加大間隙以利于提高沖模的壽命。

沖裁模間隙常采用經(jīng)驗公式：c= m t 來確定，式中：c—— 單邊間隙；t—— 材料厚度，mm；m —— 系數(shù)，與材料性能及厚度有關(guān)，車架材料一般取8%～12% ，斷面質(zhì)量要求不高時，可以放大到12%～18%。

(2) 沖小孔凸模。車架構(gòu)件，特別是車架縱梁上有很多各種規(guī)格的安裝孔，孔徑常為<615～ 30，其中多數(shù)為<1015、<1215，大批量生產(chǎn)時可采用沖模一次沖孔、切邊，中、小批量則可采用數(shù)控沖床逐個沖裁。

沖小孔模具結(jié)構(gòu)與一般模具的主要區(qū)別之一是凸模細長，沖孔時，容易彎曲或折斷。所以一般都采用導(dǎo)向裝置，以提高凸模壽命，見圖1 和圖2。

圖1 局部導(dǎo)向圖2 全長導(dǎo)向

構(gòu)件生產(chǎn)工藝為平板沖孔后壓型時，要求產(chǎn)品設(shè)計時孔位盡量遠離彎曲線，否則成型后彎曲線附近的孔將產(chǎn)生變形。

(3) 沖裁力和沖裁功。因厚板一般沖裁力較大，沖裁行程較長，故設(shè)計沖模時應(yīng)注意：①為了減小沖裁力，減小沖擊、振動和噪聲，可以采用斜刃或階梯凸模；②不但需計算沖裁力，驗算沖裁功往往也是必要的。平刃口沖裁時，沖裁功可按A = m P t/1 000 計算。

式中：A —— 沖裁功，N ·m；t—— 材料厚度，mm；

P —— 沖裁力，N；m —— 系數(shù)，與材料有關(guān)，一般取

0163。

2.3彎曲

彎曲是把平板毛坯、型材或管材等彎成一定的

曲率、一定的角度，形成一定形狀零件的沖壓工序。

車架構(gòu)件常用的彎曲方法有：折彎、壓型等。彎

曲時半徑應(yīng)盡可能大。為防止折彎彎曲時易在圓角

處產(chǎn)生微裂紋甚至斷裂，內(nèi)圓角半徑r 最小應(yīng)滿足:

r> t/ 2。

(1) 下料尺寸。生產(chǎn)中一般用經(jīng)驗公式放樣展開。經(jīng)驗公式：L = A + B+ a

式中：L ——毛坯長度；A、B 含義見圖3；a——修正

系數(shù)，見表1。

圖3 工件角度為90°

(2) 彎曲件的彈復(fù)。構(gòu)件彎曲后會產(chǎn)生一定的回彈，彈復(fù)角的大小與材料的機械性能、材料的厚度、彎曲半徑以及彎曲時校正力的大小等因素有關(guān)。通常在模具設(shè)計時，按試驗總結(jié)的數(shù)據(jù)采取一定的措施，經(jīng)試沖后再對模具工作部分加以修正。圖4 和圖5 為校正彎曲回彈的常用措施。