高速列车车头复杂型面铝合金蒙皮成形工艺研究

马丽;梁卫东

【期刊名称】《模具工业》

【年(卷),期】2016(42)8

【摘要】以中国标准动车组铝合金前端蒙皮件为研究对象,利用数值模拟技术,研究了工艺参数和模具结构对截面深度浅、横纵轮廓尺寸相差大的铝合金蒙皮件冲压成形性能的影响,提出了零件成形控制措施,并通过试验进行了验证。结果表明:增大压边力一定程度上能够改善铝合金蒙皮件的拉深不足缺陷;设置合理结构的拉深筋能够有效消除铝合金蒙皮件的拉深不足缺陷,但拉深筋强度过大容易导致零件拉裂;对于横纵轮廓尺寸相差大的铝合金蒙皮件,变强度拉深筋较等强度拉深筋对零件成形性的控制效果更好。

【总页数】4页(P5-8)

【关键词】铝合金;蒙皮件;成形性;数值模拟

【作者】马丽;梁卫东

【作者单位】吉林诺亚机电科技有限公司

【正文语种】中文

【中图分类】TG306

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全铝车身结构设计

汽车轻量化解决方案—全铝车身结构设计摘要：解决汽车节能环保的问题，有提高传统燃油发动机的能效、发展新能汽车、应用轻量化技术三个方向。比较以上三种技术路线，在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率不高的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能、减排的主导之一。而实现汽车轻量化技术又有三个技术途径：一种“轻量化材料”要通过一种“轻量化工艺”来实现一种“轻量化结构”。关键词：汽车轻量化全铝车身型材截面优化 Stiffness Mass Efficient 由于世界能源的随时枯竭与环境的日益恶化，世界各行各业都积极行动起来，根据政府的优惠政策与民众的强烈要求，在节能、环保方面进行了高投入研发其高效节能、积极环保的产品。汽车产业首当其冲，其汽车零部件的制造，迁联到能源、钢材、铝材、合金、塑料、橡胶、玻璃、化工、机械、电器、信息等各行各业，对汽车节能环保的要求，就是对其它相关行业的要求。对汽车进行轻量化结构的研究，要联系相关行业的专业知识，进行综合性的研究。一、汽车轻量化的目的就汽车产业而言，根据汽车产品的特点，降低油耗或提高燃油效率、减少或清洁排放对环境的污染，是节能环保研发的主要目的。从全球汽车产业来看，解决汽车节能环保问题主要采用以下三种方式：

一是大力发展先进发动机技术，通过对传统发动机的改良和一系列汽车电子技术的应用，来提高燃烧效率，改善燃油经济性。二是大力发展新能源汽车，通过研发先进新型发动机技术和推广使用气体燃料、生物质燃料、煤基燃料、高效电池等动力替代传统能源来减少汽车燃油消耗和对石油资源的依赖。三是大力发展汽车轻量化技术，在保障汽车安全性和其他基本性能的前提下，通过减轻汽车自身重量降低能耗来实现节能减排的目的。比较以上三种技术路线，在当今发动机技术提升难度日益加大、动力电池效率不高的背景下，不论对传统燃油汽车，还是新能源汽车，汽车轻量化技术都是一项共性的基础技术。大力发展并推进汽车轻量化技术，成为节能、减排的主导之一。汽车的轻量化，英文名：Lightweight of Automobile，涵义是“在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。” 世界节能与环境协会的研究报告指出：汽车自重每减少10％，燃油消耗可降低6％—8％，排放降低5%—6%。而燃油消耗每减少1升，CO2排放量减少2.45kg。燃油消耗量减少不仅有利于节约能源，也可有效减少污染物排放。当前，由于节能和环保的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。伴随着技术进步，制造汽车车身的材料已经不仅仅是钢铁了，越来越多的新材料被应用到车身的制作中。其中包括：玻璃钢、铝合金、

无模成形技术简介

无模成形技术简介 1.引言无模成形是以计算机为主要手段，利用多点成形或增量成形的方法，实现板料的无模具塑性成形的先进智能化制造技术。金属板料成形在制造业中有着十分重要的地位，该技术广泛应用于航空航天、船舶工业、汽车覆盖件和家电等生产行业，但传统的金属板料加工工艺都离不开模具，采用模具成形生产周期长，而且缺乏柔性，产品变化时就需要重新更换模具，这就延长了新产品的开发周期。而现代社会产品的更新换代非常迅速，如何快速、低成本和高质量地开发出新产品，是企业生存和发展的关键。为此，国内外许多学者都在致力于板料塑性成形新技术的研究，努力实现金属板料快速高效的柔性冲压和无模成形，以适应现代制造业产品快速更新的市场竞争需要。 2.研究概况国内外许多学者都对板料塑性成形新技术进行了大量的研究，从无模多点成形和数字化渐进成形到喷丸成形、爆炸成形、激光热应力成形和激光冲击成形等，并取得了一定的成果。 2.1 无模多点成形无模多点成形是利用高度可调节的数控液压加载单元（基本群体）形成离散曲面，来替代传统模具进行三维曲面成形的方法，是一种多点压延加工技术。此法特别适合于多品种小批量生产，体现了敏捷制造的理念。目前已在高速列车流线型车头制作、船舶外板成形、建筑内外饰板成形及医学工程等领域，得到广泛应用。与传统模具成形方法相比，其主要区别就是他具有“柔性”，可以在成形前也可在成形过程中改变基本体的相对位移状态，从而改变被成形件的变形路径及受力状态，以达到不同的成形效果。图2-1 为传统模具成形与多点成形的比较。图 2-2 为多点模具成形的过程。

图 2-1 模具成形与多点成形的比较图 2-2 多点模具成形过程 20 世纪 70 年代，日本造船界开始研究多点成形压力机，并成功应用于船体外板的曲面成形。此后许多学者为开发多点成形技术进行了大量的探讨与研究，制作了不同的样机，但大多只能进行变形量较小的整体变形。吉林大学李明哲等人对无模多点成形技术进行了较为系统的研究，已自主设计并制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，2002 年底，李教授组建了产学研实体：长春瑞光科技有限公司。目前，公司已有的多台产品投入到工程使用中，表 2-1 给出了产品的具体型号。表 2-1 长春瑞光科技有限公司产品具体型号 YAM-4 型1000KN 多点成形压力机 1.总成形力： 1000KN 2.基本体调整量： 100 mm 3.有效成形尺寸： 500x400 mm 4.可加工板材厚度： 2~8 mm

大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化

大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化摘要：在飞机生产过程中，蒙皮拉伸成形工艺得到广泛应用，高质量和高精度的蒙皮建，能够确保飞机的使用年限和飞行性能。目前随着新一代飞机综合性能的不断提升，对飞机气动外形和精度的要求也越来越高，传统的蒙皮拉形已经无法满足当前蒙皮件的高要求，亟待对飞机蒙皮拉伸成形工艺予以优化处置。因此，文章结合实例，就大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化展开相关探讨。关键词：大厚度双曲度；铝合金；飞机蒙皮；拉伸成形；工艺优化在航空工业中，飞机蒙皮是常用的大尺寸板材。拉伸成形是制造这些零件最常用的工艺之一。与其他成形工艺类似，由于卸载后材料的回弹，很难精确成形双曲线形状的铝合金板材零件，特别是对于厚度较大的复杂面板。近年来，随着国内外航天产品的发展，对蒙皮拉伸成形的成形质量提出了更高的要求。 1 大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺难点分析某飞机蒙皮零件是常规铝合金蒙皮零件，原材料为2024-O铝合金，最终状态为T-42铝合金，毛坯尺寸为1110mm-6010mm，厚度为6mm。有两个波状凸起部分（图2中的区域B和C），区域B和区域C是复杂的多曲面，区域A是该部分的主体，区域A的主体是单曲度（图1中的区域A）。图1 蒙皮零件示意图

这种形状不能用常规的拉伸成形方法加工出两个突出的零件，在成型时必须添加压力机构，并使用多次拉伸成形技术。现有数据表明，采用增大压力设备制造的外罩部件最大的直径为1115mm*3892mm，而其厚度为4.06mm。其成型工艺中的一个重要问题就在于模具的成型精度能否达到设计的标准。产生贴模度的主要原因有二：（1）在拉伸成形时，板材自身即不能充分贴合；（2）卸荷回弹。这种外型蒙皮件在成型过程中使用了压力加力机构，其压紧性的原因是第二种原因，所以，降低弹性是解决问题的重点。这种外罩部件的外形尺寸大、壁厚大，加工工艺一般在一段较长的时间（工厂称之为新淬火状态），因此，数值仿真存在如下困难。从生产实践来看，生产过程中存在的问题是产品的粘合性，所以本文着重探讨了加工过程中各因素对产品的影响。拉伸成形过程中，拉伸速率缓慢，属半静形，对应力的作用不大；以拉伸成形的方式和张力值为最佳工艺条件，对其进行了仿真对比。根据生产实践，本文提出了如下的成型方法：预拉伸成形—完全退火—拉伸成形—不完全退火—拉伸成形—切边。在数值仿真中，每次成形工序完成后，将得到的板材形状视为下一阶段的初始形态，并将相应的热处理条件下的物料参数进行再分配，进行下一阶段的成型仿真。为了缩短生产时间和降低成本，工厂提出了两种二次拉伸的工艺方案。 2拉伸成形工艺数值模拟和优化通过仿真计算，可以快速有效地确定蒙皮件的材质参数对其的作用，并能准确地预报出其在拉伸过程中的变形和回弹情况，从而为以后的产品制造工作奠定基础。在多次拉伸过程中，每次加工完成后，将板材卸下来，并将成品的外形确定为下一次成型工序。但对热处理后的物料进行了再加工，并进行了仿真分析。与压边机的压边机控制方法相似，外加压力的加压可分为两种：移位调节和压力调节，其中的移位调节就是对上模的偏移量进行调节，在上模的压力作用下，下模的闭模间隔等于或稍大于板材的厚度，并将此间隔维持为伸展状态。如果压模间隔过长，将导致板材不完全贴模，降低成形精度，过小将导致拉伸，导致板材变薄、产品表面品质下降。而压紧模式，是将一定的压力作用于上模具，将板材粘

某型机前缘类蒙皮成型分析

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铝合金蒙皮的技术要求

铝合金蒙皮的技术要求铝合金蒙皮是指以铝合金板为基材，在航空、船舶、汽车等领域使用的一种蒙皮材料，它与其他蒙皮材料相比具有较高的强度、较小的重量、优异的耐腐蚀性、优良的防火性能等优点，因此受到广泛应用。为确保铝合金蒙皮的质量和使用安全，有一定的技术要求。 1.材料选择铝合金蒙皮的材料选择直接影响其终身使用寿命和性能表现。常用的铝合金蒙皮材料包括2XXX系列、5XXX系列、6XXX系列和7XXX系列等不同类型的铝合金板。根据不同的使用场景，选择不同的材料类型和品牌，还需要保证材料的来源和质量，以确保铝合金蒙皮的质量稳定和使用寿命长。 2.工艺要求铝合金蒙皮的制作工艺包括钣金加工工艺、表面处理工艺、涂装工艺等。其中，钣金加工工艺是铝合金蒙皮制作的核心工艺。制作铝合金蒙皮必须严格控制其材料的拉深比、壁厚、表面平整度、尺寸精度等工艺参数，以确保能够满足不同场合的使用要求。 3.表面处理要求铝合金蒙皮的表面处理是保证其性能和外观质量的关键，主要包括去氧化处理和化学镀膜处理等。去氧化处理可有效去除铝合金表面的氧化层和杂质，从而提高表面的洁净度和抗腐蚀性能；化学镀膜处理能够在铝合金表面形成一层致密的氧化膜，具有较好的抗腐蚀性、装饰性和光泽度等性能。 4.涂装要求涂装是铝合金蒙皮的最后一个制作工艺环节，它的作用可以有效改善材料的光泽度、抗腐蚀性、耐磨损性和耐候性等性能。常用的涂装方式主要包括静电喷涂和烤漆喷涂两种方式，对于不同的场合需要选择不同的涂层和工艺条件，以满足使用要求和环保要求。综上所述，铝合金蒙皮的技术要求包括材料选择、工艺要求、表面处理要求和涂装要求等多个方面，要求严格控制每一个制作环节和工艺参数，并且确保制作过程中的质量管理和流程控制的有效执行，以保证最终产品的性能和质量达到预期要求。

铝合金

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的 1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上. 铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类：变形铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有简单铝硅合金（不能热处理强化，力学性能较低，铸造性能好），特殊铝硅合金（可热处理强化，力学性能较高，铸造性能良好），铸造铝合金在铸态下使用。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

大型客车焊接工艺浅析

大型客车焊接工艺浅析目录： 1 前言 (2) 2 车身焊接工艺 (2) 2.1零部件、总成焊接工艺设计及质量保证 (2) 2.2车身生产线焊接工艺设计及质量保证 (3) 2.3人员结构配备对生产制造的影响 (5) 2.4大客车蒙皮与车身骨架的粘接技术 (6) 3 结论 (6)

1 前言大客车车身是一个特殊的产品，是结构设计、工艺制造与艺术造型相结合的工艺产品，由于产品的特点对车身制造质量和制造技术水平要求较高，其焊接工艺的制订，标志着车身的制造水平。因此，按照大客车车身要求，对大客车焊接工艺进行优化设计，主要从零部件、骨架总成焊接工艺、生产线车身焊装工艺进行分析并优化工艺设计。 2 车身焊接工艺 2.1零部件、总成焊接工艺设计及质量保证生产出高质量的车身总成需要一系列的工艺条件来保证，车身组合的整体质量取决于焊装，而合格的零部件制造精度及总成件的焊接工艺是车身焊装工艺的基础，它的生产制造模式、工艺流程、工艺装备能力、零部件制造技术及工艺方法，都将对车身焊装生产线的工艺布局、生产制造能力、质量控制等产生一定影响，现作如下优化设计。 a.依据规划产能、总体工艺布局，设立独立的制件车间、独立的焊接工艺流程，实现零部件的下料、煨弯、成型及骨架总成焊接专业化、规模化的制造模式。 b.建立自己的玻璃钢及铝合金制件配套网络，车身覆盖件，如前/后围蒙皮（带前／后顶蒙皮）、左/右轮弧蒙皮、左右裙边蒙皮采用玻璃钢件；侧仓门、后仓门、乘客门采用玻璃钢预埋骨架件或铝合金制件，并实现玻璃钢件与骨架总成的铆接、预埋工艺，提高车身的防腐能力和简化复杂的制件工艺；提高表面质量和尺寸精度，确保稳定、合格的零部件总成质量。 c．车身骨架的焊装首先从分总成的组焊开始，将散件组焊成分总成。由于骨架大部分是薄壁异型管件，部件总成的焊接采用CO2气体保护焊机和鹅颈式

车辆工程毕业论文-1大型客车造型设计

┊┊┊ ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊二○○七届毕业设计大客车造型设计学院：汽车学院专业：车辆工程姓名：学号：2201030325 指导教师：刘喜东完成时间：2007年6月二〇〇七年七月

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 摘要本论文以设计和探讨客车造型为主旨，根据理论与实践相结合，利用多种设计技术，综合曲线外型，内饰，色彩等因素，提出和探讨大客车造型方案，通过分析和研究来把握造型发展的前沿。本论文首先阐述了当前国内外大客车造型的发展趋势，设计现状，并制定设计预期目标。然后按章节分别论述了客车各部分造型的设计内容，设计原则以及设计依据。并利用计算机辅助技术建立了三维模型，对客车造型进行即时动态分析研究。关键词：大客车，造型，外型，内饰，色彩，计算机辅助技术。

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城市轨道交通车辆铝合金车头成型工艺分析摘要：本文针对城市轨道交通车辆铝合金车头制造过程中的成型工艺问题，采用实验室试验和数值模拟相结合的方法，研究了不同成型工艺条件下铝合金车头板材在冲压成形过程中的形变特征和应力分布。研究结果表明，在合适的成型温度和模具几何尺寸情况下，可以获得低应力、小变形和高质量的铝合金车头板材成型件。关键词：铝合金车头；成型工艺；冲压；数值模拟引言：随着城市轨道交通的快速发展，轨道交通车辆的质量和效率已经成为城市交通建设的重要方面之一。作为轨道交通车辆的重要零部件，车头的质量和性能影响着轨道交通列车行驶的安全和舒适性。因此，研究提高铝合金车头的制造工艺和生产效率具有重要意义。本文对常见的铝合金车头板材成型工艺进行了研究和分析，旨在提高铝合金车头板材的成型质量和生产效率。一、城市轨道交通车辆铝合金车头制造过程中的成型工艺问题分析城市轨道交通车辆铝合金车头制造过程中的成型工艺是一个复杂的、涉及多个环节的系统性问题。其中，车头板材的成型是整个制造过程中至关重要的一个步骤，其质量和性能直接影响着铝合金车头的强度、刚度和耐用性。因此，如何优化铝合金车头的成型工艺、提高产量和降低成本，已经成为当前研究的重点之一。在实践应用中，铝合金车头的成型存在许多问题，如板材变形、表面质量不佳、孔洞和裂纹等。这些问题的出现往往与成型工艺的参数设置有关，例如加热温度、冷却速度、模具几何尺寸等。因此，在优化成型工艺时，需要考虑这些参数的相互作用，以最大程度地提高成型质量和效率。

目前，针对铝合金车头的成型工艺问题，已经出现了多种解决方案，例如注塑成型、挤压成型、滚动成型等。每种方案的优缺点各有不同，需要根据具体情况选择合适的方法。同时，还可以运用数值模拟技术对成型流程进行仿真分析，以更好地预测和控制板材的变形和应力分布情况，从而有效改进和优化成型工艺。总之，完善城市轨道交通车辆铝合金车头制造过程中的成型工艺是提高产品质量和生产效率的关键因素之一。实践中需充分发挥各种技术手段的积极作用，不断加强与相关领域的学术交流和合作，促进成型工艺的创新和持续改进。二、强化城市轨道交通车辆铝合金车头成型工艺的策略建议随着城市轨道交通的快速发展，轨道交通车辆的质量和效率已经成为城市交通建设的重要方面之一。铝合金车头作为轨道交通车辆的重要零部件，其制造工艺和生产效率直接影响着轨道交通列车行驶的安全和舒适性。本章节旨在提出强化城市轨道交通车辆铝合金车头成型工艺的策略建议，以期提高铝合金车头制造的效率和质量。（一）采用数字化设计技术数字化设计技术可以使设计过程更加精准和高效，避免了传统手工设计对于材料的浪费和误差，同时也能够避免模具设计上的缺陷。数字化设计技术与 CAD 平台相结合能够帮助制造商迅速完成产品开发及其标准化，提高工作效率和优化设计，减少生产周期。（二）采用人工智能技术人工智能技术包括机器学习和深度学习等，可以大大提高铝合金车头制造的效率和质量。机器学习可用于模具设计，并帮助机器使制造过程变得更有效率。深度学习可以应用于缺陷检测，在制造过程中自动控制微调，并大大减少不良品数量，从而提高产品质量和增加碎片收益。（三）优化生产流程和工艺参数

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铝锂合金蒙皮零件镜像铣加工技术研究摘要：蒙皮零件镜像铣加工的柔性装夹及数控铣切技术介绍，主要是结合国产大型蒙皮镜像铣设备,对蒙皮类零件镜像铣厚度数控加工的铣切工艺研究。飞机机身蒙皮类零件厚度数控加工铣切轮廓时的典型特点为零件薄，曲率大，易振颤。最后，针对飞机机身铝锂合金蒙皮零件的特点，对飞机铝锂合金蒙皮零件的镜像铣加工应用进行了简单介绍。关键词：飞机蒙皮镜像铣加工柔性装夹数控铣切厚度控制震颤 1.机身蒙皮机身蒙皮是飞机的外形零件，既有单曲也有双曲，尺寸较大且形状复杂。蒙皮零件也是机身重要承力结构件，对飞机结构重量的影响极大。因受力情况不同，一块蒙皮上不同部位应力不同，所以机身蒙皮一般设计为变厚度，在应力小的区域减薄，能大大减少飞机重量。飞机变厚度蒙皮的加工，传统的方法是采用化铣加工。近年来，国际上一些飞机制造公司与设备制造厂商合作，探讨以数控加工代替化铣的新工艺，研制了一种新型多功能蒙皮精确铣系统—镜像铣，能精确完成蒙皮零件的下陷铣切、内外轮廓铣切和制孔，能加工生产变厚度的铝合金蒙皮，来逐步试验代替传统的化学铣切加工方法，且镜像铣加工无环境污染问题，符合绿色加工工艺要求。镜像铣解决了双曲蒙皮等塑性变形零件无法展开铣的问题，同时也解决了厚度较厚蒙皮零件真空吸附无法展平的问题，突破了普通数控铣的瓶颈。但由于镜像铣设备自身限制，在镜像铣加工过程中，对于小尺寸双曲蒙皮零件往往无法在常规方式下完成加工［1］。 2.镜像铣介绍 2.1飞机蒙皮镜像铣削原理镜像铣设备为五坐标高速数控机床（铣头与顶撑共两套装置）与柔性装夹系统（或类似功能夹具）的集成系统，主要用于飞机蒙皮零件正反面下陷区及蒙皮

铝合金在交通运输领域的应用

铝合金在交通运输领域的应用铝合金在轨道运输领域的应用铝的密度小，约为钢的三分之一；铝的表面易氧化形成致密而稳定的氧化膜，所以耐蚀性好；铝有较好的铸造性，由于铝的融化温度低，流动性好，易于制造各种复杂外形的零件；铝合金仍然保持了质轻的特点，但机械性能明显提高。因此，铁道车辆用铝型材也正向着大型整体化、空心薄壁轻量化、通用标准化、高性能、多功能、节能、安全、降低成本、提高材料利用率和生产效率等方向发展。它已成为现代铁路车辆运输的重要标志。铝型材在汽车方面应用非常广泛，既可用来制作车体如：车顶，侧壁，地板等，也可以以用于制作小配件如：行李架，车门，踏板，水箱等。铝合金容易加工和具有高度的散热性，特别是车辆引擎部分特别适合使用铝合金材料，这里几乎完全是铝合金的一家天下。此外，铝合金的加工工艺多种多样，通用性较强。从长期来看，铝合金价格适中，铝材价格较高，使得车辆制造成本增加，但由于铝合金使得车辆轻量化，车辆的轻量化带来了运能的增加，耗能的减少，维修的费用降低。有资料显示，交通工具的重量每减少10%，燃料可节约8%。在报废回收时，铝型材产品可以实现100%回收，回收铝型材循环再用可以减少95%的能源消耗。早在20世纪50年代，世界上较发达的一些国家就开始采用铝型材来制造铁路车辆，目前国内高铁列车车厢已大量使用铝合金材料，一般时速300公里以上的高速列车车体必须采用轻量化的铝合金材料，350公里以上的列车车厢除底盘外全部使用铝型材。铝合金在航空航天领域的应用

人们发现铝合金在室温下放置一定时间后，强度会随着放置的时间延长而逐渐提高，这种现象后来被称为为时效硬化现象，并且作为一种最早推动航空铝合金材料技术发展的技术引起广泛关注，在随后百余年里，航空铝材工作者在铝合金成分及合成方法，轧制、挤压、锻造、热处理等材料加工工艺，铝合金零件的制造与加工、材料结构服役性能表征与改善等多方面展开了深入研究。用于航空领域的铝合金我们通常叫做航空铝合金，其具有比强度高、加工和成形性好、成本低以及可维修性好等一系列优点，被广泛应用于飞机主体结构材料。未来新一代先进飞机在飞行速度、结构减重以及隐身等设计要求的提高，对航空铝合金的比强度、比刚度、损伤容限性能、制造成本以及结构一体化等要求大大加强。随着科学技术的进步，航空航天用铝型材正发展为大型化、整体化、薄壁扁宽化、尺寸高精化、形状复杂化。航空航天用铝型材在现代飞机结构件应用广泛，利用了1500～2000种铝铸件，根据飞机不同的使用条件和部位，航空航天用铝型材主要用了3种基本的铝合金：即高强铝合金、耐热铝合金、耐蚀铝合金。高强铝合金主要用于飞机机身部件、发动机舱、座椅、操纵系统等。耐热铝合金零件主要用于靠近电动机的机舱、空气交换系统等。常见的航空铝材有以下几个牌号： 2024铝板即2A12铝板具有断裂韧度高，疲劳裂纹扩展速率低，是最常用的飞机机身和机翼下蒙皮材料。 7075铝板与1943年开发成功，是第一个实际应用的7xxx铝合金，它被成功应用在轰炸机上，7075-T6铝合金强度是当时铝合金中最高的，但其抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀性能很差。

动车组轻量化铝合金车体结构研究

动车组轻量化铝合金车体结构研究作者：杨惠民邢海英来源：《山东工业技术》2015年第01期摘要：本文结合长客股份自主研发的CRH3A型城际动车组，针对城际动车组大载客量的城际运用特点，从车体材料、车体结构、车体强度、车体模态、车体刚度、车体疲劳等几方面入手对轻量化车体结构进行分析，对车体轻量化设计具有借鉴意义。关键词：城际动车组;轻量化车体;结构研究 0 引言我国高速铁路的具有高寒、风沙、高温、高湿等多样化的特点[1]。为了适应不同区域、不同路网和不同旅客群对高速动车组的技术、服役性能和运营模式提出差别巨大的要求，需要不同的个性化、系列化高速动车组技术与之适应，轻量化铝合金车体技术是其中一项关键技术。 1 轻量化车体结构研究的必要性 1.1 动车组轻量化技术高速动车组作为高速铁路系统的重大移动装备，其整体轻量化与整车性能的提升一直都是国内外高速铁路技术领域不断深入研究、探索和解决的重大课题[2]。由于高速列车涉及系统集成、铝合金车体、转向架、制动系统及内装结构等关键技术及重要配套技术，其中每一项技术及其对应的车辆系统的轻量化和性能提升，都对高速列车的整体轻量化与整车性能的提升产生重大的影响。轻量化技术无不与结构优化、材料创新和先进制造技术息息相关，突破和掌握高速列车关键技术系统的结构优化、性能提升、材料创新和先进制造技术，是突破和牢牢掌握高速动车组关键技术及重要配套技术的重要保证[3]。 1.2 车体轻量化优势实现车体轻量化可以降低原材料消耗，降低车辆的制造成本;节省牵引动能，降低列车的运行费用;减少车辆对线路的冲击及减轻线路维护工作量;提高车辆的启动加速度及制动减速度，提高列车的运行速度及曲线通过速度。城际动车组除了要求定员载客量外，还要求大站立区载客量，而车辆轴重却要求低于干线动车组。所以，车体结构不但要具备干线动车组的强度、刚度，而且要求实现比干线动车组更大程度的轻量化。 2 动车组轻量化车体结构

拉伸成形对铝合金晶粒尺寸及表面橘皮的影响

拉伸成形对铝合金晶粒尺寸及表面橘皮的影响摘要：对2A12-0铝合金试件进行了相关研究，运用拉伸——退火——拉伸——淬火工艺进行处理，在加工处理之后，再次补拉加工，观察铝合金试件表面是否出现橘皮现象，之后观察铝合金的显微组织，观察测量晶粒尺寸，分析具体在这个过程当中拉伸分配量对铝合金的平均晶粒尺寸与表面质量的影响。试验证明加工之后的试件在随后的拉补过程中出现了严重的橘皮现象，而且晶粒形状不规则不均匀。文中研究的方式对铝合金晶粒尺寸和表面橘皮的影响比较小。关键词：拉伸；铝合金；晶粒尺寸；橘皮；显微组织铝合金的特性是质量轻、强度高、具有良好的塑性、耐腐蚀性等，因为具备诸多优势，被广泛运用在航天、航空、汽车等重要领域内。其中，铝合金试件基本上用来制造复杂钣金件，运用在飞机蒙皮、汽车覆盖件等上面。其中制造工艺基本上都是引入中间热处理且多次成型的操作工艺。在多次操作的过程中合金的晶粒尺寸不断发生变化，晶粒尺寸的变化对合金的晶粒与表面橘皮有重要的影响。 1.试验材料与方式选择2A12-0铝合金，厚度1.5MM，在原始显微镜下，晶粒大部分尺寸为 40~80在um之内，微观组织比较均匀，使用线切割设备切割，执行标准为GB-T 16865-2013。试验选择工艺为拉伸——退火——拉伸——淬火工艺；铝合金试验加工工艺参数按照GB-T 16865-2013来规定，总体拉伸量为10%，拉伸速度为 4mm/min；进行热处理的时候采取加热方式，退火工序，随炉冷却到280℃之后出炉空冷。淬火施工的过程中，冷却介质使用温水。试验过程中选择的设备为万能拉伸机、电阻加热炉[1]。表1 加工工艺参数总结 2.结果分析加工之后的铝合金试件，进行随后拉伸，速度为4mm/min。在加工处理之后，对试件进行补拉，试件表面出现了严重的橘皮现象，这种现象分别出现在四个试件的表面，并且橘皮的现状基本上一致。因此可以说在试验的条件下拉伸分配量对合金表面橘皮基本上产生的影响一致。根据在不同拉伸分配量下的四个试件成型处理，之后在显微镜下方观察组织图像，其中两个试件的显微组织更均匀一点；部分试件的显微组织当中存在诸多的细小晶粒；以及有一个试件的晶粒比较粗大。和原始显微组织相比，合金在经过最后一道工艺——淬火之后，得到的粗晶基本上都是在结晶组织，而且晶粒为非等轴晶粒，晶粒的尺寸为100~1000um。在其中，粗晶之间存在着小晶粒，因此在显微镜下，整体组织并非是均匀状态。使用截距法对试验之后的几个试件分别进行测量，得到平均晶粒的尺寸，结果表示，每个试样的铝合金晶粒基本上都是粗晶，晶粒尺寸基本上都在500以上，几个试件的平均晶粒尺寸相差比较小。在本文加工的工艺当中，拉伸分配量并没有引起铝合金的平均晶粒尺寸出现较大的差异。假设总拉伸量为10%，其中A试件平均晶粒尺寸为523.27；B为648.77；C为574.94；D为674.28。拉伸变形的过程中，大量的变形都以热量的形式被消耗，只有小部分变形以储能的形式存储在合金内部。储能的合金，有晶格畸变和缺陷，比如错位、缺陷等状态。拉伸量越大变形储能的可能性越高。常温状态下合金的原子迁移能力比较弱，整体上处于一种应力张弛的亚稳定状态。但是进行热处理就会改变原子的状态，原子整体

高速动车组铝合金司机室焊接技术

高速动车组铝合金司机室焊接技术司机室结构简介高速动车组司机室采用铝合金材料，以空间曲梁为骨架、以带筋曲面壁板为蒙皮的流线型焊接结构，总长8540mm。司机室为典型的流线型外形，以实现列车更高速运行时减阻的目标，是典型的高技术产品，如图所示。高速动车组司机室涉及250多种物料，其中二维部件型材50多种，三维弯曲部件200余类，组焊成三维空间结构的前窗框、左右侧墙、曲面车顶,以及二维前墙和环形框，各部件再组焊成三维空间结构的铝合金司机室。复杂的三维曲面、流线型外形以及高强度要求对司机室焊接技术要求非常高，流线型司机室的焊接工艺难度可与飞机机头的焊接工艺难度相提并论。司机室焊接技术焊接方法高速动车组司机室采用的焊接方法为熔化极惰性气体保护焊（131MIG-t）和钨极惰性气体保护焊（141TIG-m）。司机室侧墙骨架与侧墙蒙皮和司机室在组成

过程中，车顶弯梁与车顶蒙皮采用TIG焊接，前墙、前窗框、环形框、侧墙骨架及司机室组成等采用MIG焊接。焊接技术难点与工艺措施针对高速动车组司机室组成及部件的焊接难点，提出合理有效的焊接工艺措施，保证了司机室焊接质量和三维外轮廓尺寸。前墙中厚板焊接司机室前墙是列车最前面的承载部件，承受空气动力学载荷，前墙的焊接质量对列车安全有着重要意义。前墙由15mm铝合金中厚板与碰撞梁组成的15V焊缝长度2100mm，焊缝质量等级CPC1，焊缝检测等级CT2，采用射线检测（RT）。采用多层多道焊接，焊后变形大、调修困难，射线检测时发现焊缝局部存在链状气孔或密集气孔缺陷。前墙为铝合金中厚板多层多道焊接，热输入过大是导致焊接变形的原因。气孔是铝合金焊接中最容易产生的缺陷，焊前清理、预热不合理及焊枪角度偏差等是产生气孔的主要原因。为了控制司机室前墙焊接变形，在焊缝背部预制10mm反变形，每道焊缝均从中间往两边分段退焊使焊接应力均匀释放。优化焊接顺序：采用先正装打底、填充一道后，反面清根PT封底焊，再进行正面填充和盖面焊接。严格控制焊接热输入和焊缝层间温度，根据EN1011-1标准，优化前的焊接工艺参数计算焊接热输入Q （单位：kJ/mm） Q=45.83 优化后的焊接工艺参数计算焊接热输入Q（1单位：kJ/mm） Q1=43.57 （2） Q1比焊接工艺参数优化前的Q减少ΔQ

铝合金材料的应用及其加工成形技术

铝合金材料的应用及其加工成形技术摘要：随着经济的发展以及工业水平的提升，我国对于金属材料的需求日益增加，铝合金材料作为一种轻质金属结构材料，具有后耐蚀性、易加工、回收率高、节能环保性等优势，在工业生产中发挥了越来越重要的作用。铝合金作为轻质金属结构材料，具有耐蚀、比强度高、易加工及回收成本低、回收率高等优点，广泛应用在航空航天、交通、电力、化工等领域，被誉为绿色环保材料。随着我国工业的快速发展，对铝合金需求日益增多，目前在金属材料的应用中铝合金仅次于钢铁，而且在越来越多的领域逐渐替代钢铁。关键词：铝合金；应用；加工成形技术铝合金是现在国内工业生产中大范围生产并大范围的投入到使用中去的一种材料，其拥有许多材料所不能拥有的良好性质，例如，铝合金的密度低但是强度却很高，相比于同类型的钢材而言，铝合金材料将以同体积更小的质量以及更大的安全性能、抗压性能为各种工程施工、高科技产品提供良好的物理支持。部分铝合金还可以在热处理的作用下实现更大硬度的体现。由于是铝合金，必然会加入一些其他元素来弥补铝材料的不组之处，通常我们加入的元素有铜、镁、锌、硅等元素，这类元素较为普遍，易于得到，且在铝合金中占有的百分比也十分的小，相比于其它合金而言，具有更强的经济效益。一、铝合金材料特点 1、铝合金密度小。铝合金的密度非常小，其对应的密度为 2.7 克每立方厘米，而在同样的生产过程中，拥有广泛应用的钢密度为 7.8 克每立方厘米，所以铝合金的实际密度与钢比较只占 1/3 左右。 2、良好的力学性能。铝合金具有非常良好的力学性能，铝合金中添加了一定的强化元素，对于纯铝而言它具有更低的密度，并且更好的塑造性对于铝合金来说能够形成高强度的材料在使用过程中，相较于其他合金材料具有更加广泛的应用市场。

一种大型飞机蒙皮外形检测工装关键技术研究

一种大型飞机蒙皮外形检测工装关键技术研究梁国伟【期刊名称】《《现代机械》》【年(卷),期】2019(000)005 【总页数】5页(P19-23) 【关键词】蒙皮; 卡板; 定位; 夹紧; 测量模块【作者】梁国伟【作者单位】中国商飞上海飞机制造有限公司上海201324 【正文语种】中文【中图分类】V261.99 0 引言蒙皮是构成飞机气动外形的关键零件，也是机身结构中重要受力构件[1]，因此蒙皮零件的制造具有严格的外形尺寸精度要求，外形检测成为蒙皮零件加工过程中不可缺少环节。飞机蒙皮通常是具有自由曲面外形的薄壁壳体，尺寸大，外形复杂，采取无余量装配方案，四周外形精度要求高，对数控切边成形质量提出了高要求。蒙皮由于自身重力及机加而产生一定变形，在检测其外形是否符合理论外形时，需通过合理的定位夹紧方式来补偿蒙皮零件由于自身重力产生的变形，获得自由状态下的蒙皮外形，为制造协调提供依据。仅以模胎、模线、样板等模拟量为协调依据的传统检测方式

已不能满足具有复杂曲面外形的大型蒙皮零件的完整精确检测；而将产品实物的尺寸形状信息转变为数字量的数字化检测方式虽自动化程度高，但针对具有复杂自由曲面外形的大型蒙皮零件外形检测时，需提取覆盖蒙皮表面轮廓的大量点特征数据，检测结果通过将获取的测量数据与蒙皮的三维理论模型进行逐一对比分析得出，检测时间较长，成本也较高，不符合具有批量要求的飞机蒙皮零件生产的需要。针对现代飞机蒙皮零件在批量投产阶段高精度、低成本、短周期的制造需求，需要设计一种高精度、高效率的专用检验工装来满足蒙皮零件制造需求。 1 传统蒙皮检测工艺长期以来蒙皮气动外形的准确性是采用零件与模胎贴合间隙的大小来表示，即贴膜度。以模胎作为实体检验工装，蒙皮拉伸成形后，将其放置于拉伸成形模上，采用手动或沙袋加压，凭检验操作人员的经验感觉是否贴膜，利用塞尺对边缘贴膜度进行测量。这种检测方法比较经济直观，但其精度低、长时间使用易磨损、检测时间长，无法满足现代化飞机生产的需要。 2 蒙皮专用检测工装设计关键技术蒙皮由于自身重力及机加而产生一定变形，在检测其外形是否符合理论外形时，需通过合理的定位夹紧方式来补偿蒙皮零件由于自身重力产生的变形，为制造协调提供依据。在蒙皮专用检验工装中，需设计合理的蒙皮定位夹紧方式，获得蒙皮零件在自由状态下的外形；设置精确的测量单元检测蒙皮四周外形；借助CT切面外形样板检验气动外形，检测结果若超出工程轮廓要求则通过模具进行外形修正校形。 2.1 工装设计需求分析及总体方案以某型飞机龙骨梁下蒙皮检测工艺需求为例，下蒙皮是龙骨梁结构的重要组成部分之一，其外形尺寸精度直接影响到龙骨梁结构的安全性，检测工装需实现蒙皮型面及四周轮廓完整测量。如图1所示，该蒙皮零件长约6 m，变截面，过渡处圆弧曲率大，最宽处约1.8 m，厚约4 mm，属于大型薄壁件。

铝合金锻造工艺毕业论文

LD5铝合金锻造工艺及热处理研究工艺成佳佳（陕西理工学院材控081）指导老师：刘艳【摘要】：由于细晶粒组织对锻件的硬度、塑性、抗腐蚀性、疲劳极限、断裂韧性及外观均有良好的影响，因此如何控制锻件的晶粒度，一直是锻造研究工作的重要课题。本课题以LD5合金为例研究该合金锻件晶粒细化的最佳锻造工艺及热处理工艺，以提高LD5合金的综合力学性能。【关键词】：铝合金；锻造；热处理

1.引言 1.1铝合金的研究现状铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。铝及铝合金存在易腐蚀、不耐磨、焊接难等缺点。而化学镀等工艺改善了铝及铝合金的性能，促进了其广泛的应用。化学镀镍作为铝和铝合金理想的表面改性技术之一，其重要性在不断的增加。铝是一种难度的金属基体，由于铝于洋有很强的亲和力，铝基体表面极易生成氧化膜，会使结合强度变变差。故要在铝合金基体上得到结合力强、性能优良的镀层，正确的前处理是成功的关键，也是近年来研究的热点。 1.2铝合金简介铝的密度小（纯度为97.5%的铝为ρ=2.703g/cm3），熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%）。抗腐蚀性能好；还有其他优点，如导热和导电性能好，可焊。但是纯铝的强度很低，退火状态σb

铝合金的应用领域及发展方向教材

铝合金的主要应用领域及其发展方向一，铝合金简介以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。二，铝合金的分类铝合金按照其性质和应用的不同可划分为普通铝合金，超高强度铝合金，耐热铝合金，铝基复合材料。其应用的领域各有侧重，涵盖了铝合金的所有应用领域。三，铝合金的应用 1，典型用途 1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉 1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途 1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145 包装及绝热铝箔，热交换器 1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜 1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件 2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036 汽车车身钣金件 2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件 2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300℃。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料 2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件