1 引言
鋼鋁複合(hé)軌( 接觸軌) 是城市軌(guǐ)道交通係(xì)統中供電係統的主體, 能保證集電靴滑行順暢及良好的電接觸, 使機車穩定取流。接觸軌采用不鏽鋼鋼帶與鋁合金複(fù)合的方式, 其中接觸軌本體采用鋁(lǚ)合金(jīn),可提高接觸軌的導電性能(néng); 接觸軌接(jiē)觸表麵采用不鏽鋼, 可提高接觸軌的耐磨性。鋁軌(guǐ)本體通過正擠壓工藝成形(xíng), 但是, 不鏽(xiù)鋼鋼帶的成形工藝是關鍵點和難點之一, 不鏽鋼鋼帶長(zhǎng)度為15m, 如圖1 所示。
由於接觸軌的主要技術性能考(kǎo)核指標是導電性和耐磨性, 為了降低不鏽鋼鋼(gāng)帶與鋁軌之間的接觸(chù)電阻, 必須保證不(bú)鏽鋼鋼帶與鋁(lǚ)軌之間密貼接觸,不得出現結合縫隙。因此, 不鏽鋼鋼帶的成形工藝及加工方法必須滿足(zú):
( 1) 在15m 長度(dù)的方向上, 不鏽鋼鋼帶的內表(biǎo)麵( 結合麵(miàn)) 與鋁軌的接觸麵的形位公差一致, 確保均勻(yún)密貼接觸(chù)。
( 2) 鋼帶(dài)兩側腿上“鉚接孔” 的對稱度(dù)滿足01.1mm 技術要求。
( 3) 鋼帶兩側腿上“ 鉚接孔”, 孔與(yǔ)孔之(zhī)間的(de)距離公差, 消除加工兩側孔在15m 方向上的積(jī)累誤差。
( 4) 鋼帶的平麵(miàn)度是0. 1mm。
2 不鏽鋼鋼帶成形關鍵問題
2. 1 成形工藝方案(àn)分析
根據鋼(gāng)帶的端截麵形狀, 有4 種成(chéng)形工藝—滾擠成形、軋製(zhì)成(chéng)形、折彎成(chéng)形、模壓(yā)成形。由於鋼帶(dài)的長度為15m, 折彎成形和模壓成形工藝方案無(wú)法滿足成形要(yào)求; 再由於鋼帶(dài)的(de)表麵質量和形位公差(chà)較高, 軋製工藝也無法達到鋼(gāng)帶的表麵質量(liàng)要(yào)求。通過滾擠成形工藝製造的不(bú)鏽鋼鋼(gāng)帶, 基本(běn)滿足(zú)圖紙技術要求, 與鋁軌結合麵吻合很理想, 滿足力學強(qiáng)度(dù)和電性(xìng)能的技術要求。
2. 2 不鏽鋼帶的(de)加工精度保(bǎo)證措(cuò)施
( 1) 成形精度保證措施 目前國內大形滾擠成形機組主要成形產品是鋼管類零件, 其加(jiā)工精度(dù)較低, 國標規定為(wéi)IT16 級(jí), 經(jīng)過大量工藝試驗證明這樣的(de)通用設備生產的產品(pǐn)無法(fǎ)滿足不鏽鋼帶成形的技(jì)術要求, 再由於不(bú)鏽鋼材料的本身特性, 與碳素鋼Q235A 相比, 其成形難度大, “ [ ”形的對稱成形性較差, 出現兩側“腿”不等高的問題, 技術圖紙上對兩側(cè)“腿” 提出的10- 01 10- 01 20精度要求, 必須經過機械加(jiā)工來實現; 這樣, 滾(gǔn)擠成形所用的(de)毛坯料的寬度要留機械(xiè)加(jiā)工餘量, 單邊最少為(wéi)31 5mm。
( 2) 不鏽鋼帶“鉚接孔(kǒng)” 的加工精度保證措(cuò)施一(yī)條15m 的不鏽(xiù)鋼帶, 兩側腿(tuǐ)各(gè)加工749 個孔, 共計1498 個(gè)孔。設計雙麵高精度專用鑽(zuàn)孔工裝, 通過一次裝卡, 兩麵鑽孔來實現兩側腿749 對”一(yī)一對應”孔的對稱(chēng)度; 通過每次(cì)裝卡以上模鑽孔的最後一個(gè)孔為定位基準來消除在15m 方向的積累誤差,實現749 個孔的孔距間的精(jīng)度。
3 滾擠(jǐ)成形(xíng)過程中, 造成兩側“腿”不等高技術問題的主要原因
( 1) 兩"腿" 高度尺寸太小, 即力臂太短(duǎn)。一般成形產品板(bǎn)厚與高度的(de)比例最小為1: 4, 而該產品為1: 11 67。
( 2) 由於(yú)不鏽鋼冷作硬化比較敏感, 鋼帶(dài)在滾擠成形過(guò)程中, 強度(dù)會大幅度提高, 成(chéng)形(xíng)前板料強度為660N/ mm2 , 成形後兩側“腿(tuǐ)” 強度提高到(dào)840 N/ mm2 , 因而(ér)增大了(le)成形難度。
( 3) 由(yóu)於板(bǎn)料強度隨著成形角度(dù)的增大而增大,鋼帶在(zài)光滑的剛性成形輪軋擠壓過程中發生滑移,這是造成兩側“腿” 不等高的主要原因。
4 成形工(gōng)藝流程
不鏽鋼鋼帶生產工藝(yì)流程為: 鋼卷分剪→滾擠成形→校直→鑽孔→表麵拋光。從產品的(de)技術經濟性角度分析, 降低不鏽鋼鋼帶上兩(liǎng)側(cè) “腿”10- 01 10- 01 20精度要求(qiú), 提高設備精度和模具精度, 實現(xiàn)滾擠工藝一次成形, 確保側“腿”的等高的一致性。
5 結論
( 1) 通過對(duì)超厚不鏽鋼鋼帶的成形技術進(jìn)行研究, 解決了不鏽鋼帶的成形工藝和加工( 鑽(zuàn)空) 技術中(zhōng)的技(jì)術難題, 為超厚不鏽鋼板的成形技(jì)術積累了豐富的經驗, 該項技術(shù)將得到廣泛應用。
( 2) 開發研製鋼鋁接觸軌填補了我國這項技術的空白, 鋼鋁(lǚ)接觸軌(guǐ)目前正在快速起步, 鋼鋁接觸軌的研製成功(gōng)滿(mǎn)足廣州地鐵四號線(xiàn)設備國產化的需求, 同(tóng)時推動中國城市軌道交通技術經(jīng)濟(jì)的發展(zhǎn);現已在廣州地鐵四號線( 約100km) 上批(pī)量供貨,目前鋼鋁(lǚ)接觸軌在(zài)地鐵供電(diàn)係(xì)統中已處於主導地位,將在(zài)深(shēn)圳地鐵3 號線、北京(jīng)機場快線、杭州(zhōu)地鐵等廣泛應用。
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