【技术实现步骤摘要】
本申请涉及轨道车辆，特别是涉及一种用于转向架构架的横梁的成型方法及成型模具。
技术介绍
1、轨道车辆轻量化的要求，推动了复合材料在轨道车辆中的应用，尤其是玻璃纤维和碳纤维增强的复合材料。转向架构架为轨道车辆关键的承载部件，而横梁为构架的重要部件之一，其力学性能、尺寸精度和产品质量的要求都非常高。
2、已有构架设计中，横梁多为单腔、等截面的结构，制作简单，但是随着轨道车辆的技术发展，横梁向多腔、非等截面方向发展，同时，为确保结构强度，横梁的壁厚也较大设置，此时，仍采用常规的复合材料制作横梁已无法满足要求。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种用于转向架构架的横梁的成型方法及成型模具，该成型方法能够实现多腔等复杂截面结构的横梁的成型，且能够保证横梁成型质量。
2、为解决上述技术问题，本申请提供一种用于转向架构架的横梁的成型方法，所述横梁具有至少两个沿长度方向延伸的腔体；所述成型方法包括：
3、制备与所述横梁的各腔体匹配的预制体，所述预制体通过在芯模外周铺设纤维复合材料形成，所述芯模与对应腔体的形状适配；
4、将各所述预制体按照所述横梁的各腔体的相对位置拼合形成过渡预制体，并在所述过渡预制体的外周铺设纤维复合材料形成预成型体；
5、将所述预成型体放置在外模中并密封，所述外模的模腔与所述横梁的外形匹配；对密封后的所述外模抽真空，并向所述外模的模腔注射树脂以浸润所述预成型体，固化后脱模得到所述横梁。
6、一种可实现的
7、拼合形成所述过渡预制体之前，先将在高度方向上位置对应的各预制体拼合，再在外周铺设纤维复合材料。
8、一种可实现的方式中，所述横梁具有五个腔体，分别为第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体和第五腔体；在宽度方向上，所述第五腔体位于中部，所述第一腔体和所述第二腔体位于所述第五腔体的一侧，且两者在高度方向排布，所述第三腔体和所述第四腔体位于所述第五腔体的另一侧，且两者在高度方向排布；
9、拼合形成所述过渡预制体之前，将所述第一腔体对应的第一预制体和所述第二腔体对应的第二预制体进行拼合并在外周铺设纤维复合材料形成第一过渡预制体，将所述第三腔体对应的第三预制体和所述第四腔体对应的第四预制体拼合并在外周铺设纤维复合材料形成第二过渡预制体；
10、将第一过渡预制体、第二过渡预制体和所述第五腔体对应的第五预制体拼合并在外周铺设纤维复合材料形成所述过渡预制体。
11、一种可实现的方式中，所述腔体的横截面呈方形，所述芯模的横截面呈方形，在所述芯模外周铺设纤维复合材料时，增加所述芯模在角部区域的纤维复合材料铺设量，以使所述芯模的角部区域的纤维层厚度与所述芯模的平面区域的纤维层厚度一致。
12、一种可实现的方式中，注射树脂的后期阶段，采用抽真空和保持设定压力注射树脂交替进行的方式。
13、一种可实现的方式中，所述设定压力为1～3mpa。
14、一种可实现的方式中，铺设用的纤维复合材料为未浸润树脂的纤维布。
15、一种可实现的方式中，注射用的树脂满足以下条件：
16、在加热到60℃时，树脂的粘度为100cps，在加热时长达到250min之前，树脂的粘度仍低于600cps；在80℃下，树脂的凝胶时间超过110min。
17、一种可实现的方式中，至少部分腔体为变截面腔体，在长度方向上，所述变截面腔体在中部区域的高度小于在两个端部区域的高度；
18、对应于所述变截面腔体的所述芯模包括在长度方向上对接的第一模部分和第二模部分，所述第一模部分靠近所述第二模部分的区域的高度尺寸小于所述第一模部分远离所述第二模部分的区域的高度尺寸，所述第二模部分靠近所述第一模部分的区域的高度尺寸小于所述第二模部分远离所述第一模部分的区域的高度尺寸；
19、脱模时，先将所述第一模部分和所述第二模部分中的一者脱出，再将另一者脱出。
20、本申请实施例还提供一种用于转向架构架的横梁的成型模具，所述成型模具用于上述任一项所述的成型方法；
21、所述成型模具包括外模和芯模，所述芯模的数量与所述横梁的腔体数量对应，所述芯模的外形与所述腔体形状适配；
22、所述外模包括上模、中模和下模，三者通过紧固件固接，且相邻两者之间设有密封结构；所述上模和所述下模中的一者设有注胶口，另一者设有出胶口。
23、一种可实现的方式中，所述外模的外表面设有纵向加强筋和横向加强筋。
24、一种可实现的方式中，所述横梁的腔体包括变截面腔体，在长度方向上，所述变截面腔体在中部区域的高度小于在两个端部区域的高度；
25、对应于所述变截面腔体的所述芯模包括在长度方向上对接的第一模部分和第二模部分，所述第一模部分靠近所述第二模部分的区域的高度尺寸小于所述第一模部分远离所述第二模部分的区域的高度尺寸，所述第二模部分靠近所述第一模部分的区域的高度尺寸小于所述第二模部分远离所述第一模部分的区域的高度尺寸。
26、本申请提供的成型方法和成型模具，用于转向架构架的横梁的成型，在横梁为具有两个以上腔体的多腔结构时，可先针对每个腔体制备预制体，每个腔体的预制体包括对应于腔体的芯模和铺设在芯模外周的纤维复合材料，再将各预制体拼合形成与横梁结构对应的过渡预制体，并在过渡预制体的外周铺设纤维复合材料，形成预成型体，后续利用外模对预成型体注射树脂以浸润预成型体，固化后脱模即可得到横梁。该成型方法对多腔等复杂截面的横梁采用根据腔体结构分体制成多个预制体，再多个预制体拼合制成与横梁横截面匹配的预成型体的方式，可确保横梁的各腔体结构的成型质量和成型尺寸，同时，在脱模时可对每个腔体对应的芯模进行单独脱模，可降低脱模难度，减少因脱模导致的分层等缺陷。
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1.用于转向架构架的横梁的成型方法，其特征在于，所述横梁具有至少两个沿长度方向延伸的腔体；所述成型方法包括：
2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，所述横梁具有三个以上的所述腔体，其中至少有两个所述腔体在所述横梁的高度方向上位置对应；
3.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于，所述横梁具有五个腔体，分别为第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体和第五腔体；在宽度方向上，所述第五腔体位于中部，所述第一腔体和所述第二腔体位于所述第五腔体的一侧，且两者在高度方向排布，所述第三腔体和所述第四腔体位于所述第五腔体的另一侧，且两者在高度方向排布；
4.根据权利要求1-3任一项所述的成型方法，其特征在于，所述腔体的横截面呈方形，所述芯模的横截面呈方形，在所述芯模外周铺设纤维复合材料时，增加所述芯模在角部区域的纤维复合材料铺设量，以使所述芯模的角部区域的纤维层厚度与所述芯模的平面区域的纤维层厚度一致。
5.根据权利要求1-3任一项所述的成型方法，其特征在于，注射树脂的后期阶段，采用抽真空和保持设定压力注射树脂交替进行的方式。
7.根据权利要求1-3任一项所述的成型方法，其特征在于，铺设用的纤维复合材料为未浸润树脂的纤维布。
8.根据权利要求1-3任一项所述的成型方法，其特征在于，注射用的树脂满足以下条件：
9.根据权利要求1-3任一项所述的成型方法，其特征在于，至少部分腔体为变截面腔体，在长度方向上，所述变截面腔体在中部区域的高度小于在两个端部区域的高度；
10.用于转向架构架的横梁的成型模具，其特征在于，所述成型模具用于权利要求1-9任一项所述的成型方法；
11.根据权利要求10所述的成型模具，其特征在于，所述外模的外表面设有纵向加强筋和横向加强筋。
12.根据权利要求10所述的成型模具，其特征在于，所述横梁的腔体包括变截面腔体，在长度方向上，所述变截面腔体在中部区域的高度小于在两个端部区域的高度；
...【技术特征摘要】
1.用于转向架构架的横梁的成型方法，其特征在于，所述横梁具有至少两个沿长度方向延伸的腔体；所述成型方法包括：
2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，所述横梁具有三个以上的所述腔体，其中至少有两个所述腔体在所述横梁的高度方向上位置对应；
3.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于，所述横梁具有五个腔体，分别为第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体和第五腔体；在宽度方向上，所述第五腔体位于中部，所述第一腔体和所述第二腔体位于所述第五腔体的一侧，且两者在高度方向排布，所述第三腔体和所述第四腔体位于所述第五腔体的另一侧，且两者在高度方向排布；
4.根据权利要求1-3任一项所述的成型方法，其特征在于，所述腔体的横截面呈方形，所述芯模的横截面呈方形，在所述芯模外周铺设纤维复合材料时，增加所述芯模在角部区域的纤维复合材料铺设量，以使所述芯模的角部区域的纤维层厚度与所述芯模的平面区域的纤维层厚度一致。
5.根据权利要求1-3任一项所述的成型方法，其特征在于，注射...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈东方，孙厚礼，崔健，倪宇峰，王晓明，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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