[00979431]先进地铁列车铝合金件精密制造技术与自动化装备

该项目来源于英国庞巴迪公司2012年的奥运会地铁车辆制造项目以及2008年江苏省科技支撑计划项目。铝合金件精密制造技术与自动化装备用于生产先进地铁车辆中高性能、大型、复杂铝合金内装零件，还可广泛应用于高速铁路客车、轻轨车辆、高档汽车等领域。该项目所属科学技术领域为机械工程学科。采用大尺寸薄壁铝合金板材，加工制造高速列车、地铁、轻轨等轨道交通车辆用的铝合金车体结构件，包括侧墙(窗口)、内外端墙、门立柱罩、内部装饰板等各种车内设备和其它复杂结构件(最大尺寸零件长达2.4m左右，宽达1.5m左右，厚度为1.5mm和2mm)。这类重要的轨道交通车辆零部件由于美观的要求，很多表面都是三维曲面设计，零部件之间还要高质量组装，这对铝合金件的制造准确度与表面质量提出了很高要求。该项目研究铝合金件整体超塑成形精密制造技术，分析了5083铝合金板材的组织与性能，建立了最优气胀成形压力－时间曲线，制定了超塑成形工艺技术规范，提出了大尺寸铝合金件超塑成形中模具尺寸补偿方法，解决了成形工艺、材料成形控制曲线、模具设计等关键技术问题。大尺寸铝合金件超塑成形制造中成形温度、零件加载压力、气胀压力控制曲线等工艺参量将直接影响产品的质量和性能。不同类型的铝合金件对应不同的最优气胀成形压力控制曲线，且超塑气胀成形过程为复杂动态控制系统。为使产品精度质量高、尺寸稳定一致性好以及生产效率高，需要研制开发铝合金件超塑成形制造计算机控制系统和专用自动化装备。提出了基于集散控制体系结构、模糊控制技术和最优气胀成形压力—时间曲线控制的综合计算机控制系统，研制开发了工作台尺寸为3m×2m、机床吨位为1000吨的的大型超塑成形自动化装备，实现了多种铝合金结构件超塑成形制造过程的精确控制，成功用于产品批量生产中，提高了产品质量和成品率。基于铝合金件精密超塑成形技术和专用自动化装备，实现了铝合金件一次超塑成形制造，零件成形后尺寸精度和性能指标均满足(国际标准)设计要求，经成形后零件的厚度变薄率控制在30%。研制开发的超塑成形专用自动化装备，综合集成了液压平台、加热平台、气胀成形控制和检测系统，系统集成创新度高，填补了国内空白，超塑气胀成形控制系统精度为1%，所成形产品达到国际先进水平。该项目申请并授权发明专利3项，软件著作权1项。今创集团有限公司与庞巴迪公司签订了1405辆车的列车内饰装备订单，总价达5亿元。已实现销售收入1亿多元。该项目的创新成果提升了产品的技术含量和国内外市场竞争力，西门子和阿尔斯通的英国东北部地铁、加拿大地铁和澳大利亚地铁铝合金内装产品也将由今创集团有限公司供货。英国庞巴迪公司对该项目给予了高度评价和认可：“该成果具有完全自主知识产权，达到国内领先、国际先进水平，拥有了这些专利技术将能赢得更多的国际订单”。