專(zhuān)利名稱(chēng)：一體式火車(chē)輪軸及其制造鍛鐓液壓機(jī)和加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于火車(chē)輪軸加工，尤其涉及一種一體式火車(chē)輪軸及其制造鍛鐓液壓機(jī)和加工方法。
背景技術(shù)：
火車(chē)車(chē)軸、車(chē)輪和搖枕側(cè)架是火車(chē)三大關(guān)鍵行走部件。車(chē)軸的加工技術(shù)目前主要有兩種精鍛和快鍛。這兩種工藝的技術(shù)含量“看似不算高”，但車(chē)軸產(chǎn)品本質(zhì)上對(duì)質(zhì)量和安全性的內(nèi)在要求卻非常高，從冶煉、鍛造、熱處理到后續(xù)的粗加工、精加工、無(wú)損檢測(cè)等程序，每一步都必須逐個(gè)把關(guān)。原因就是，如果有一根軸在行走過(guò)程中出現(xiàn)斷裂，列車(chē)就會(huì)出現(xiàn)顛覆事故，從而造成無(wú)可挽回的影響。兩種技術(shù)相比較，精鍛技術(shù)和工藝自動(dòng)化程度較高，節(jié)省軸坯材料和能耗，生產(chǎn)效率高，鍛造一根軸只需3-4分鐘，但其核心設(shè)備精鍛機(jī)目前仍需進(jìn)口，設(shè)備造價(jià)比較高。而快鍛技術(shù)屬于傳統(tǒng)的工藝技術(shù)，雖然鍛打速度相對(duì)慢些， 完成一根軸需要8-10分鐘，消耗材料也多一些，但快鍛機(jī)組國(guó)產(chǎn)化較早，技術(shù)也非常成熟， 設(shè)備投資成本較低。兩種技術(shù)均能滿(mǎn)足目前市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求?，F(xiàn)在車(chē)輪輪轂是使用鑄鋼制作的，用高速車(chē)輪鋼先經(jīng)過(guò)熔煉，鑄入模子中，而成輪轂。然后經(jīng)過(guò)粗加工-精加工-退火等一系列工藝而成。車(chē)輪與車(chē)軸的連接是經(jīng)過(guò)熱壓而成，既將輪子加熱400°C度以上，通過(guò)壓力機(jī)將輪子壓進(jìn)輪軸，冷卻后，由于輪轂的冷收縮與軸緊緊地連在一起。不但耐磨，而且牢固可靠?？梢钥闯?，火車(chē)輪軸是由五個(gè)零件經(jīng)鑄、鍛(火車(chē)外圈和軸是鍛件，中間輪轂是鑄件)分別逐件經(jīng)過(guò)機(jī)加工后，再經(jīng)壓裝而成。制造一根火車(chē)車(chē)輪需要經(jīng)過(guò)鑄造、鍛造和機(jī)加工等非常繁多及復(fù)雜的工序才能完成。設(shè)備多、人員多，它需經(jīng)立車(chē)、銑、鏜、普通車(chē)床、精車(chē)、磨床等多臺(tái)機(jī)加工設(shè)備加工而成。機(jī)加工精度要求較高，費(fèi)時(shí)、費(fèi)料；而且經(jīng)輪軸壓裝機(jī)壓裝而成整體火車(chē)輪軸，重量大，精度及強(qiáng)度相對(duì)較低。隨著鐵路運(yùn)輸業(yè)的高速發(fā)展，火車(chē)輪軸的需求量非常大。但是國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)火車(chē)輪軸的制造工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率較低， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足鐵路運(yùn)輸“提速重載”的戰(zhàn)略思路的要求。鍛造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展多年，火車(chē)輪軸也一直在運(yùn)用鍛造工藝。為什么多年來(lái)仍然采用多個(gè)零件分開(kāi)加工再進(jìn)行組裝的復(fù)雜工藝呢？最主要的原因是鍛造工藝經(jīng)過(guò)幾代人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，已確定了一種不可逾越的設(shè)計(jì)原則鍛造工藝的長(zhǎng)徑比必須小于1 2. 5。因此， 長(zhǎng)期以來(lái)，在鍛鐓生產(chǎn)中，技術(shù)人員均按照長(zhǎng)徑比1 2. 5的原則設(shè)計(jì)鍛造工藝以及模具和鍛壓機(jī)床。因此，目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有可以滿(mǎn)足鐓鍛整體火車(chē)輪軸工藝要求的大中型鍛壓設(shè)備。目前不論是垂直鍛造機(jī)床，還是多向模鍛機(jī)床均無(wú)法加工一體式火車(chē)輪軸。垂直鍛造只能鍛造一面車(chē)輪，另一面車(chē)輪則無(wú)法完成；多向模鍛機(jī)床的水平油缸鍛造壓力太小，若要滿(mǎn)足火車(chē)輪軸的加工，必須加大油缸，占地面積龐大，不現(xiàn)實(shí)。專(zhuān)利技術(shù)(申請(qǐng)?zhí)?ZL200510013222. 8)公開(kāi)了一種曲軸彎曲鐓鍛專(zhuān)用液壓機(jī)，其特征在于在活動(dòng)梁兩側(cè)下部均對(duì)稱(chēng)安裝有其另一端與左、右上功能箱相連接的可通過(guò)活動(dòng)梁的上、下位移推動(dòng)左、右下功能箱水平相向位移的增力臂桿。不必?zé)o限增大油缸，即可使水平壓力數(shù)倍增加。但是該液壓機(jī)在具有彎曲曲軸功能的上彎曲模、下彎曲模兩側(cè)對(duì)稱(chēng)相向安裝有兩個(gè)由固裝在機(jī)架上的鎖模油缸提供工作壓力的可鎖合上彎曲模與下彎曲模的擺動(dòng)卡塊式鎖模裝置。上彎曲模、下彎曲模合模后的鎖模力由擺動(dòng)卡塊式鎖模裝置提供。上述專(zhuān)用液壓機(jī)可以為鍛造一體式火車(chē)輪軸提供四個(gè)方向的擠壓力。但是鍛造工藝的長(zhǎng)徑比仍小于1 2. 5，若超出則會(huì)產(chǎn)生變形或彎曲。為了適應(yīng)目前鐵路運(yùn)輸業(yè)的高速發(fā)展，火車(chē)輪軸制造行業(yè)亟待進(jìn)行技術(shù)改造，提升裝備水平，提高火車(chē)輪軸產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種一體式火車(chē)輪軸及其制造模鍛液壓機(jī)和加工方法，為滿(mǎn)足鍛鐓整體火車(chē)輪軸的工藝要求，改進(jìn)的鍛鐓液壓機(jī)，去掉結(jié)構(gòu)復(fù)雜的擺動(dòng)卡塊式鎖模裝置，采用液壓保壓延時(shí)控制方法，既可以提供液壓控制的上下垂直鎖模保護(hù)力，又可以提供兩個(gè)相向水平鍛鐓增力。突破了傳統(tǒng)的長(zhǎng)徑比1 2. 5的設(shè)計(jì)原則，滿(mǎn)足了長(zhǎng)徑比1 5逐漸過(guò)渡到1 2. 5的鐓鍛一體式火車(chē)輪軸工藝要求，僅用兩火 (6分鐘)，即可鐓鍛成一根整體動(dòng)車(chē)火車(chē)輪軸。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案一種一體式火車(chē)輪軸，主要由車(chē)軸和左右車(chē)輪構(gòu)成，其特征是所述車(chē)軸和左右車(chē)輪由兩端的支承軸、左右車(chē)輪及左右車(chē)輪之間的連接軸鍛鐓連接成一體輪軸?！N鐓鍛一體式火車(chē)輪軸的鍛鐓液壓機(jī)，其特征是主要由上、下半圓式保護(hù)模具、上、下垂直保護(hù)油缸、鐓鍛油缸、下橫梁、活動(dòng)梁、左右上功能箱、左右下功能箱、左右下功能箱移動(dòng)缸、活動(dòng)工作臺(tái)構(gòu)成，所述鐓鍛油缸與活動(dòng)梁上部固接，所述活動(dòng)梁兩側(cè)下部分別通過(guò)對(duì)稱(chēng)的增力臂桿與左右上功能箱固接，所述下垂直保護(hù)油缸與下橫梁的中心部位固接，所述下垂直保護(hù)油缸的活塞頂端固接有連接母，所述連接母上端徑向設(shè)有T形通槽，所述連接母的T形通槽與連接下半圓式保護(hù)模具的頂模桿下端的T形塊插接。一種鐓鍛一體式火車(chē)輪軸的加工方法，其特征是所述一體式火車(chē)輪軸采用鍛鐓液壓機(jī)，對(duì)階梯車(chē)軸坯料實(shí)施上下的垂直保護(hù)力和左右水平相向方向的鍛鐓增力，進(jìn)行兩火一體鐓鍛成形的方法。所述鐓鍛一體成形的具體加工工藝步驟如下一、坯料制造按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)鍛造出由ab，cd段車(chē)輪鐓粗部分，be段連接軸部分，ed， df段支承軸部分五段構(gòu)成的階梯車(chē)軸坯料；二、鍛鐓模具的安裝鍛鐓液壓機(jī)的上、下垂直保護(hù)油缸的活塞頂端分別通過(guò)頂模桿與半圓式保護(hù)模具連接；鍛鐓液壓機(jī)活動(dòng)工作臺(tái)上的左下功能箱內(nèi)放置下半只鍛鐓凹模，對(duì)應(yīng)的左上功能箱內(nèi)放置上半只鍛鐓凹模，右下功能箱內(nèi)置有下半只鍛鐓凸模，對(duì)應(yīng)的右上功能箱內(nèi)置有上半只鍛鐓凸模，鍛鐓凹凸模具外側(cè)分別固接固定塊，右上下功能箱內(nèi)對(duì)應(yīng)階梯車(chē)軸坯料be 段連接軸的位置設(shè)置支撐塊；三、第一火鍛鐓車(chē)輪1、將階梯車(chē)軸坯料的ab段車(chē)輪鐓粗部分置于中頻加熱爐中局部加熱，加熱溫度 IlOO0C -1250°C，將加熱后的階梯車(chē)軸坯料吊裝到左、右下功能箱內(nèi)的凹凸模具之間位置；2、第一火鍛鐓左車(chē)輪啟動(dòng)鍛鐓液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，上、下半圓式保護(hù)模具分別通過(guò)上、下垂直保護(hù)油缸，同時(shí)向階梯車(chē)軸坯料中心運(yùn)動(dòng)，上、下半圓式保護(hù)模具運(yùn)動(dòng)到階梯車(chē)軸坯料的ab段車(chē)輪鐓粗部分1/2處，對(duì)其進(jìn)行局部夾持，形成上下垂直保護(hù)力；同時(shí)，鍛鐓液壓機(jī)的鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁帶動(dòng)左、右上功能箱向下運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)四組增力臂桿產(chǎn)生向液壓機(jī)中心移動(dòng)的相向、對(duì)稱(chēng)水平增力，開(kāi)始鐓粗階梯車(chē)軸坯料的ab段車(chē)輪鐓粗部分；3、上、下垂直保護(hù)油缸對(duì)鐓粗坯料中部的局部夾持力通過(guò)液壓系統(tǒng)提供保壓延時(shí)，時(shí)間為0. 5-1分鐘，保壓至鐓粗工序進(jìn)行到1/3行程時(shí)，上、下垂直保護(hù)油缸帶動(dòng)保護(hù)模具各自退出；鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁繼續(xù)下行，達(dá)到指定位置，使凹凸模具壓合，鍛鐓左車(chē)輪完全成形，即完成第一火鍛鐓左車(chē)輪工序；四、第二火鍛鐓車(chē)輪1、將階梯車(chē)軸坯料的Cd段車(chē)輪鐓粗部分置于中頻加熱爐中局部加熱，加熱溫度 IlOO0C -1250°C，將加熱后的階梯車(chē)軸坯料吊裝到左、右下功能箱內(nèi)的凹凸模具之間位置；2、第二火鍛鐓右車(chē)輪啟動(dòng)鍛鐓液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，上、下半圓式保護(hù)模具分別通過(guò)上、下垂直保護(hù)油缸，同時(shí)向階梯車(chē)軸坯料中心運(yùn)動(dòng)，上、下半圓式保護(hù)模具運(yùn)動(dòng)到階梯車(chē)軸坯料的cd段車(chē)輪鐓粗部分1/2處，對(duì)其進(jìn)行局部夾持，形成上下垂直保護(hù)力；同時(shí)，鍛鐓液壓機(jī)的鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁帶動(dòng)左、右上功能箱向下運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)四組增力臂桿產(chǎn)生向液壓機(jī)中心移動(dòng)的相向、對(duì)稱(chēng)水平增力，開(kāi)始鐓粗階梯車(chē)軸坯料的cd段車(chē)輪鐓粗部分；3、上、下垂直保護(hù)油缸對(duì)鐓粗坯料中部的局部夾持力通過(guò)液壓系統(tǒng)提供保壓延時(shí)，時(shí)間為0. 5-1分鐘，保壓至鐓粗工序進(jìn)行到1/3行程時(shí)，上、下垂直保護(hù)油缸帶動(dòng)保護(hù)模具各自退出；鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁繼續(xù)下行，達(dá)到指定位置，使凹凸模具壓合，鍛鐓右車(chē)輪完全成形，即完成第二火鐓粗右車(chē)輪工序。有益效果改進(jìn)的鍛鐓液壓機(jī)，去掉結(jié)構(gòu)復(fù)雜的擺動(dòng)卡塊式鎖模裝置，采用液壓保壓延時(shí)控制方法，既可以提供液壓控制的上下垂直鎖模保護(hù)力，又可以提供兩個(gè)相向水平鍛鐓增力。鍛鐓液壓機(jī)提供的上、下、左、右四個(gè)力。一對(duì)水平增力負(fù)責(zé)鐓粗；另一組上下垂直力負(fù)責(zé)防彎保護(hù)。工作時(shí)，使得兩個(gè)車(chē)輪可以輕易鐓粗成活，采用防彎的垂直保護(hù)力，突破了傳統(tǒng)的長(zhǎng)徑比1 2. 5的設(shè)計(jì)原則，滿(mǎn)足了由長(zhǎng)徑比1 5逐漸過(guò)渡到1 2. 5的一體式火車(chē)輪軸鐓鍛工藝要求，僅用兩火(6分鐘)，即可鐓鍛成一根整體動(dòng)車(chē)火車(chē)輪軸。


圖1是本發(fā)明采用鐓鍛專(zhuān)用液壓機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖IA是圖1的俯視圖；圖2是階梯車(chē)軸坯料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是整體鐓鍛成形輪軸與車(chē)輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是凸模的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是凹模的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是固定塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7、圖8是左輪鐓鍛成形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9、圖10是右輪鐓鍛成形的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是支撐塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是固定在下橫梁上的下垂直保護(hù)油缸結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、鐓鍛油缸，2、上垂直保護(hù)油缸，3、活動(dòng)梁，4、凸模，5、增力臂桿，6、左右上功能箱，7、凹模，8、上半圓式保護(hù)模具，9、階梯軸坯料，10、下半圓式保護(hù)模具，11、左右下功能箱，12、活動(dòng)工作臺(tái)，13、左右下功能箱移動(dòng)缸，14、下垂直保護(hù)油缸，15、下橫梁，16、連接母，17、T形通槽，18、頂模桿，19、T形塊，20、固定塊，21、支撐塊，1-1,1-2支承軸，1_3、連接軸，2-2、2-3、左、右車(chē)輪。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖所示，一種一體式火車(chē)輪軸，主要由車(chē)軸和左右車(chē)輪構(gòu)成，所述車(chē)軸和左右車(chē)輪由兩端的支承軸1-1、 1-2，左、右車(chē)輪2-2、2-3及左右車(chē)輪之間的連接軸1-3鍛鐓連接成一體輪軸。圖2中，ab， cd段為車(chē)輪鐓粗部分，be段為連接軸段，ed, df段為支承軸段。一種鐓鍛一體式火車(chē)輪軸的鍛鐓液壓機(jī)，主要由上、下半圓式保護(hù)模具8、10、上、 下垂直保護(hù)油缸2、14、鐓鍛油缸1、下橫梁15、活動(dòng)梁3、左右上功能箱6、左右下功能箱11、 左右下功能箱移動(dòng)缸13、活動(dòng)工作臺(tái)12構(gòu)成，所述兩只或四只鐓鍛油缸與活動(dòng)梁上部固接，所述活動(dòng)梁兩側(cè)下部分別通過(guò)對(duì)稱(chēng)的增力臂桿5與左右上功能箱固接，所述下垂直保護(hù)油缸與下橫梁的中心部位固接，所述下垂直保護(hù)油缸的活塞頂端固接有連接母16，所述連接母上端徑向設(shè)有T形通槽17，所述連接母的T形通槽與連接下半圓式保護(hù)模具的頂模桿18下端的T形塊19插接。一種鐓鍛一體式火車(chē)輪軸的加工方法，所述一體式火車(chē)輪軸采用鍛鐓液壓機(jī)，對(duì)階梯車(chē)軸坯料實(shí)施上下的垂直保護(hù)力和左右水平相向方向的鍛鐓增力，進(jìn)行兩火一體鐓鍛成形的方法。所述鐓鍛一體成形的具體加工工藝步驟如下一、坯料制造按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)鍛造出由ab，cd段車(chē)輪鐓粗部分，be段連接軸部分，ed， df段支承軸部分五段構(gòu)成的階梯車(chē)軸坯料9 ；二、鍛鐓模具的安裝鍛鐓液壓機(jī)的上、下垂直保護(hù)油缸的活塞頂端分別通過(guò)頂模桿與半圓式保護(hù)模具連接；鍛鐓液壓機(jī)活動(dòng)工作臺(tái)上的左下功能箱內(nèi)放置下半只鍛鐓凹模，對(duì)應(yīng)的左上功能箱內(nèi)放置上半只鍛鐓凹模7，右下功能箱內(nèi)置有下半只鍛鐓凸模，對(duì)應(yīng)的右上功能箱內(nèi)置有上半只鍛鐓凸模4，鍛鐓凹凸模具外側(cè)分別固接固定塊20，右上下功能箱內(nèi)對(duì)應(yīng)階梯車(chē)軸坯料be段連接軸的位置設(shè)置支撐塊21 ；三、第一火鍛鐓車(chē)輪1、將階梯車(chē)軸坯料的ab段車(chē)輪鐓粗部分置于中頻加熱爐中局部加熱，加熱溫度 IlOO0C -1250°C，將加熱后的階梯車(chē)軸坯料吊裝到左、右下功能箱內(nèi)的凹凸模具之間位置；2、第一火鍛鐓左車(chē)輪啟動(dòng)鍛鐓液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，上、下半圓式保護(hù)模具分別通過(guò)上、下垂直保護(hù)油缸，同時(shí)向階梯車(chē)軸坯料中心運(yùn)動(dòng)，上、下半圓式保護(hù)模具運(yùn)動(dòng)到階梯車(chē)軸坯料的ab段車(chē)輪鐓粗部分的1/2處，對(duì)其進(jìn)行局部夾持，形成上下垂直保護(hù)力；同時(shí)，鍛鐓液壓機(jī)的鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁帶動(dòng)左、右上功能箱向下運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)四組增力臂桿產(chǎn)生向液壓機(jī)中心移動(dòng)的相向、對(duì)稱(chēng)水平增力，開(kāi)始鐓粗階梯車(chē)軸坯料的ab段車(chē)輪鐓粗部分；3、上、下垂直保護(hù)油缸對(duì)鐓粗坯料中部的局部夾持力通過(guò)液壓系統(tǒng)提供保壓延時(shí)，時(shí)間為0. 5-1分鐘，保壓至鐓粗工序進(jìn)行到1/3行程時(shí)，上、下垂直保護(hù)油缸帶動(dòng)保護(hù)模具各自退出；鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁繼續(xù)下行，達(dá)到指定位置，使凹凸模具壓合，鍛鐓左車(chē)輪完全成形，即完成第一火鍛鐓左車(chē)輪工序；四、第二火鍛鐓車(chē)輪1、將階梯車(chē)軸坯料的Cd段車(chē)輪鐓粗部分置于中頻加熱爐中局部加熱，加熱溫度 Iioo0C -1250°C，將加熱后的階梯車(chē)軸坯料吊裝到左、右下功能箱內(nèi)的凹凸模具之間位置；2、第二火鍛鐓右車(chē)輪啟動(dòng)鍛鐓液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，上、下半圓式保護(hù)模具分別通過(guò)上、下垂直保護(hù)油缸，同時(shí)向階梯車(chē)軸坯料中心運(yùn)動(dòng)，上、下半圓式保護(hù)模具運(yùn)動(dòng)到階梯車(chē)軸坯料的cd段車(chē)輪鐓粗部分1/2處，對(duì)其進(jìn)行局部夾持，形成上下垂直保護(hù)力；同時(shí)，鍛鐓液壓機(jī)的鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁帶動(dòng)左、右上功能箱向下運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)四組增力臂桿產(chǎn)生向液壓機(jī)中心移動(dòng)的相向、對(duì)稱(chēng)水平增力，開(kāi)始鐓粗階梯車(chē)軸坯料的cd段車(chē)輪鐓粗部分；3、上、下垂直保護(hù)油缸對(duì)鐓粗坯料中部的局部夾持力通過(guò)液壓系統(tǒng)提供保壓延時(shí)，時(shí)間為0. 5-1分鐘，保壓至鐓粗工序進(jìn)行到1/3行程時(shí)，上、下垂直保護(hù)油缸帶動(dòng)保護(hù)模具各自退出；鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁繼續(xù)下行，達(dá)到指定位置，使凹凸模具壓合，鍛鐓右車(chē)輪完全成形，即完成第二火鐓粗右車(chē)輪工序。固定塊與支撐塊分別為上下開(kāi)合的兩個(gè)半圓塊構(gòu)成。固定塊的作用是將凹、凸模固定到固定塊上。固定塊可以減少制作凸凹模貴重模具鋼的使用，節(jié)約模具成本，可長(zhǎng)期重復(fù)使用。固定塊用螺釘緊固固定到功能箱上；支撐塊的作用是支撐坯料在功能箱上使坯料不傾翻。工作過(guò)程詳見(jiàn)附圖，把階梯車(chē)軸坯料ab段放在中頻加熱爐中進(jìn)行局部加熱，加熱溫度 IlOO0C -1250°C，吊裝到活動(dòng)工作臺(tái)左、右下功能箱位置(活動(dòng)工作臺(tái)已經(jīng)開(kāi)出液壓機(jī)中心在右邊)階梯車(chē)軸坯料9放好后，活動(dòng)工作臺(tái)開(kāi)回到液壓機(jī)中心，開(kāi)始準(zhǔn)備鐓粗車(chē)輪(第一火)，活動(dòng)梁、上、下半圓式保護(hù)模具同時(shí)向液壓機(jī)中心運(yùn)動(dòng)?；顒?dòng)梁向下運(yùn)動(dòng)靠鍛鐓油缸推動(dòng)，鍛鐓油缸柱塞底部與活動(dòng)梁上部連接為球形面鉸接，鍛鐓油缸有四組，對(duì)稱(chēng)固定在液壓機(jī)活動(dòng)梁上，上半圓式保護(hù)模具向下運(yùn)動(dòng)靠上垂直保護(hù)油缸推動(dòng)，上垂直保護(hù)油缸底部與上半圓式保護(hù)模具連接，下半圓式保護(hù)模具向上運(yùn)動(dòng)靠下垂直保護(hù)油缸推動(dòng)，下垂直保護(hù)油缸固定在液壓機(jī)下橫梁上，上、下半圓式保護(hù)模具運(yùn)動(dòng)到坯料預(yù)定位置停止，液壓機(jī)活動(dòng)梁內(nèi)部對(duì)稱(chēng)安裝四組增力臂桿推動(dòng)活動(dòng)橫梁向下運(yùn)動(dòng)，使鉸接于活動(dòng)梁臂桿推動(dòng)上功能箱凸塊結(jié)構(gòu)帶動(dòng)下功能箱凹槽產(chǎn)生相向的、對(duì)稱(chēng)的，同時(shí)向液壓機(jī)中心移動(dòng)的水平增力。增力可達(dá)數(shù)倍；采用保壓延時(shí)，時(shí)間為0. 5-1分鐘，保壓至鐓粗工序進(jìn)行到1/3行程時(shí)，上、下半圓式保護(hù)模具在鐓粗車(chē)輪部分的中部進(jìn)行局部夾持，在鐓粗進(jìn)行1/3行程時(shí)，此時(shí)鐓粗的長(zhǎng)徑比已過(guò)渡到1 2.5以下，此時(shí)再繼續(xù)鐓粗，車(chē)輪鐓粗部分已不會(huì)變彎。上、下半圓式保護(hù)模具各自退出，活動(dòng)梁繼續(xù)下行，達(dá)到指定位置，便完成第一火鐓粗左車(chē)輪的工作；第二火壓機(jī)的動(dòng)作順序與上面的敘述基本一樣。鍛鐓設(shè)計(jì)的長(zhǎng)徑比可達(dá)1 5。液壓機(jī)的鐓鍛油缸壓力為三千噸，通過(guò)四組增力臂桿產(chǎn)生的水平增力為1.4萬(wàn)噸，上、下垂直保護(hù)油缸的工作壓力為580噸。工作原理采用具有四個(gè)方向擠壓力，即上下垂直保護(hù)力及左右水平相向方向鍛鐓增力的鐓鍛液壓機(jī)。車(chē)軸毛坯棒料在鐓粗過(guò)程中，ab，cd段車(chē)輪鐓粗部分的長(zhǎng)度為1.2m、直徑為 350mm，長(zhǎng)徑比大于1 2. 5，毛坯棒料在逐漸變粗的同時(shí)，坯料的中部就會(huì)開(kāi)始彎曲(坯料變彎，則鐓粗就不能進(jìn)行)，此時(shí)利用液壓機(jī)的上、下半圓式保護(hù)模具的預(yù)設(shè)園形弧面(比毛坯棒料直徑大一些)實(shí)施上下垂直的保護(hù)力，限制毛坯棒料在鐓粗過(guò)程中變彎。工藝設(shè)計(jì)上、下半圓式保護(hù)模具通過(guò)液壓系統(tǒng)提供保壓延時(shí)(保壓0. 5-1分鐘)，上下保護(hù)模具起著保護(hù)坯料能夠正常的由長(zhǎng)徑比1 5逐漸過(guò)渡到1 2.5以下(上、下半圓式保護(hù)模具的保護(hù)長(zhǎng)度約占鐓粗坯料長(zhǎng)度的1/4)保護(hù)的位置是車(chē)輪鐓粗坯料長(zhǎng)度的1/2處，即上、 下半圓式保護(hù)模具所在的位置就是長(zhǎng)徑比小于1 2. 5的位置。工藝的關(guān)鍵之處在于坯料鍛鐓的長(zhǎng)徑比可以達(dá)到1 5，再由長(zhǎng)徑比1 5逐漸過(guò)渡到1 2. 5以下，才能保證火車(chē)輪軸的單個(gè)車(chē)輪能一火鍛壓成型。上、下半圓式保護(hù)模具的液壓鎖?？刂撇捎贸Ｒ?guī)的液壓設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在液壓油缸進(jìn)液排液的回路中用插裝閥控制；同時(shí)，在回路中進(jìn)排液口用兩個(gè)液控單向閥鎖住，經(jīng)過(guò)兩個(gè)措施即可保證上下彎曲模進(jìn)出油口不漏油，從而保證在保壓0. 5-1 分鐘期間不掉壓，通過(guò)溢流閥調(diào)定閾值壓力，超過(guò)閾值壓力，溢流閥工作，保證系統(tǒng)安全，保證液壓鎖模安全可靠。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種一體式火車(chē)輪軸，主要由車(chē)軸和左右車(chē)輪構(gòu)成，其特征是所述車(chē)軸和左右車(chē)輪由兩端的支承軸、左右車(chē)輪及左右車(chē)輪之間的連接軸鍛鐓連接成一體輪軸。
2.一種鐓鍛一體式火車(chē)輪軸的鍛鐓液壓機(jī)，其特征是主要由上、下半圓式保護(hù)模具、 上、下垂直保護(hù)油缸、鐓鍛油缸、下橫梁、活動(dòng)梁、左右上功能箱、左右下功能箱、左右下功能箱移動(dòng)缸、活動(dòng)工作臺(tái)構(gòu)成，所述鐓鍛油缸與活動(dòng)梁上部固接，所述活動(dòng)梁兩側(cè)下部分別通過(guò)對(duì)稱(chēng)的增力臂桿與左右上功能箱固接，所述下垂直保護(hù)油缸與下橫梁的中心部位固接， 所述下垂直保護(hù)油缸的活塞頂端固接有連接母，所述連接母上端徑向設(shè)有T形通槽，所述連接母的T形通槽與連接下半圓式保護(hù)模具的頂模桿下端的T形塊插接。
3.一種鐓鍛一體式火車(chē)輪軸的加工方法，其特征是所述一體式火車(chē)輪軸采用鍛鐓液壓機(jī)，對(duì)階梯車(chē)軸坯料實(shí)施上下的垂直保護(hù)力和左右水平相向方向的鍛鐓增力，進(jìn)行兩火一體鐓鍛成形的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐓鍛一體式火車(chē)輪軸的加工方法，其特征是所述鐓鍛一體成形的具體加工工藝步驟如下一、坯料制造按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)鍛造出由ab，cd段車(chē)輪鐓粗部分，be段連接軸部分，ed,df 段支承軸部分五段構(gòu)成的階梯車(chē)軸坯料；二、鍛鐓模具的安裝鍛鐓液壓機(jī)的上、下垂直保護(hù)油缸的活塞頂端分別通過(guò)頂模桿與半圓式保護(hù)模具連接；鍛鐓液壓機(jī)活動(dòng)工作臺(tái)上的左下功能箱內(nèi)放置下半只鍛鐓凹模，對(duì)應(yīng)的左上功能箱內(nèi)放置上半只鍛鐓凹模，右下功能箱內(nèi)置有下半只鍛鐓凸模，對(duì)應(yīng)的右上功能箱內(nèi)置有上半只鍛鐓凸模，鍛鐓凹凸模具外側(cè)分別固接固定塊，右上下功能箱內(nèi)對(duì)應(yīng)階梯車(chē)軸坯料be段連接軸的位置設(shè)置支撐塊；三、第一火鍛鐓車(chē)輪.1、將階梯車(chē)軸坯料的ab段車(chē)輪鐓粗部分置于中頻加熱爐中局部加熱，加熱溫度 IlOO0C -1250°C，將加熱后的階梯車(chē)軸坯料吊裝到左、右下功能箱內(nèi)的凹凸模具之間位置；.2、第一火鍛鐓左車(chē)輪啟動(dòng)鍛鐓液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，上、下半圓式保護(hù)模具分別通過(guò)上、下垂直保護(hù)油缸，同時(shí)向階梯車(chē)軸坯料中心運(yùn)動(dòng)，上、下半圓式保護(hù)模具運(yùn)動(dòng)到階梯車(chē)軸坯料的be段連接軸部分，對(duì)其進(jìn)行局部夾持，形成上下垂直保護(hù)力；同時(shí)，鍛鐓液壓機(jī)的鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁帶動(dòng)左、右上功能箱向下運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)四組增力臂桿產(chǎn)生向液壓機(jī)中心移動(dòng)的相向、對(duì)稱(chēng)水平增力，開(kāi)始鐓粗階梯車(chē)軸坯料的ab段車(chē)輪鐓粗部分；.3、上、下垂直保護(hù)油缸對(duì)鐓粗坯料中部的局部夾持力通過(guò)液壓系統(tǒng)提供保壓延時(shí)，時(shí)間為0. 5-1分鐘，保壓至鐓粗工序進(jìn)行到1/3行程時(shí)，上、下垂直保護(hù)油缸帶動(dòng)保護(hù)模具各自退出；鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁繼續(xù)下行，達(dá)到指定位置，使凹凸模具壓合，鍛鐓左車(chē)輪完全成形，即完成第一火鍛鐓左車(chē)輪工序；四、第二火鍛鐓車(chē)輪.1、將階梯車(chē)軸坯料的cd段車(chē)輪鐓粗部分置于中頻加熱爐中局部加熱，加熱溫度 Iioo0C -1250°C，將加熱后的階梯車(chē)軸坯料吊裝到左、右下功能箱內(nèi)的凹凸模具之間位置；.2、第二火鍛鐓右車(chē)輪啟動(dòng)鍛鐓液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，上、下半圓式保護(hù)模具分別通過(guò)上、下垂直保護(hù)油缸，同時(shí)向階梯車(chē)軸坯料中心運(yùn)動(dòng)，上、下半圓式保護(hù)模具運(yùn)動(dòng)到階梯車(chē)軸坯料的be段連接軸部分，對(duì)其進(jìn)行局部夾持，形成上下垂直保護(hù)力；同時(shí)，鍛鐓液壓機(jī)的鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁帶動(dòng)左、右上功能箱向下運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)四組增力臂桿產(chǎn)生向液壓機(jī)中心移動(dòng)的相向、對(duì)稱(chēng)水平增力，開(kāi)始鐓粗階梯車(chē)軸坯料的Cd段車(chē)輪鐓粗部分；3、上、下垂直保護(hù)油缸對(duì)鐓粗坯料中部的局部夾持力通過(guò)液壓系統(tǒng)提供保壓延時(shí)，時(shí)間為0. 5-1分鐘，保壓至鐓粗工序進(jìn)行到1/3行程時(shí)，上、下垂直保護(hù)油缸帶動(dòng)保護(hù)模具各自退出；鐓鍛油缸推動(dòng)活動(dòng)梁繼續(xù)下行，達(dá)到指定位置，使凹凸模具壓合，鍛鐓右車(chē)輪完全成形，即完成第二火鐓粗右車(chē)輪工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一體式火車(chē)輪軸及其制造鍛鐓液壓機(jī)和加工方法，主要由車(chē)軸和左右車(chē)輪構(gòu)成，其特征是所述車(chē)軸和左右車(chē)輪由兩端的支承軸、左右車(chē)輪及左右車(chē)輪之間的連接軸鍛鐓連接成一體輪軸。其加工方法所述一體式火車(chē)輪軸采用鍛鐓液壓機(jī)，對(duì)階梯車(chē)軸坯料實(shí)施上下的垂直保護(hù)力和左右水平相向方向的鍛鐓增力，進(jìn)行兩火一體鐓鍛成形的方法。有益效果采用防彎的垂直保護(hù)力，徹底打破了傳統(tǒng)的長(zhǎng)徑比1∶2.5的原則，滿(mǎn)足了長(zhǎng)徑比1∶5逐漸過(guò)渡到1∶2.5的一體式火車(chē)輪軸鐓鍛工藝要求，僅用兩火(6分鐘)，即可鐓鍛成一根整體動(dòng)車(chē)火車(chē)輪軸。
文檔編號(hào)B21J5/08GK102189211SQ201110078959
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者王龍海, 蘆春林 申請(qǐng)人:滄州林海通用機(jī)械制造有限責(zé)任公司