轨道列车钢质锻造轮装制动盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轨道列车钢质锻造轮装制动盘，属于制动盘技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，我国所需的高速轨道列车钢质锻造制动盘仍是进口为主。随着我国高速列车应用的推广，要摆脱进口现状，更好地满足各种轨道列车新造与检修的需要，所以钢质锻造制动盘国产化十分必要，这也符合铁路总公司关于基础制动系统实施国产化的要求。
[0003]随着列车速度的提高，对制动装置及制动材料的耐磨性能、耐热裂性能、疲劳性能和摩擦性能等提出了更高的要求，原先的低合金铸铁制动盘摩擦面在使用过程中容易出现热裂纹，蠕墨铸铁制动盘的耐磨性能不够理想，满足不了高速轨道列车制动盘强度高、寿命长的要求。铸钢制动盘由于导热系数和热容量较小、膨胀系数较大，在使用过程中摩擦面容易出现沟槽、皱折及细网状裂纹，局部摩擦表面甚至还会产生熔化，以“鱼鳞状”金属镶嵌入闸片中，大大加剧制动盘与闸片的磨损，使得铸钢制动盘寿命较短。而且铸钢材质的铸造性能较差，易在制动盘的筋板处产生铸造裂纹缺陷，铸钢制动盘的制造工艺难度较大，批量生产时质量较难控制。因此，铸铁、铸钢制动盘已经满足不了高速列车制动盘强度高、寿命长的要求。研制钢质锻造制动盘以代替铸铁、铸钢制动盘，提尚制动盘的耐磨性能、疲劳性能及耐热裂性能，确保高速轨道列车运输的可靠性、安全性，已经成为亟需解决的技术难题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有轨道列车制动盘存在的上述缺陷，提出了一种轨道列车钢质锻造轮装制动盘，其解决了钢质锻造制动盘导热系数和热容量较小、膨胀系数较大、强度低、寿命短等难题，实现了钢质锻造轮装制动盘的强度提高和寿命延长。
[0005]本实用新型是采用以下的技术方案实现的:一种轨道列车钢质锻造轮装制动盘，包括环形盘体，盘体设有散热筋面和摩擦面，盘体上均匀分布有若干安装孔，安装孔设置于散热筋上，若干安装孔的孔心围成的圆形与盘体同心设置，盘体的散热筋面包括呈辐射状排布的散热筋，散热筋剖面设置有至少一个凹槽。
[0006]进一步的，散热筋间断或者连续设置。
[0007]进一步的，相邻散热筋相互交汇或者不相交设置。
[0008]本实用新型所述的轨道列车钢质锻造轮装制动盘的精密成形方法，包括如下步骤:
[0009]步骤一、下料:根据产品型号，将相应规格圆钢通过剪切设备或锯床得到设定长度的坯料；
[0010]步骤二、制坯:下料所得坯料采用感应加热设备加热，将毛坯在压力机上镦粗，然后将镦粗后的毛坯中心冲孔，得到设定形状尺寸的环形毛坯；
[0011]步骤三、扩孔:环形毛坯在扩孔机上扩孔，将毛坯内径尺寸扩孔至与相应型号的轮装制动盘内径尺寸相同；
[0012]步骤四、辗压成形:通过摆辗机摆辗头对扩孔后的毛坯进行连续局部辗压，使扩孔后的毛坯充满模具型腔成形；
[0013]步骤五、切边:用切边设备将内外圆多余的边料切除；
[0014]步骤六、热处理:采用淬火、回火的热处理工艺对成形后锻件进行热处理；
[0015]步骤七、机械加工:用数控加工中心将热处理后的锻件加工成成品形状及尺寸；
[0016]步骤八、动平衡校验:在自动动平衡机上对加工后的制动盘进行动平衡校验。
[0017]感应加热设备采用1250KW中频感应加热设备，采用的加热温度为1150°C ±20°C;压力机将毛坯镦粗至高度小于100mm;圆钢可以用几何形状的棒材进行替换；扩孔后的毛坯采用摆辗方式进行塑性成形；热处理工艺采用的淬火温度为910°C ±5°C，采用的回火温度为600°C ±5°C ;模具型腔采用整体式结构或组合式结构。
[0018]本实用新型的有益效果是:
[0019](1)本实用新型所述的轨道列车钢质锻造轮装制动盘，设置凹槽的散热筋散热效果更佳；
[0020](2)本实用新型所述的轨道列车钢质锻造轮装制动盘，增加散热筋和安装孔，增强力学性能，延长使用寿命；
[0021](3)本实用新型所述的轨道列车钢质锻造轮装制动盘，强度好、不易产生锻造缺陷、安全可靠，适合机车、城轨、高铁等各种型号轨道列车钢质轮装制动盘的大批量生产制造。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型制动盘的散热筋面示意图。
[0023]图2是本实用新型制动盘的摩擦面示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。一种轨道列车钢质锻造轮装制动盘，包括环形盘体，盘体设有散热筋面和摩擦面，盘体上均匀分布有若干安装孔，安装孔设置于散热筋上，若干安装孔的孔心围成的圆形与盘体同心设置，盘体的散热筋面包括呈辐射状排布的散热筋，散热筋剖面设置有至少一个凹槽。
[0025]其中，散热筋间断或者连续设置；相邻散热筋相互交汇或者不相交设置。
[0026]如图1所示，制动盘散热筋面设置有至少五种类型的散热筋，最简单的一种为直线形散热筋；其次为设置有安装孔的直线形散热筋；第三种为间断设置的直线形散热筋，只包括两端；第四种为带有弧形的散热筋，与安装孔形成的弧度相一致；第五种为一端为两条散热筋，另一端为一条散热筋的交汇式散热筋。
[0027]需要说明的是，上述五种散热筋所共有的特性是，其散热筋剖面设置有至少一个凹槽，凹槽的作用是增加散热效果和增强几何力度。本实用新型采用但不限于采用上述提及的散热筋，只要其采用的散热筋原理与本实用新型一致，也属于本实用新型的保护范围。
[0028]如图2所示，制动盘的摩擦面为设置有安装孔的平面。
[0029]本实用新型所述的轨道列车钢质锻造轮装制动盘的精密成形方法，包括如下步骤:
[0030]步骤一、下料:根据产品型号，将相应规格圆钢通过剪切设备或锯床得到设定长度的坯料；
[0031]步骤二、制坯:下料所得坯料采用感应加热设备加热，将毛坯在压力机上镦粗，然后将镦粗后的毛坯中心冲孔，得到设定形状尺寸的环形毛坯；
[0032]步骤三、扩孔:环形毛坯在扩孔机上扩孔，将毛坯内径尺寸扩孔至与相应型号的轮装制动盘内径尺寸相同；
[0033]步骤四、辗压成形:通过摆辗机摆辗头对扩孔后的毛坯进行连续局部辗压，使扩孔后的毛坯充满模具型腔成形；
[0034]步骤五、切边:用切边设备将内外圆多余的边料切除；
[0035]步骤六、热处理:采用淬火、回火的热处理工艺对成形后锻件进行热处理；
[0036]步骤七、机械加工:用数控加工中心将热处理后的锻件加工成成品形状及尺寸；
[0037]步骤八、动平衡校验:在自动动平衡机上对加工后的制动盘进行动平衡校验。
[0038]感应加热设备采用1250KW中频感应加热设备，采用的加热温度为1150°C ±20°C;压力机将毛坯镦粗至高度小于100mm;圆钢可以用几何形状的棒材进行替换；扩孔后的毛坯采用摆辗方式进行塑性成形；热处理工艺采用的淬火温度为910°C ±5°C，采用的回火温度为600°C ±5°C ;模具型腔采用整体式结构或组合式结构。
[0039]实施例一:
[0040]钢质锻造轮装制动盘盘体成形的一个实例。本实用新型的使用过程如下所述:
[0041]将直径为200mm、长度为245mm的圆钢毛坯采用的加热温度为1150°C，通过自动上料设备送至制坯设备镦粗、冲孔，然后由机器人将工件放置到自动扩孔机上进行扩孔。
[0042]扩孔后的毛坯由机器人转至摆辗机上进行摆辗操作，摆辗完成后进行切边，得到锻坯外径为650mm、锻坯内径为340mm的锻造毛坯。需要注意的是，摆辗机采用的摆辗方式是指利用一个绕中心迅速滚动的圆锥上模(摆头)对金属毛坯端面局部加压，使其逐步成形的一种回转成形工艺。本实用新型根据需要，不同制动盘摆辗模具可以加工出不同型号的制动盘。
[0043]检验合格后的锻造毛坯进行淬火、回火热处理，其中，淬火温度为910°C ±5°C，回火温度为600°C ±5°C。热处理后的锻坯在加工中心上进行加工得到制动盘，将制动盘在自动动平衡机上进行校验后，得到带有如图1所示的散热筋面和如图2所示的摩擦面的制动盘，制动盘的外径为640mm、制动盘内径为350mm。其中图1(a)是制动盘的散热筋面的主视图，图1(b)是制动盘的散热筋面的剖视图。
[0044]本实用新型强度好、不易产生锻造缺陷、安全可靠，适合机车、城轨、高铁等各种型号轨道列车钢质轮装制动盘的大批量生产制造。
[0045]当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。
【主权项】
1.一种轨道列车钢质锻造轮装制动盘，包括环形盘体，盘体设有散热筋面和摩擦面，盘体上均匀分布有若干安装孔，安装孔设置于散热筋上，其特征在于:若干安装孔的孔心围成的圆形与盘体同心设置，盘体的散热筋面包括呈辐射状排布的散热筋，散热筋剖面设置有至少一个凹槽。2.根据权利要求1所述的轨道列车钢质锻造轮装制动盘，其特征在于:散热筋间断或者连续设置。3.根据权利要求1所述的轨道列车钢质锻造轮装制动盘，其特征在于:相邻散热筋相互交汇或者不相交设置。
【专利摘要】本实用新型涉及轨道列车钢质锻造轮装制动盘，属于制动盘技术领域。其解决了钢质锻造制动盘导热系数和热容量较小、膨胀系数较大、强度低、寿命短等难题。本实用新型包括环形盘体，盘体设有散热筋面和摩擦面，盘体上均匀分布有若干安装孔，安装孔设置于散热筋上，若干安装孔的孔心围成的圆形与盘体同心设置，盘体的散热筋面包括呈辐射状排布的散热筋，散热筋剖面设置有至少一个凹槽；散热筋间断或者连续设置；相邻散热筋相互交汇或者不相交设置。本实用新型强度好、不易产生锻造缺陷、安全可靠，适合机车、城轨、高铁等各种型号轨道列车钢质轮装制动盘的大批量生产制造。
【IPC分类】F16D65/847, F16D65/12
【公开号】CN205047706
【申请号】CN201520747873
【发明人】陈庆敏, 岳岩
【申请人】青岛中天鹏锻压制造有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月24日