一种双轮缘行走轮的制造方法及其制造设备的制造方法_2

文档序号:8308905阅读:来源:国知局
的烧损,得出所需的下料重量;对轮坯进行切割,而后将其放置 在加热炉中;第二步,预成型,准确计算轮毂、轮辋的金属体积,预成型工步预先分配轮毂、 轮辋的金属体积,合理分配轮毂、轮辋的金属体积,计算金属流动半径,即模锻时存在金属 流动分流面,分流面内侧金属流向轮毂,外侧金属流向轮辋;第三步,成型,形状合理的预成 型坯在成型压力机上锻压成形,获得成型坯;第四步,乳制,将双轮缘行走轮轮坯在9辊立 式车轮轧机上辗轧,其作用是对模锻后的成型坯进行扩径成形,使辐板延展,并完成轮辋内 径、轮辋内外侧面、外径中部踏面和双轮缘部位的精确成形;第五步,冲孔和平整,将辗轧后 的走轮坯运送到压弯压力机,对轮毂孔的连皮进行冲孔,而后再放置在一套专用的模具中 对轮辋和辐板进行平整,以消除走轮坯在轧制过程中出现的轻微扭曲。
[0031] 所述烧损的烧损率按3. 5%计算;所述对轮坯进行切割采用专用的切割机床或大 型的圆盘锯;所述放置在加热炉中的加热时间大于等于5小时。所述立式车轮轧机上共有 9个轧辊,分别为主辊2、左辐板辊4、右辐板辊4、上定心辊3、下定心辊3、左轧边斜辊、右轧 边斜辊、左导向辊和右导向辊。所述9个轧辊中参与齿轮坯辗轧变形的只有3个,分别是主 辊2、左辐板辊4和右辐板辊4 ;其余6个轧辊不参与工件变形,只是起到保持辗轧过程的稳 定作用,分别是上定心辊3、下定心辊3、左轧边斜辊、右轧边斜辊、左导向辊和右导向辊。所 述平整工艺后,将走轮坯运送到链式冷床上冷却,至此完成双轮缘行走轮轮坯的辗轧成形 过程。
[0032] 一种双轮缘行走轮的制造设备,包括立式车轮轧机,所述立式车轮轧机共有9个 轧辊,分别为主辊2、左辐板辊4、右辐板辊4、定心辊3、下定心辊3、左轧边斜辊、右轧边斜 辊、左导向辊和右导向辊。所述主辊2、左辐板辊4和右辐板辊4等3个工具参与齿轮坯辗 乳变形;所述上定心棍3、下定心棍3、左乳边斜棍、右乳边斜棍、左导向棍和右导向棍等6个 工具起到保持辗轧过程的稳定作用。所述主辊2由凸台5和边槽6组成,所述凸台5设有 角度α,所述角度α为1-3°,倾向成型坯外侧面;所述主辊2两侧设计边槽6,所述边槽 6呈锲形。所述上定心辊3、下定心辊3均设有托台7和托肩8 ;所述托台7高度大于主辊2 边槽6深度。所述左辐板辊4和右辐板辊4均设有固定角度9及圆弧10 ;所述固定角度9 设置8-15°,与成品行走轮对应,兼顾辗轧时辋面不产生折叠;所述圆弧10大小对应成品 行走轮部位,确保余量均匀。
[0033] 本发明涉及一种辗轧双轮缘行走轮的轧辊,应用在立式车轮轧机上,可辗轧系列 双轮缘行走轮。本发明方式生产轮坯形状接近成品净形,轮坯尖角充型饱满,表面质量好, 各向余量均匀,机械切削加工余量大为降低,相对模锻制造方式能节约原材料20%以上。用 本发明方法生产的双轮缘行走轮坯1直径范围有Φ700-Φ1200_。
[0034] 本发明所提供的一套辗轧双轮缘行走轮的轧辊应用在压力机+立式车轮轧机机 组上,生产双轮缘行走轮坯1的热成形方法是建立在火车车轮的生产制造工艺基础上的, 因此行走轮热成形工艺设备就是使用火车车轮的生产工艺设备。
[0035] 该成形工艺流程包括坯料的切割及加热、预成型、成型、乳制、冲孔和平整等步骤。 本发明公开了一种辗轧双轮缘行走轮的轧辊,包括:主辊2、两个定心辊3、两个辐板辊4。本 发明提供的一种辗轧双轮缘行走轮的轧辊应用在立式车轮轧机上,可辗轧系列双轮缘行走 轮,改变轧辊形状参数,能生产不同外径、内径和厚度的双轮缘行走轮,该套轧辊结构合理, 使用方便。设计一套轧辊,在立式轧机上建立双轮缘行走轮坯1稳定轧制状态,获得内外径 轮辋面尖角处及双轮缘充满良好的行走轮坯。
[0036] 具体的工序如下:
[0037] 坯料的切割及加热
[0038] 由行走轮成品留出加工余量,得到双轮缘行走轮轮还形状,本发明所述的双轮缘 行走轮坯1的结构示意图如图1。
[0039] 根据轮坯的重量,加上轮毂孔的冲孔冲块以及加热的烧损(烧损率按3. 5% ),得 出所需的下料重量。
[0040] 采用专用的切割机床或大型的圆盘锯对圆形的钢锭或连铸坯进行切割。
[0041] 而后将其放置在加热炉中,加热时间不低于5小时即可出炉。
[0042] 预成型:
[0043] 预成型工步起到预先分配轮毂、轮辋的金属体积的作用,这点在大直径行走轮轮 坯热成形时尤为重要。压力机模锻时是以静压力来锻压的,并且压力机是以一次行程完成 终锻工步,因而金属易于沿水平方向流动,而不易于去填充上下型腔。
[0044] 合理分配轮毂、轮辋的金属体积,计算金属流动半径,即模锻时存在金属流动分流 面,分流面内侧金属流向轮毂,外侧金属流向轮辋。由于成型工步压力机能力的制约,当轮 毂提前过充满时,模具很难再压下,往往导致辐板增厚,轮辋金属量欠缺,导致外径过小;反 之导致轮毂内侧面欠充满。
[0045] 成型
[0046] 形状合理的预成型坯在成型压力机上锻压成形,获得成型坯。走轮坯的轮毂和压 制辐板达到终净形要求,轮辋金属分配合理,利于后步轧制时走轮坯踏面及双轮缘的形成。 该工步受到压力机能力的约束,是辗轧双轮缘行走轮轮坯热成形机组能力匹配的关键工 步。合理设计成型工艺,既要有利于成型压力机顺利压下,达到工艺设定值,又要有利于走 轮坯在立式轧机上稳定轧制成形,得到完好的轮辋及轮缘外径尺寸。
[0047] 轧制
[0048] 双轮缘行走轮轮坯在9辊立式车轮轧机上辗轧,其作用是对模锻后的成型坯进行 扩径成形,使辐板延展,并完成轮辋内径、轮辋内外侧面、外径中部踏面和双轮缘部位的精 确成形。本发明所涉及轧辊应用在该工步。
[0049] 立式车轮轧机上共有9个轧辊。参与齿轮坯辗轧变形的只有3个工具,它们是主 辊2、左辐板辊4和右辐板辊4。其余6个轧辊不参与工件变形,只是起到保持辗轧过程的 稳定作用,它们是上定心辊3、下定心辊3、左轧边斜辊、右轧边斜辊、左导向辊和右导向辊。 本发明涉及主辊2、左辐板辊4、右辐板辊4、上定心辊3和下定心辊3,其余主辊2形状同火 车轮生产常规模具。立式车轮轧机辗轧双轮缘行走轮轮坯示意图如附图2。
[0050] 变形过程中工件受力复杂,稳定轧制变形时左、右辐板辊4位置固定,其余各辊随 着工件辗轧扩径作相对运动。辗轧过程工件旋转几十圈,相当于多道次轧制。根据走轮坯 净形推导出轧制坯形状,设计主辊2、左辐板辊4、右辐板辊4、上定心辊3和下定心辊3。由 于走轮坯轮辋部位具有对称性,故左辐板辊4和右辐板辊4相同,上定心辊3和下定心辊3 相同。
[0051] 所述主辊2由凸台5和边槽6组成。凸台5设有角度α,大小1-3°,倾向成型坯 外侧面,利于金属流向该侧轮缘处。主辊2两侧设计边槽6,边槽6呈锲形,是双轮缘产生的 直接部位,设置圆弧10和斜度,保证轮缘成形时金属充满流畅,不产生折叠及缺肉等缺陷。 图3为本发明所述的主辊2的结构示意图。
[0052] 所述两个定心辊3设计有托台7和托肩8。托台7高度大于主辊2边槽6深度,辗 轧成形时,确保托台7与走轮坯踏面接触,而托肩8不接触轮缘顶端。图
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