[发明专利]一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具及其成形方法

权利要求书

1.一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具，其特征在于，所述模具包括：

轴身通用模具，用于轧制成形车轴的轴身部分，不同车轴能够共用该轴身通用模具，所述轴身通用模具不包含车轴台阶孔型，对于不同车轴通过调整轴身通用模具中心距的方法实现不同直径车轴轴身的成形；所述轴身通用模具的模具楔由顶面高度H相同的成形段和精整段组成，所述轴身通用模具成形段通过模具楔将车轴由原始直径D0轧制到轴身直径D1，楔的展宽长度M1L1，其中L1为车轴轴身长度；

台阶成形专用模具，根据不同车轴台阶形状及尺寸确定模具孔型，用于将车轴的台阶形状和两侧其余部分轧制成形，所述台阶成形专用模具包含车轴的全部台阶孔型，将剩余轴身、轮座、轴径及其间台阶轧制成形，保证车轴成形的轴向尺寸精度，

所述轴身通用模具和台阶成形专用模具组合，将整个铁道车辆车轴轧制成形。

2.根据权利要求1所述的一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具，其特征在于，所述轴身通用模具的精整段倾角即为成形轧件的斜台阶倾角，与成形段的成形角α1相等。

3.根据权利要求1所述的一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具，其特征在于，所述台阶成形专用模具的模具楔顶面高度和轴向位置变化与所包含的全部台阶孔型匹配，台阶成形专用模具上剩余轴身成形部分的成形角和展宽角等于轴身通用模具的成形角α1和展宽角β1。

4.根据权利要求1所述的一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具，其特征在于，所述轴身通用模具和台阶成形专用模具采用W×L标准块拼块的方式，模具块沿成形楔布置；

所述台阶成形专用模具的模具块中间安装定位键，用于抵消轧制成形过程中轧件对模具产生的轴向力。

5.根据权利要求1所述的一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具，其特征在于，所述模具轴身部分的成形角α1角度为30°-45°，展宽角β1角度为6.0°-8.5°；台阶成形专用模具外台阶轴段的成形角α2角度为27°-42°，展宽角β2角度为8°-11.5°。

6.根据权利要求1所述的一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具，其特征在于，所述轴身通用模具和台阶成形专用模具能够安装在两台电机独立驱动的楔横轧机并联机组或一台电机集中驱动的楔横轧机串联机组。

7.一种采用权利要求1～6任一项所述的铁道车辆车轴的楔横轧组合模具的成形方法，其特征在于，所述成形方法包括以下步骤：

S1，根据所轧铁道车辆车轴的轴身直径，调整轴身通用模具的中心距，使上下模具的距离与车轴轴身直径对应相等；

S2，将原始轧件加热到轧制温度，送入轴身通用模具之间，所述原始轧件在所述轴身通用模具的带动下旋转，车轴的大部分轴身被轧制成形，形成中间轧件，所述中间轧件两侧为倾角等于模具成形角的斜台阶形状，轧制长度M1L1,其中L1为车轴轴身长度；

S3，将所述中间轧件送入台阶成形专用模具之间，中间轧件在所述台阶成形专用模具的带动下旋转，成形楔从轧件斜台阶处展开，车轴台阶和两侧其余部分轧制成形，轧制长度为2×M2，等于(L0-M1)，其中L0为车轴总长，两次轧制之后，整个铁道车辆车轴轧制成形。