[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

说明书

本发明属于金属塑性成形技术领域，特别涉及一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具及其成形方法。所述组合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；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。该方法大幅度的减小了楔横轧模具和轧机的尺寸及重量，降低了轧机载荷，显著地降低模具成本。适用于实现楔横轧铁道车辆车轴的成形问题。

技术领域

本发明属于金属塑性成形技术领域，特别涉及一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具及其成形方法。

背景技术

车轴是铁道车辆的关键零部件，随着铁路网建设规模的不断增加，车轴市场需求量很大。楔横轧是一种绿色先进的近净成形技术，在成形轴类零件上得到了广泛的应用。作为大批量的轴类零件，铁道车辆车轴采用楔横轧近净成形技术生产，与原锻造比较，具有高效、节材和环境友好等优点。但是铁道车辆车轴是直径大于Φ190mm,长度大于2200mm超大型轴类零件，采用一副模具单楔一次成形，模具直径需要Φ3400mm以上，设备庞大；而采用一副模具多楔一次成形，虽然模具直径减小，但设备负荷是单楔的倍数级增加，模具制造和调试难度都非常大。所以采用一副模具成形铁道车辆车轴设备庞大，实施困难。综上，针对以上缺点，需要提供一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具及其成形方法，所述成形方法在第一副楔横轧轴身通用模具上，通过调整模具中心距的方法实现不同直径车轴轴身的成形；在第二副楔横轧车轴台阶成形专用模具上，采用带有不同车轴台阶孔型的模具，将车轴台阶和两侧其余部分轧制成形，从而通过两副模具组合将整个车轴轧制成形。该方法大幅度的减小了楔横轧模具和轧机的尺寸及重量，降低了轧机载荷，显著地降低模具成本。适用于实现楔横轧铁道车辆车轴的成形问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种铁道车辆车轴的楔横轧组合模具，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，不同车轴可共用该模具；

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；

所述楔横轧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。

进一步地，所述轴身通用模具不包含孔型，对于不同车轴通过调整模具中心距的方法实现不同直径车轴轴身的成形。

进一步地，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。

进一步地，所述轴身通用模具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。

进一步地，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。

进一步地，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的轴身通用模具的成形角α1和展宽角β1。

进一步地，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。

进一步地，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。