[发明专利]一种轨道车辆用车轴的辊式成形模具及成形工艺

说明书

本发明涉及一种轨道车辆用车轴的辊式成形模具及成形工艺，属于塑性成形技术领域，解决轨道车辆用车轴塑性成形效率低、质量无法保证的技术问题，解决方案为：设计双夹持引导装置，保证了车轴在成形过程中不发生扭转或弯曲；通过两两接触、内设凹槽的成形辊轮作为成形模具，成形辊轮接触部位设计异形金属导流槽，避免金属流入辊缝形成薄飞边，影响成形质量，第一道次预成形过程中由金属导流槽产生的钝角飞边，可由第二道次反向整形成形消除，解决了凹槽中心处金属流动困难的问题。本发明为多辊成形，可以有效改善坯料金属在辊轮凹槽中心部位处流动困难的问题，有效降低了辊轮所受的载荷，可以提高设备使用寿命。

技术领域

本发明属于塑性成形技术领域，具体涉及的是一种轨道车辆用车轴的辊式成形模具及成形工艺。

背景技术

目前，轨道车辆用车轴的生产主要采用径向锻造工艺（即精锻）及下拉式快锻工艺，涉及到车轴辊锻工艺的有四道次掉头辊锻法，但是存在以下不足：

（1）辊锻次数多，生产效率低，且难以控制每次辊锻的精度，容易发生台阶错位；

（2）辊锻过程中由于没有导向控制，轴坯在成形过程中易发生扭转和弯曲的情况；

（3）金属在成形过程中容易挤入辊缝，产生飞边、毛刺，在后续的成形中易产生折叠缺陷，影响后续加工，进而影响车轴质量。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，解决轨道车辆用车轴塑性成形效率低、质量无法保证的技术问题，本发明提供一种轨道车辆用车轴的辊式成形模具及成形工艺。

本发明的设计构思：设计双夹持引导装置，保证了车轴在成形过程中不发生扭转或弯曲；通过三个两两接触、内设凹槽的辊轮作为成形模具，辊轮接触部位设计异形金属导流槽，避免金属流入辊缝形成薄飞边，影响成形质量，第一道次成形过程中由金属导流槽产生的钝角飞边，可由第二道次反向整形消除。此设计优化了辊锻成形设备，解决了凹槽中心处金属流动困难的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种轨道车辆用车轴的辊式成形模具，它包括沿圆周方向均布置的至少三个成形辊轮，若干成形辊轮两两接触，其中：若干成形辊轮的外圆面围成成形腔，相邻成形辊轮边缘的接触位置处设置导流槽，导流槽开口的夹角为51°~53°；在所述成形辊轮的外圆面上设置基准定位凸台，基准定位凸台的一端设置用于成形第一轴颈的L1´凹槽，基准定位凸台的另一端设置用于成形第二轴颈的L7´凹槽，基准定位凸台相对的外圆面上设置用于成形轴身的L4´凹槽，L4´凹槽的一端设置用于成形第一轮座的L3´凹槽，L4´凹槽的另一端设置用于成形第二轮座的L5´凹槽，L1´凹槽与L3´凹槽之间设置用于成形第一防尘座的L2´凹槽，L7´凹槽与L5´凹槽之间设置用于成形第二防尘座的L6´凹槽；

成形辊轮上所述L1´凹槽、L2´凹槽、L3´凹槽、L4´凹槽、L5´凹槽、L6´凹槽与L7´凹槽各段的弧长为轨道车辆用车轴对应段设计长度尺寸的0.85倍~0.9倍；L1´凹槽与L2´凹槽的连接位置处、L2´凹槽与L3´凹槽的连接位置处、L3´凹槽、L5´凹槽分别与L4´凹槽的连接位置处、L5´凹槽与L6´凹槽的连接位置处、L6´凹槽与L7´凹槽的连接位置处分别通过用于成形轴肩的凹槽过渡连接。

进一步地，所述导流槽开口位置处的边缘与成形辊轮的成形面之间采用圆弧过度连接，圆弧半径为15mm；导流槽底部相邻成形辊轮边缘的接触位置处采用圆弧过度连接，圆弧半径为5.4mm。

进一步地，所述L1´凹槽、L2´凹槽、L3´凹槽、L4´凹槽、L5´凹槽、L6´凹槽与L7´凹槽的内壁上刻蚀周向防滑细纹。

一种采用上述轨道车辆用车轴的辊式成形模具的成形工艺，包括以下步骤：

S1、在所述辊式成形模具的两侧分别设置A夹持设备和B夹持设备，上下料机械手将车轴坯料送至A夹持设备位置处，A夹持设备的夹爪固定车轴坯料的一端，沿轴线方向送入辊式成形模具中，并且使车轴坯料送入L7´凹槽中；

S2、预成形，包括以下步骤：