專利名稱：高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝，是加熱工件用模具鍛造加工高速機(jī)車空心錐軸的工藝方法。
背景技術(shù)：
高速機(jī)車空心軸是轉(zhuǎn)向架部分的重要零件，其性能好壞直接影響機(jī)車的行駛安全，該軸是變截面空心軸類鍛件，兩端都帶有法蘭凸臺，其中一端與傳動盤聯(lián)接，另一端與三爪盤聯(lián)接。如采用分別加工錐軸身和法蘭再將錐軸身和法蘭焊接，得到的空心錐軸的金屬纖維是不連續(xù)和不流暢的，必然造成有害的內(nèi)應(yīng)力和強(qiáng)度比較低等問題，其性能好壞直接影響機(jī)車的行駛安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是解決高速機(jī)車空心錐軸金屬纖維不連續(xù)、不流暢的技術(shù)問題，提供一種高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝。
為了解決上述問題，本發(fā)明的高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝，按照空心錐軸和變截面法蘭用料體積及鍛造燒損用料的總體積下料，其特征在于選擇內(nèi)徑與錐軸身最大內(nèi)徑相當(dāng)并且外徑大于錐軸端法蘭外徑的鋼管材料，型砧模上模與錘頭固定，下模與錘座固定，對鋼管原材料加熱后將錐芯模放入已加熱的無縫鋼管的孔內(nèi)，將裝有型砧的自由鍛錘對加熱鋼管材料進(jìn)行拔長，對法蘭端拔長和錐軸身拔長、定型相互交替進(jìn)行。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有優(yōu)點(diǎn)如下鍛造工藝合理，對軸的性能大大提高，采用全纖維鍛造工藝鍛造變截面空心軸是一種行之有效的方法，它使空心軸從法蘭到軸身金屬纖維連續(xù)分布，大大提高了軸的力學(xué)性能；錐形芯模不但控制了空心軸壁厚的均勻性，而且可以控制大端法蘭端面，更主要是這樣鍛造的空心軸的內(nèi)孔完全還可以作為機(jī)械加工的定位孔，保證空心軸外表加工的可靠準(zhǔn)確性。


附圖表示了本發(fā)明高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝的鍛件原材料結(jié)構(gòu)圖和鍛造過程半成品與芯模結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1為鍛件原材料下料的結(jié)構(gòu)圖，圖2為鍛造過程半成品與模具芯模結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為鍛造過程使用的芯模的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為鍛造成的高速機(jī)車空心錐軸的結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合附圖的實(shí)例進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例這種本發(fā)明高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝是如附圖表示的。該工藝的是(1)選擇與錐度軸身內(nèi)徑大徑相當(dāng)并大于法蘭端外徑的熱軋無縫鋼管材料為鍛件原材料，按照錐度空心軸和變截面法蘭用料以及考慮鍛造燒損率等工藝用料總體積下料，下料在帶鋸機(jī)進(jìn)行，下料簡圖見圖1；(2)鍛造設(shè)備可以選擇蒸—空自由鍛錘，但需要設(shè)計(jì)合理的模具，也就是說采用在自由鍛錘上半固定模鍛的方法進(jìn)行鍛造，型砧模上模與錘頭固定，下模與錘座固定，另外還需要設(shè)計(jì)并制作一個(gè)錐形芯模，其內(nèi)孔錐度要與空心軸的內(nèi)孔錐度一致；(3)對鋼管原材料加熱，用鍛造裝取料機(jī)夾持坯料送入鍛錘的下模上，鍛造操作機(jī)夾持芯軸并插入加熱坯料的內(nèi)孔中，然后開動鍛錘對空心軸進(jìn)行拔長鍛造；(4)上下模具中部錐體部分交替鍛壓錐體空心軸的外形，芯模的外徑控制內(nèi)孔尺寸，芯模大端凸臺控制空心軸的長度尺寸，上下模具左部交替鍛壓拔長軸的左端法蘭，上下模具右部交替鍛壓拔長軸的右端法蘭，(5)空心軸鍛造完成后放在空氣中進(jìn)行冷卻。錐形芯模不但控制了空心軸壁厚的均勻性，而且可以控制大端法蘭端面，這樣鍛造的空心軸的內(nèi)孔還可以作為機(jī)械加工的定位孔。操作過程如下對鋼管原材料加熱，用鍛造裝取料機(jī)夾持坯料送入鍛錘的下模上，鍛造操作機(jī)夾持芯軸并插入加熱坯料的內(nèi)孔中，然后開動鍛錘對空心軸進(jìn)行拔長鍛造。鍛造時(shí)，鍛造操作機(jī)與鍛錘要協(xié)調(diào)動作，上下模具控制空心軸的外形與尺寸，芯軸的外徑控制內(nèi)孔尺寸，芯軸大端凸臺控制空心軸的長度尺寸，同時(shí)拔長過程要控制好法蘭端的尺寸，以防超差，法蘭端要輕打并摔圓，采用錐度軸身拔長-----法蘭端拔長、定型相互交替的工藝進(jìn)行，其簡圖見圖2。(3)空心軸鍛造完成后放在空氣中進(jìn)行冷卻，見圖4。
權(quán)利要求
1.一種高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝，按照空心錐軸和變截面法蘭用料體積及鍛造燒損用料的總體積下料，其特征在于選擇內(nèi)徑與錐軸身最大內(nèi)徑相當(dāng)并且外徑大于錐軸端法蘭外徑的鋼管材料，型砧模上模與錘頭固定，下模與錘座固定，對鋼管原材料加熱后將錐芯模放入已加熱的無縫鋼管的孔內(nèi)，將裝有型砧的自由鍛錘對加熱鋼管材料進(jìn)行拔長，對法蘭端拔長和錐軸身拔長、定型相互交替進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所說的高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝，其特征在于(1)選擇與錐度軸身內(nèi)徑大徑相當(dāng)并大于法蘭端外徑的熱軋無縫鋼管材料為鍛件原材料，按照錐度空心軸和變截面法蘭用料以及考慮鍛造燒損率等工藝用料總體積下料，下料在帶鋸機(jī)進(jìn)行；(2)鍛造設(shè)備可以選擇蒸-空自由鍛錘，但需要設(shè)計(jì)合理的模具，也就是說采用在自由鍛錘上半固定模鍛的方法進(jìn)行鍛造，型砧模上模與錘頭固定，下模與錘座固定，另外還需要設(shè)計(jì)并制作一個(gè)錐形芯模，其內(nèi)孔錐度要與空心軸的內(nèi)孔錐度一致；(3)對鋼管原材料加熱，用鍛造裝取料機(jī)夾持坯料送入鍛錘的下模上，鍛造操作機(jī)夾持芯軸并插入加熱坯料的內(nèi)孔中，然后開動鍛錘對空心軸進(jìn)行拔長鍛造；(4)上下模具中部錐體部分交替鍛壓錐體空心軸的外形，芯模的外徑控制內(nèi)孔尺寸，芯模大端凸臺控制空心軸的長度尺寸，上下模具左部交替鍛壓拔長軸的左端法蘭，上下模具右部交替鍛壓拔長軸的右端法蘭，(5)空心軸鍛造完成后放在空氣中進(jìn)行冷卻。
全文摘要
高速機(jī)車空心錐軸全纖維鍛造工藝，按空心錐軸和變截面法蘭用料體積及鍛造燒損用料的總體積下料，選擇內(nèi)徑與錐軸身最大內(nèi)徑相當(dāng)并且外徑大于錐軸端法蘭外徑的鋼管材料，型砧模上模與錘頭固定，下模與錘座固定，將錐芯模放入已加熱的無縫鋼管的孔內(nèi)，將裝有型砧的自由鍛錘對加熱鋼管材料進(jìn)行拔長，對法蘭端拔長和錐軸身拔長、定型相互交替進(jìn)行。金屬纖維連續(xù)分布，大大提高了軸的力學(xué)性能；芯?？刂屏溯S壁厚和大端法蘭端面，內(nèi)孔保證機(jī)械加工外表的可靠準(zhǔn)確性。
文檔編號B21J7/38GK1872447SQ20051004659
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
發(fā)明者趙益民 申請人:大連大學(xué)