專利名稱：一種用于加工車軸端部凸臺的鍛壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工裝結(jié)構(gòu)，具體涉及一種加工車軸端部凸臺的鍛壓模具。
背景技術(shù)：
為了滿足鐵路貨車高速載重的要求，貨車用車軸的規(guī)格不斷提高。以澳大利亞力拓貨車為例，車軸型號從21噸重的D型和25噸重的E型一直提高到35. 7噸重的K型，車軸尺寸和重量的不斷加大，對其熱處理工藝提出了越高的要求。 車軸的制造工藝主要分為以下幾個步驟鋸切方坯-鍛造成型-熱處理。由于車軸的規(guī)格不斷加大，為了保證其性能，必須對其進(jìn)行均勻的熱處理。在傳統(tǒng)技術(shù)下，采用墊塊承托車軸將其水平放置在導(dǎo)軌上，利用電機(jī)帶動推桿上前推動導(dǎo)軌上的墊塊以將車軸水平推入天然氣加熱爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，但是由于天然氣燃燒后產(chǎn)生的高溫氣體對流加熱集中在車軸下部，易出現(xiàn)車軸上下溫度不均的陰陽面現(xiàn)象，對車軸的加熱不均，降低了車軸的性能。 為了解決對車軸的均勻加熱問題，目前已經(jīng)開始采用電加熱懸掛式熱處理。在現(xiàn)有技術(shù)下，為了實(shí)現(xiàn)對車軸的吊裝，在車軸的鍛造加工完成后，需要在車軸端部橫向鉆出通孔，然后采用承重圓銷穿入孔內(nèi)將車軸垂直吊掛，再將車軸垂直放入熱處理爐內(nèi)進(jìn)行加熱[0006] 雖然該方法解決了車軸的均勻加熱問題，但是采用穿孔的結(jié)構(gòu)吊掛車軸時存在以下幾個缺點(diǎn)一、車軸在鍛造后需增加端部橫向鉆孔工序，增加了生產(chǎn)制造成本；二、對車軸熱處理后必須將帶通孔部位切除，切下來的帶孔料只能作為廢鋼處理，導(dǎo)致了材料的浪費(fèi)；三、車軸鍛造時需要在軸頸部位預(yù)留出鉆孔穿銷位置，車軸鍛造方坯所需尺寸加大，增加了材料成本；四、車軸吊掛穿孔用的承重圓銷在較高溫度熱處理時容易變形，延長車軸裝卸輔助時間，增加工裝使用成本。 本設(shè)計人發(fā)現(xiàn)，如果在車軸端部加工出凸臺，并采用合適的吊具將車軸垂直吊起再進(jìn)行熱處理，則可以減少鉆孔的工序，有效提高工作效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于提供一種用于加工車軸端部凸臺、防止產(chǎn)生偏心結(jié)構(gòu)的鍛壓模具 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于加工車軸端部凸臺的鍛壓模具，
包括上模具、下模具、連接上模具和下模具的導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)包括連接在上模具和
下模具之間的導(dǎo)柱和套裝在導(dǎo)柱上的復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧的一端頂在設(shè)置在上模具的
臺階孔上，所述復(fù)位彈簧的另一端頂在設(shè)置在下模具的臺階孔上。 優(yōu)選的，所述下模具安裝在底部帶有滑軌結(jié)構(gòu)的下模體上。
3[0011] 本實(shí)用新型提供一種用于加工車軸端部凸臺的鍛壓模具，該鍛壓模具在導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的作用下，可以保證加工精度和復(fù)位精度，避免在車軸凸臺處形成偏心結(jié)構(gòu)。

圖1為本實(shí)用新型提供的吊具的一種實(shí)施方式示意圖；[0013] 圖2為圖1中的卡套的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型提供的鍛壓車軸端部凸臺的鍛壓模具示意圖。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本實(shí)用新型權(quán)利要求的限制。 請參加圖l，為本實(shí)用新型提供的車軸熱處理的吊掛結(jié)構(gòu)的第一種具體實(shí)施方式
的示意圖，該吊掛結(jié)構(gòu)由車軸和吊掛車軸的吊具構(gòu)成。車軸ll在其一個端部包括一個用于將車軸吊起的懸掛凸臺lla，車軸ll通過懸掛凸臺lla被吊具豎直吊起，熱處理時，可以將車軸本體豎直放入電加熱區(qū)域進(jìn)行熱處理。對于凸臺的形狀并無特別的限制，只要凸臺在
車軸的徑向方向上具有比車軸本體的橫截面積大的形狀即可。 吊具包括吊桿結(jié)構(gòu)與吊桿結(jié)構(gòu)連接的卡盤結(jié)構(gòu)，所述卡盤結(jié)構(gòu)用于卡在車軸的凸臺上以將車軸吊起，吊桿結(jié)構(gòu)用于將車軸和卡盤結(jié)構(gòu)吊起進(jìn)行熱處理。在本實(shí)施方式中，該卡盤結(jié)構(gòu)具體包括一個橫截面基本為圓形的卡盤12，卡盤的內(nèi)表面呈倒圓錐形狀，卡盤的內(nèi)徑根據(jù)凸臺的大小來決定，即卡盤的內(nèi)徑的大小應(yīng)該設(shè)計成能夠使車軸ll的凸臺lla無論是在加熱狀態(tài)還是在冷卻狀態(tài)都能夠順利穿過即可。對于卡盤的形狀，也可以為其它形狀，并無特別的限制。 在本實(shí)施方式中，吊桿結(jié)構(gòu)包括豎直的吊桿13，連接在吊桿下方水平的吊桿臂14，吊桿臂包括對稱設(shè)置的第一端臂14a和第二端臂14b，吊桿13的下端部分圓錐形，吊桿臂上具有與吊桿下端配合的圓錐形吊孔，當(dāng)將吊桿13從吊桿臂14下方向上穿過所述圓錐形吊孔時，由于吊桿臂14的重力作用，吊桿13與吊桿臂14即被卡住。對于吊桿13與吊桿臂14的連接方式，還可以采用銷軸連接的方式連接，如在吊桿13的下端制出銷孔，然后通過銷軸與吊桿臂連接。 為了穩(wěn)定的將車軸吊起進(jìn)行熱處理，本實(shí)用新型提供采用拉桿結(jié)構(gòu)連接卡盤結(jié)構(gòu)和吊桿結(jié)構(gòu)。在卡盤12的外徑處包括一對對稱設(shè)置的銷孔結(jié)構(gòu)12a、12b，對應(yīng)的，在吊桿臂的兩個端臂的兩端也分別包括銷孔結(jié)構(gòu)104a、104b，吊桿臂兩端臂的銷孔104a、104b與卡盤的兩個銷孔結(jié)構(gòu)12a、12b分別通過第一拉桿15a和第二拉桿15b連接，在第一拉桿15a和第二拉桿15b的兩端分別設(shè)置有銷軸以使兩個拉桿分別與卡盤結(jié)構(gòu)和吊桿結(jié)構(gòu)連接。第一拉桿15a和第二拉桿15b的長度應(yīng)該比車軸11端部的凸臺lla的長度大，以在卡盤12和吊桿臂14之間為凸臺的上下移動預(yù)留足夠的空間。 在本實(shí)施方式中，吊桿臂第一端臂14a和第二端臂14b之間的距離與卡盤上兩個銷孔結(jié)構(gòu)12a、12b之間的距離基本相等，這樣兩個拉桿結(jié)構(gòu)是豎直連接在吊桿臂14與卡盤12之間的。
4[0021] 按照本實(shí)用新型，對于吊桿臂，并不限于只有第一端臂和的第二端臂，也可以以吊桿為圓周對稱中心在吊桿臂上設(shè)置多個對稱的端臂，然后在卡盤上設(shè)置與吊桿臂的端部相對應(yīng)的銷孔機(jī)構(gòu)，再通過拉桿連接吊桿臂的端部和卡盤上的銷孔。 對于拉桿和卡盤的連接方式，還可以采用銷孔以外的結(jié)構(gòu)，如在卡盤的外徑處設(shè)置多個圓錐孔，然后將拉桿的下端制成與該圓錐孔向?qū)?yīng)的形狀，將拉桿穿過該圓錐孔后，在卡盤重力的作用下，也可以實(shí)現(xiàn)連接拉桿和卡盤的目的。 吊裝車軸時，將車軸的凸臺從卡盤的下端向上穿入卡盤后，為了將車軸卡在卡盤內(nèi)，在凸臺與卡盤之間還墊有卡套結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，卡套結(jié)構(gòu)包括沿卡盤內(nèi)徑圓周方向?qū)ΨQ設(shè)置的第一卡套16和第二卡套17，在本實(shí)施方式中，第一卡套16和第二卡套17的結(jié)構(gòu)相同。請參見圖l，為本實(shí)用新型提供的第一卡套16的主視圖，第一卡套16包括與圓弧狀的卡套本體16a，卡套本體呈與卡盤12內(nèi)表面相配合的圓錐狀，卡套本體16a連接有卡套柄16b?？ㄌ妆倔w的厚度是這樣設(shè)計的，即卡套本體的最小厚度與凸臺外徑之和應(yīng)該小于卡盤的內(nèi)徑，這樣，由于卡套墊在凸臺11a和卡盤12a之間，在車軸11重力的作用下，卡套16、17被壓在凸臺11a與卡盤12a之間鎖死，可以防止車軸下落。 對于卡盤和卡套本體的形狀，并不局限于倒圓錐形，只要能夠使得凸臺的外徑加上卡套本體的厚度比卡盤的內(nèi)徑大即可，均能夠達(dá)到將凸臺卡住的目的，可以防止車軸下
落。由于車軸凸臺采用鍛壓的方式加工出來，因此凸臺與車軸之間是圓滑過渡的，將卡盤和卡套本體設(shè)計成倒圓錐形的配合結(jié)構(gòu)時，在車軸重力的作用下，凸臺與倒圓錐形的卡套可
以達(dá)到自動鎖死的目的。并且，熱處理完成后，當(dāng)將車軸頂起時，倒圓錐形的卡套由于受到的車軸壓力消失后可自然松脫，方便取下。 對于圓弧狀的卡套本體的弧度，可以小于180度，優(yōu)選的，卡套本體的弧度為140度 160度。第一卡套和第二卡套的卡套本體的弧度可以相等，也可以不相等。對于卡套結(jié)構(gòu)上的卡套數(shù)量，也不限于兩個，可以沿卡盤內(nèi)徑圓周方向以卡盤為圓周對稱中心設(shè)置多個卡套，也能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型的目的。 為了加工車軸端部的凸臺，本實(shí)用新型還提供一種加工所述凸臺的壓臺模具。請參見圖3，為本實(shí)用新型提供的壓臺模具的第一種具體實(shí)施方式
的示意圖，所述凸臺包括上模具21、下模具22，連接上模具21和下模具22的兩個導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)。如圖3所示，示出了其中一個導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的剖面圖，在本實(shí)施方式中，所述導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)包括開在下模體上的方向向上的臺階狀導(dǎo)孔22a，該臺階孔包括一個大直徑孔和連接在大直徑孔下的小直徑孔，大直徑孔和小直徑孔形成向上的臺階，在小直徑孔內(nèi)固定安裝有向上延伸的導(dǎo)柱23。在上模具上，具有與臺階孔位置相對應(yīng)的方向向下的臺階孔21a，該臺階孔包括一個大直徑孔和連接在大直孔上的小直徑孔，大直徑孔和小直徑孔形成向下的臺階。導(dǎo)柱23向上延伸至上模具的臺階孔21a的小直徑孔內(nèi)，該小直徑孔的直徑大于導(dǎo)柱的直徑以示導(dǎo)柱能夠自由滑動。在上模具的臺階孔和下模具的臺階孔之間的導(dǎo)柱的部分上，套裝有復(fù)位彈簧24。在模具閉合的狀態(tài)下，復(fù)位彈簧被壓縮，其上端頂在上模具的臺階孔的臺階上，復(fù)位彈簧的下端頂在下模具的臺階孔的臺階上。 當(dāng)上模具在液壓機(jī)的作用下下降對車軸端部進(jìn)行壓臺成形時，由于導(dǎo)柱23的作用，防止上模具和下模具的位置發(fā)生偏移，可以避免形成偏心結(jié)構(gòu)。壓臺完成后，在復(fù)位彈簧的作用下，上模具復(fù)位。由于導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的作用，上模具復(fù)位時，可以復(fù)位精度，從而保證鍛
5臺的精度。 下模具22通過25固定在下模體26上。為了節(jié)省加工工序，完成車軸部分的鍛造后，可以采用同一液壓裝置驅(qū)動壓臺模具加工車軸的凸臺。因此，在下模體26的底部，本實(shí)用新型進(jìn)一步提供有滑軌結(jié)構(gòu)26a，在完成車軸部分的鍛造后，采用液壓油缸將壓臺模具移動到鍛軸模具的中心，利用鍛軸的液壓裝置加工車軸端部壓臺。 按照本實(shí)用新型提供的壓臺模具，可以利用鍛軸模具進(jìn)行壓臺，并在導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的
作用下，可以保證加工精度和復(fù)位精度，避免在車軸凸臺處形成偏心結(jié)構(gòu)。 以下以澳大利亞力拓車K型車軸的熱處理工藝流程為例具體說明本實(shí)用新型提
供的壓臺模具和吊掛模具工作方式，所述K型車軸重量超過650kg，采用尾端穿孔的方式進(jìn)
行熱處理時，不但加工了鉆孔等工序，而且端部廢料不能利用。 完成車軸毛坯的鍛造后，采用本實(shí)用新型提供的壓臺模具在車軸端部加工出凸
臺o 在將車軸裝配到吊具上時，使車軸端部的凸臺方向朝上，采用裝卸料車將車軸垂直舉起上升。車軸端部的凸臺穿入吊具的卡盤內(nèi)，凸臺下端與卡盤之間預(yù)留有使卡套穿過的距離，然后將第一卡套和第二卡套放入車軸軸徑與圓形卡盤之間的縫隙中。然后，裝卸料車將車軸落下，車軸端部凸臺自然落在兩個卡套內(nèi)。由于車軸自身的重量，車軸和兩個卡套以及卡盤被卡住。 熱處理完成后，裝卸料車將車軸垂直舉起上升，在車軸上升的同時，凸臺、卡套和卡盤形成的鎖死結(jié)構(gòu)因所受到的車軸的重力消失而自然松脫，將卡套取下后，裝卸料車將車軸下落從吊具中取出卸下。 本實(shí)用新型提供了用于加工車軸凸臺的壓臺模具，可以保證鍛臺精度，以實(shí)現(xiàn)與吊具裝配的可重復(fù)性，提高整個工藝過程的連續(xù)性。在本實(shí)用新型提供的吊具中，本實(shí)用新型通過提供包括卡盤和卡套的卡盤結(jié)構(gòu)，可以通過鎖死車軸端部的凸臺的方式將車軸垂直吊掛進(jìn)行熱處理。采用加工車軸凸臺的方式，節(jié)省了加工程序。 以上對本實(shí)用新型所提供的車軸懸掛熱處理吊具和鍛壓模具進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種用于加工車軸端部凸臺的鍛壓模具，其特征在于包括上模具、下模具、連接上模具和下模具的導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)包括連接在上模具和下模具之間的導(dǎo)柱和套裝在導(dǎo)柱上的復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧的一端頂在設(shè)置在上模具的臺階孔上，所述復(fù)位彈簧的另一端頂在設(shè)置在下模具的臺階孔上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍛壓模具，其特征在于，所述下模具安裝在底部帶有導(dǎo)軌結(jié) 構(gòu)的下模體上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于加工車軸端部凸臺的鍛壓模具，其特征在于包括上模具、下模具、連接上模具和下模具的導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)包括連接在上模具和下模具之間的導(dǎo)柱和套裝在導(dǎo)柱上的復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧的一端頂在設(shè)置在上模具的臺階孔上，所述復(fù)位彈簧的另一端頂在設(shè)置在下模具的臺階孔上。所述鍛壓模具在導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的作用下，可以保證加工精度和復(fù)位精度，避免在車軸凸臺處形成偏心結(jié)構(gòu)。
文檔編號B21J13/02GK201511096SQ20092017051
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者侯興華, 侯立新, 李輝, 王凱, 王立輝, 韓晶 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司