一種大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，包括以下工藝流程：鋸坯工序—鍛造前加熱工序—鍛造工序—軋制工序—壓彎工序，其中，鍛造工序，車(chē)輪成型時(shí)成型坯上壓制出車(chē)輪輻板的折臺(tái)，且在預(yù)成型階段使折臺(tái)內(nèi)外金屬分配量合理；軋制工序，使輻板軋輥軋制時(shí)不與折臺(tái)部位產(chǎn)生干涉；軋制時(shí)在車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥的型面之間預(yù)留一個(gè)非接觸角度；壓彎工序，壓彎時(shí)采用壓彎模貼合折臺(tái)內(nèi)凹側(cè)輻板的壓彎方式，定位壓彎模時(shí)壓彎?？拷叟_(tái)處留有空間；該大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，避免了常規(guī)車(chē)輪軋制方法對(duì)折臺(tái)輻板車(chē)輪產(chǎn)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提高了金屬成材率和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)此類(lèi)車(chē)輪的穩(wěn)定和批量生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車(chē)輪的生產(chǎn)方法，尤其涉及直徑100mm以上，且輻板帶折臺(tái)的大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪使用在高速機(jī)車(chē)輪上。由圖1所示，折臺(tái)輻板車(chē)輪在其輻板中段有一個(gè)折臺(tái)，折臺(tái)輻板車(chē)輪其輻板中線存在落差Λ。如圖3所示，常規(guī)車(chē)輪的輻板中線是平滑連貫的， 申請(qǐng)人:發(fā)現(xiàn)使用常規(guī)車(chē)輪軋制方法生產(chǎn)大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪，存在以下缺陷:大直徑車(chē)輪軋制時(shí)的變形抗力大，軋制穩(wěn)定性差，軋制質(zhì)量不高；車(chē)輪軋機(jī)自身只能軋制出輻板中心線平直的輻板；車(chē)輪軋制時(shí)產(chǎn)生的偏心會(huì)影響輻板折臺(tái)處的余量分布；對(duì)輻板進(jìn)行壓彎時(shí)，由于鋼溫一般已降至900°C，對(duì)于存在劇烈變形的折臺(tái)部位易產(chǎn)生輻板拉裂；大直徑車(chē)輪壓軋過(guò)程中輻板厚度控制波動(dòng)較大，壓彎后很難保證折臺(tái)內(nèi)外側(cè)輻板的平行度。常規(guī)車(chē)輪軋制方法無(wú)法適應(yīng)大直徑折臺(tái)輻板的生產(chǎn)，尤其是當(dāng)車(chē)輪直徑D超過(guò)100mm時(shí)，車(chē)輪變形抗力大，生產(chǎn)難度加劇。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能穩(wěn)定批量地軋制直徑100mm以上輻板帶折臺(tái)的整體車(chē)輪，滿足高速機(jī)車(chē)輪市場(chǎng)需求的大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]該大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，包括以下工藝流程:鋸坯工序一鍛造前加熱工序一鍛造工序一軋制工序一壓彎工序，其中，
[0006]鍛造工序，車(chē)輪成型時(shí)成型坯上壓制出車(chē)輪輻板的折臺(tái)，且在預(yù)成型階段使折臺(tái)內(nèi)外金屬分配量合理；
[0007]軋制工序，使輻板軋輥軋制時(shí)不與折臺(tái)部位產(chǎn)生干涉；軋制時(shí)在車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥的型面之間預(yù)留一個(gè)非接觸角度；
[0008]壓彎工序，壓彎時(shí)采用壓彎模貼合折臺(tái)內(nèi)凹側(cè)輻板的壓彎方式，定位壓彎模時(shí)壓彎?？拷叟_(tái)處留有空間。
[0009]鍛造工序的預(yù)成型階段，對(duì)折臺(tái)難變形區(qū)域的金屬量進(jìn)行補(bǔ)充，加大輪轂和壓制輻板外金屬排出量，使折臺(tái)內(nèi)外的金屬分配量合理。
[0010]軋制工序，減小輻板軋輥輥頭長(zhǎng)度，將輻板軋輥的型面向輥頭方向提前并增大輻板軋輥的直徑，使輻板軋輥的型面部位深入輻板凹槽觸及輻板表面，以使輻板軋輥軋制時(shí)不與折臺(tái)部位產(chǎn)生干涉。
[0011]壓彎工序，采用單側(cè)面定位方式定位壓彎模。
[0012]車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥的型面之間的非接觸角度大于O度。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:該大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，通過(guò)對(duì)常規(guī)車(chē)輪軋制方法進(jìn)行改進(jìn)，在鍛造工序，車(chē)輪成型時(shí)成型坯上壓制出車(chē)輪輻板的折臺(tái)，且在預(yù)成型階段使折臺(tái)內(nèi)外金屬分配量合理；在軋制工序，使輻板軋輥軋制時(shí)不與折臺(tái)部位產(chǎn)生干涉；軋制時(shí)在車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥的型面之間預(yù)留一個(gè)非接觸角度；在壓彎工序，壓彎時(shí)采用壓彎模貼合折臺(tái)內(nèi)凹側(cè)輻板的壓彎方式，定位壓彎模時(shí)壓彎?？拷叟_(tái)處留有空間；避免了常規(guī)車(chē)輪軋制方法對(duì)折臺(tái)輻板車(chē)輪產(chǎn)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提高了金屬成材率和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)此類(lèi)車(chē)輪的穩(wěn)定和批量生產(chǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書(shū)各幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0015]圖1為本發(fā)明中折臺(tái)輻板車(chē)輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明輻板車(chē)輪制造方法的軋制坯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中輻板車(chē)輪制造方法的軋制坯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4(1)為本發(fā)明輻板車(chē)輪制造方法的輻板軋輥工作示意圖。
[0019]圖4(2)為現(xiàn)有技術(shù)中輻板車(chē)輪制造方法的輻板軋輥工作示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明輻板車(chē)輪制造方法的金屬預(yù)成型分配方案。
[0021]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中輻板車(chē)輪制造方法的金屬預(yù)成型分配方案。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)最優(yōu)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]該大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，包括以下工藝流程:鋸坯工序一鍛造前加熱工序一模鍛工序一軋制工序一壓彎工序，其中，
[0024]模鍛工序，車(chē)輪成型時(shí)成型坯上壓制出車(chē)輪輻板的折臺(tái)，且在預(yù)成型階段使折臺(tái)內(nèi)外金屬分配量合理；
[0025]軋制工序，減小輻板軋輥輥頭長(zhǎng)度，將輻板軋輥的型面向輥頭方向提前并增大輻板軋輥的直徑，使輻板軋輥的型面部位深入輻板凹槽觸及輻板表面，使輻板軋輥軋制時(shí)不與折臺(tái)部位產(chǎn)生干涉；在車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥的型面之間預(yù)留一個(gè)非接觸角度；
[0026]壓彎工序，采用壓彎模貼合折臺(tái)內(nèi)凹側(cè)輻板的方式，單側(cè)面定位壓彎模，壓彎模靠近折臺(tái)處留有空間。
[0027]進(jìn)一步地，模鍛工序，預(yù)成型階段，對(duì)折臺(tái)難變形區(qū)域的金屬量進(jìn)行補(bǔ)充，加大輪轂和壓制輻板外金屬排出量，使折臺(tái)內(nèi)外的金屬分配量合理。
[0028]車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥的型面之間的非接觸角大于O度，非接觸角可以防止模鍛工序金屬外排難度大的車(chē)輪，由于輪輞周向金屬量不均勻而導(dǎo)致軋機(jī)起軋階段產(chǎn)生卡鋼，保證加工質(zhì)量。但該角度過(guò)大又會(huì)造成輻板輥與輪坯起軋時(shí)接觸面積過(guò)小而無(wú)法帶動(dòng)輪坯旋轉(zhuǎn)，因此非接觸角一般取1-4度。
[0029]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0030]由圖1可以看出折臺(tái)輻板車(chē)輪在其輻板中段有一個(gè)折臺(tái)。常規(guī)車(chē)輪的輻板中線是平滑連貫的，而折臺(tái)輻板車(chē)輪其輻板中線存在落差Λ。常規(guī)車(chē)輪軋制方法無(wú)法適應(yīng)此類(lèi)車(chē)輪的生產(chǎn)，尤其是當(dāng)車(chē)輪直徑D超過(guò)100mm時(shí)，車(chē)輪變形抗力大，生產(chǎn)難度加劇。
[0031]現(xiàn)有的車(chē)輪軋機(jī)在生產(chǎn)車(chē)輪時(shí)只能軋制等厚輻板車(chē)輪或厚度均變輻板車(chē)輪，即輻板中心線是一條直線。因此本發(fā)明的折臺(tái)輻板車(chē)輪如按照通常軋制方法，其軋制坯形如圖3所示，坯形軋制方便，但必須在壓彎時(shí)對(duì)輻板折臺(tái)區(qū)域進(jìn)行熱沖壓方可形成折臺(tái)，壓彎時(shí)輻板產(chǎn)生拉裂的潛在風(fēng)險(xiǎn)最大，對(duì)于車(chē)輪而言會(huì)產(chǎn)生潛在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。另外輻板余量不均勻，成材率低。
[0032]因此本發(fā)明考慮將折臺(tái)的形成步驟提到軋制之前，即在鍛造階段車(chē)輪成型時(shí)直接將折臺(tái)壓制出來(lái)。但折臺(tái)的部位一般位于輻板中段，也是車(chē)輪通常的起軋位置，因此將折臺(tái)提前壓制成型后必會(huì)造成車(chē)輪軋制時(shí)擴(kuò)徑量減小、軋輥空間小、輪輞和輪緣不易充滿等困難。
[0033]因此本發(fā)明考慮在車(chē)輪軋制時(shí)避開(kāi)此折臺(tái)區(qū)域，要軋制出圖2所示坯形，難點(diǎn)在于避開(kāi)了折臺(tái)區(qū)域以后，軋制擴(kuò)徑量L大幅減小，軋制時(shí)間短，輪緣部位不易充滿。另外如圖4(2)所示的成型坯放置常規(guī)輻板軋輥的空間不足，會(huì)與折臺(tái)區(qū)域產(chǎn)生干涉。
[0034]因此本發(fā)明采用的制造方法中，將輻板軋輥進(jìn)行改進(jìn)，如圖4(1)所示，減小輻板軋輥輥頭長(zhǎng)度，讓輻板軋輥的型面位置盡可能向輥頭方向提前并加大輻板軋輥直徑，使輻板軋輥型面部位可以深入輻板凹槽觸及輻板表面，輻板軋輥軋制時(shí)不與折臺(tái)部位產(chǎn)生干涉；成型坯內(nèi)徑角度小于對(duì)應(yīng)的輻板輥角度，輻板軋輥開(kāi)軋階段不完全貼合，起到減緩輻板增長(zhǎng)、優(yōu)先對(duì)踏面輪緣進(jìn)行充滿的目的。另外，為了保證在小擴(kuò)徑量下輪緣的充滿度，在車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥型面之間預(yù)留了一個(gè)非接觸角度α，α大于O度；在輻板軋輥起軋時(shí)，由于非接觸角度α的存在，使輪輞金屬流向輻板的量減少，延緩了軋制時(shí)間，使車(chē)輪在軋機(jī)內(nèi)的軋制旋轉(zhuǎn)次數(shù)增加，便于輪緣的充滿。
[0035]輻板折臺(tái)的存在也使成型坯在壓制變形過(guò)程中金屬流動(dòng)更加困難，因此在預(yù)成型階段保證折臺(tái)內(nèi)外的金屬分配量合理，否則會(huì)出現(xiàn)輻板過(guò)厚而輪輞金屬不足或輪輞過(guò)充滿而輻板折臺(tái)處充不滿。通過(guò)Marc進(jìn)行有限元變形模擬，圖6所示，若采用常規(guī)金屬預(yù)分配方案，則輪轂和壓制輻板外金屬過(guò)量無(wú)法有效外排，輪輞充滿度不好，尤其是輻板折臺(tái)處的金屬難變形區(qū)域也存在不充滿狀態(tài)。而采用圖5所示改進(jìn)的金屬預(yù)分配方案，通過(guò)將底部模具做成雙層凸臺(tái)，加大輪轂和壓制輻板外金屬排出量，以及對(duì)折臺(tái)難變形區(qū)域進(jìn)行金屬補(bǔ)充，使輪轂、輻板和輪輞的充滿度同時(shí)得到保證。
[0036]另在壓彎工序，經(jīng)過(guò)模鍛工序上的改進(jìn)，已經(jīng)不存在輻板拉裂風(fēng)險(xiǎn)，因此重點(diǎn)解決折臺(tái)內(nèi)外兩段輻板的平行度問(wèn)題，考慮該輻板形狀的特殊性，壓彎模采用貼合折臺(tái)內(nèi)凹側(cè)輻板的方式，同時(shí)為了兼顧車(chē)輪偏心對(duì)折臺(tái)位置的影響，壓彎模的定位采用單側(cè)面定位方式，僅在靠近折臺(tái)處留少量的空間防止模具對(duì)折臺(tái)產(chǎn)生壓塌。
[0037]該大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，避免了常規(guī)車(chē)輪軋制方法對(duì)此類(lèi)折臺(tái)輻板車(chē)輪產(chǎn)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提高了金屬成材率和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)此類(lèi)車(chē)輪的穩(wěn)定和批量生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，包括以下工藝流程:鋸坯工序一鍛造前加熱工序一鍛造工序一軋制工序一壓彎工序，其特征在于:其中， 鍛造工序，車(chē)輪成型時(shí)成型坯上壓制出車(chē)輪輻板的折臺(tái)，且在預(yù)成型階段使折臺(tái)內(nèi)外金屬分配量合理； 軋制工序，使輻板軋輥軋制時(shí)不與折臺(tái)部位產(chǎn)生干涉；軋制時(shí)在車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥的型面之間預(yù)留一個(gè)非接觸角度； 壓彎工序，壓彎時(shí)采用壓彎模貼合折臺(tái)內(nèi)凹側(cè)輻板的壓彎方式，定位壓彎模時(shí)壓彎?？拷叟_(tái)處留有空間。
2.如權(quán)利要求1所述的大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，其特征在于:鍛造工序的預(yù)成型階段，對(duì)折臺(tái)難變形區(qū)域的金屬量進(jìn)行補(bǔ)充，加大輪轂和壓制輻板外金屬排出量，使折臺(tái)內(nèi)外的金屬分配量合理。
3.如權(quán)利要求1所述的大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，其特征在于:軋制工序，減小輻板軋輥輥頭長(zhǎng)度，將輻板軋輥的型面向輥頭方向提前并增大輻板軋輥的直徑，使輻板軋輥的型面部位深入福板凹槽觸及輻板表面，以使輻板軋輥軋制時(shí)不與折臺(tái)部位產(chǎn)生干涉。
4.如權(quán)利要求1所述的大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，其特征在于:壓彎工序，采用單側(cè)面定位方式定位壓彎模。
5.如權(quán)利要求1所述的大直徑折臺(tái)輻板車(chē)輪的制造方法，其特征在于:車(chē)輪的內(nèi)徑面和輻板軋輥的型面之間的非接觸角度大于O度。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK104175076SQ201410409922
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】謝峰, 許章澤, 徐紅 申請(qǐng)人:馬鋼(集團(tuán))控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司