[发明专利]轨道交通用车轴精密辊锻成形工艺

说明书

本发明公开一种轨道交通用车轴精密辊锻成形工艺，其只采用两道次辊锻模具成形而不需要模锻的工艺，本发明主要显著特征是每道辊锻模具是整体模具而不需要分块，辊锻件的辊锻成形是整体成形而不需要掉头辊锻；辊锻件锻辊前后采用支撑兼有导向作用的传动装置(送料小车)和兼有自动升降的接料架，棒料的机械手夹持端为热处理悬挂料头，整个生产工艺有利于实现自动化，避免辊锻过程中折叠缺陷的产生，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及一种轨道交通用车轴精密辊锻成形工艺，通过辅助装置实现车轴两道次整体辊锻而不需要掉头的精密辊锻成形并应用在轨道交通用车轴锻造领域的一种新技术。

背景技术

轨道交通运输行业近年来积极推进重载提速，以缓解铁路运载能力的不足。而轨道交通车轴是轨道交通车辆行走部分最重要的部件，承受着车辆的自重和载荷，在列车运行和停车时还承受冲击力和制动力，在高速和重载的状态下受力情况就更为复杂，同时出于安全上的考虑，对货车车轴有着更为严格的技术要求。因此除了在原材料和锻后热处理上充分注意保证满足其技术要求外，在成形工艺上轨道交通车轴必须经过辊锻塑性变形过程，以达到成形至所需形状和提高其力学性能的双重目的。

目前现有的轨道交通车轴的辊锻工艺主要有两种：一种是在专利ZL201110124547.9中曾经采用四道次掉头辊锻，但是存在缺点，(1)在掉头辊锻处由于实际咬入口最大变形处的位置没固定，易在不同道次之间错位，辊锻件在掉头处出现折叠现象，降低车轴的承载能力；(2)辊锻过程中采用圆坯料，由于火车车轴属于超长辊锻件，采用圆(料)-椭圆-圆的辊锻模式，实际变形是在第一道次和第二道次，第三道次和第四道次属于整形过程，在辊锻过程中易发生扭转出现不稳定现象，致使整个辊锻过程结束后货车车轴出现弯曲现象；(3)此发明的下料尺寸为φ250mm，而车轴锻件的承载部位也是φ250mm，由此可见承载部位在整个辊锻变形中没有发生变形，承载部位强度没有提高。(4)且只适用D1500mm的辊锻机完成，对于坯料大于φ250mm的坯料且变形较大的辊锻件，四道次辊锻模具的总宽度超出D1500mm的装模宽度；另一种是专利2016109161135采用的四道次掉头辊锻，且四道次都参与变形，此发明的缺陷在于只适用于大于D1600mm辊锻机上，并且四道次掉头辊锻，辊锻道次越多各道次之间积累误差越多，故此发明生产精度较低，四道次辊锻耗工时长，掉头辊锻占用生产空间较大，生产方式操作自动化程度低，劳动生产效率低。

为解决以上问题，1)本发明采用辊锻模具只有两道次辊锻模具且每道模具整块不切割分开，目的是解决了掉头辊锻的繁琐，解决分段辊锻接口处出现棱角折叠问题，并便于辊锻模具装卸；2)通过辅助装置实现车轴两道次整体辊锻而不需要掉头的精密辊锻成形工艺，辅助装置包括机械手、接料架和送料小车；机械手主要起导向兼有夹持作用，接料架主要起支撑作用兼有导向作用，送料小车对辊锻件送料的同时起支撑作用，且送料小车内置蝶形碟簧，碟簧用来减少辊锻件在辊锻过程中产生的竖直方向上的冲击力；3)本发明通过辅助装置实现了车轴加热、辊锻物流自动衔接，实现了超大型车轴辊锻自动化生产。

轨道交通用车轴精密辊锻成形工艺主要依靠整体辊锻模具及辅助装置在车轴辊锻自动化生产过程中对辊锻件在垂直于运动方向向定位和导向，由于车轴本身的重量很重而且长度又特别长、承载部位要求承载能力强等特点，对于轨道交通用车轴整体辊锻且能实行自动化生产的辊锻工艺目前还未见文件资料记载。

发明内容