一种火车轮热加工制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114227182A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111410083.8(22)申请日2021.11.25(71)申请人太原重工轨道交通设备有限公司地址030032山西省太原市太原经济技术开发区电子街17号(72)发明人张鹏侯沛云赵兴龙李树林张磊侯天鹏魏华成刘伟亮白辉东邢宇峰(74)专利代理机构北京奥文知识产权代理事务所(普通合伙)11534代理人张文(51)Int.Cl.B23P15/20(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图7页(54)发明名称一种火车轮热加工制造方法(57)摘要本发明公开了一种火车轮热加工制造方法，包括：下料、加热、除鳞以及包含压痕、成形、冲孔、轧制、压弯五道步骤的锻压工序，加热步骤中圆柱钢坯立式放置在环形加热炉中加热，除鳞步骤中使用高压水对圆柱钢坯的圆柱侧面和上端面进行氧化皮清除以及通过甩链将圆柱钢坯下端面氧化皮击打去除，锻压工序分别由35MN压痕油压机、80MN成形油压机、10MN冲孔油压机、七辊卧式轧机及35MN分步成形油压机的“5机组”设备实施。本发明的火车轮热加工制造方法可以获得质量优良、成材率高、偏心量小的优质火车轮锻件。CN114227182ACN114227182A权利要求书1/2页1.一种火车轮热加工制造方法，其特征在于，包括如下步骤：下料：依据公式W＝W1+W2+W3计算下料重量，其中W1为成品火车轮各部位增加余量后的冷锻件重量；W2为冲孔芯料重量；W3为坯料烧损重量并且W3＝W×烧损率；然后根据下料重量W及钢的密度计算圆柱形钢坯的下料长度，基于所述下料长度将圆柱形钢锭或连铸坯锯切成圆柱钢坯；加热：将圆柱钢坯立式布料放置在φ14.5m环形加热炉中进行加热，将圆柱钢坯加热至奥氏体变形区温度，加热时间控制为4.5～5h；除鳞：使用上料机械手将加热后的圆柱钢坯传送至除鳞机，先通过高压水喷嘴使用高压水对圆柱钢坯的圆柱侧面和上端面进行氧化皮清除，然后通过甩链绕甩链转轴的转动甩打作用将圆柱钢坯下端面氧化皮击打去除，全方位彻底除去圆柱钢坯侧面及上、下端面的氧化皮；压痕：使用上料机械手将除鳞后的圆柱钢坯传送至35MN压痕油压机的固定工作台上的下压痕模具上，经对中装置将圆柱钢坯放置在压痕油压机的中心，压痕油压机压下设定的位移，形成压痕坯，随后压痕油压机的上打料装置将压痕坯顶出至下压痕模具上，在压痕步骤中，形成接近成形坯的坯形，提前分配火车轮成形时轮毂和轮辋金属所需量；成形：使用上料机械手夹持压痕坯的踏面，送至80MN成形油压机的固定工作台上被顶起的下活套上，压痕坯和下活套缓慢下降，使压痕坯落至下成形模具上，随后成形油压机按设定的位移压下，形成成形坯，紧接着成形油压机的上打料装置将成形坯顶出至下成形模具上，成形油压机的下顶起装置将成形坯顶起，在成形步骤中，形成火车轮的轮毂、压制辐板及一定形状的轮辋与轮缘；冲孔：使用上料机械手夹持成形坯的辋面，送至10MN冲孔油压机的下冲孔模具上，下冲孔模具夹持成形坯的轮毂向上抬起设定的位移，在冲孔油压机的冲头的作用下将成形坯轮毂中间的芯料冲掉，形成冲孔坯，随后冲孔油压机的上冲孔模具和下冲孔模具夹持成形坯下降，使冲头脱离冲孔坯轮毂孔，冲孔坯落至下冲孔模上；轧制：使用上料机械手夹持冲孔坯的辋面，送入七辊卧式轧机进行扩径轧制，轧机的两个导向辊和一个主轧辊夹持冲孔坯，轧机的两个压紧辊和上斜辊及下斜辊形成轧制变形孔型。上斜辊及下斜辊为主动辊，辗轧冲孔坯的辐板和轮辋，两个压紧辊轧制冲孔坯的踏面及轮缘，到达预先设定的外径尺寸自动停止轧制，在轧制步骤中，对冲孔后的成形坯进行扩径，使辐板延展，并完成轮辋、轮缘及踏面的精确成形；压弯：使用上料机械手夹持轧制坯的辋面，将轧制坯送至35MN分步成形油压机的固定工作台被顶起的下顶料杆上，轧制坯和下顶料杆缓慢下降，使轧制坯以内侧轮辋内径与分步成形油压机的下压弯模定位而稳固放置在下压弯模具上，利用分步成形油压机的压边模具和上压弯模，将轧制坯的辐板压制成所需形状及厚度，并使轮辋得到校正，同时实现规定的毂辋偏置，形成压弯坯。2.如权利要求1所述的火车轮热加工制造方法，其特征在于，压弯步骤过程中轧制坯外侧面朝上定位放置，并包括压边工序和压弯工序，在压边工序中，分步成形油压机的压边侧缸驱动压边模具先压下，将轧制坯的辋面牢固压住并在配备的机械限位装置作用下持续保压；在压弯工序中，分步成形油压机的主缸驱动上压弯模向下压下，将轧制坯的辐板压制成所需形状及厚度，并使轮辋得到校正。2CN114227182A权利要求书2/2页3.如权利要求1所述的火车轮热加工制造方法，其特征在于，轧制步骤中，轮缘部位设计有金属余块，在轧制时将轮缘部位的折叠缺陷汇聚于金属余块处