CN101502866A - 铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，按如下步骤进行：(1)将坯料在800℃～1200℃温度范围内加热；(2)将所述坯料放入镦粗模成型镦粗为外形与预锻模模腔侧壁相适的成型坯料；(3)将所述成型坯料放入带环形锁扣的预锻模预锻，获得壁厚均匀的预锻件；(4)将所述预锻件放入带环形锁扣的终锻模进行终锻；(5)将成型后的锻件进行切边修整。本发明能有效防止偏心锻造，使锻件壁厚一致，解决产品合格率和生产效率低的问题，而且所用的锻模工作寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及铁路货车的缓冲器推力锥，具体地说，涉及一种铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法。
背景技术
ST型缓冲器是铁路货车在刹车时起缓冲作用的装置，它由箱体、推力锥、摩擦楔块、限位垫圈、弹簧、螺栓和螺母等部件组成。其中的推力锥、摩擦楔块、限位垫圈为锻件产品，摩擦楔块、限位垫圈因外形简单，锻造技术无难度。而推力锥大致呈桶形，其底部有中心孔和三个斜切面，由于推力锥结构较为复杂，模具型腔深，锻造时变形大。推力锥常规的锻造工艺流程为：加热—镦粗—预锻—终锻—切边，镦粗为自由镦粗，所用镦粗模的上、下模工作面为平面，工作时坯料位于上、下模11、12两工作平面之间被镦粗，由于下料端面不可能绝对平整，下料端面也不可能与坯料中心线绝对垂直，镦粗时坯料8处于自由状态，坯料8容易被镦歪(如图1所示)。镦歪的坯料形状各异地放入预锻模模腔中，由于摆料不正，易造成偏心锻造，常常是刚生产几十件，上模就因水平方向受力不均，从凸出部的根部断裂，从而使预锻模具过早失效。而预锻和终锻时，由于传统锻造模的上、下模21、22分模面为平面(如图2所示)，无锁模机构，模具受到水平方向的作用力，容易使上、下模错位，造成产品壁厚不均，从而导致产品尺寸超差而报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，它能有效防止偏心锻造，使锻件壁厚一致，解决产品合格率和生产效率低的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：一种铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)、将坯料在800℃～1200℃温度范围内加热；(2)、将所述坯料放入镦粗模成型镦粗为外形与预锻模模腔侧壁相适的成型坯料；(3)、将所述成型坯料放入带环形锁扣的预锻模预锻，获得壁厚均匀的预锻件；(4)、将所述预锻件放入带环形锁扣的终锻模进行终锻；(5)、将成型后的锻件进行切边修整；
所述镦粗模，包括第一上模和第一下模，所述第一上模的下部设有开口于下表面的碗形型腔，在所述第一下模的上表面上设有与所述碗形型腔相对的同轴线碟形凹坑，所述碗形型腔的侧壁延长线与所述碟形凹坑盘底的边缘相交；
所述环形锁扣由所述预锻模和所述终锻模的上、下模分模面上凸凹相配的圆台和凹环组成，所述圆台的外圆与所述凹环的孔壁间隙配合，在所述圆台的顶面和所述凹环的底面之间留有空隙形成飞边槽。
在所述镦粗模的第一上模和所述第一下模一侧的相对面上，各自向内设有相对的台阶面；在成型镦粗前，先将所述坯料放在所述台阶面上预镦，去除氧化皮，然后将坯料放置在所述第一下模的碟形凹坑中，由所述第一上模将坯料成型镦粗。
所述第一上模的碗形型腔口部倒圆。
所述预锻模，包括第二上模和第二下模，在所述第二上模下部设有凸出的第一模芯，在所述第二下模上部设有内凹的第一模腔，所述第一模芯置于所述第一模腔中且与该第一模腔同轴线，在所述第一模芯中部和所述第一模腔底部的所设中心孔中分别装有顶出装置，所述圆台同心围绕在所述第二下模的第一模腔周围，所述凹环同心围绕在所述第二上模的第一模芯周围，所述圆台的顶面为平面且与所述凹环的底面之间留有空隙形成飞边桥。
所述终锻模包括第三上模和第三下模，在所述第三上模下部设有凸出的第二模芯，在所述第三下模上部设有内凹的第二模腔，所述第二模芯置于所述第二模腔中且与该第二模腔同轴线，在所述第二模芯中部和所述第二模腔底部的所设中心孔中分别装有顶出装置，所述圆台同心围绕在所述第三下模的第二模腔周围，所述凹环同心围绕在所述第三上模的第二模芯周围，所述圆台的顶面为内环高外环低的阶梯环面，在该阶梯环面和所述凹环的底面之间留有空隙形成飞边桥和飞边仓。
所述顶出装置包括顶杆、弹簧、螺钉和垫圈，所述顶杆设有一侧带台阶的头部，该顶杆穿过所述弹簧由所述螺钉和垫圈压装在所述第一、二模芯中部或第一、二模腔底部的所设中心孔中，所述垫圈压在所述顶杆头部的台阶上，所述螺钉穿过垫圈旋入所述第一、二上模或第一、二下模。
所述圆台的外圆与所述凹环的孔壁之间的间隙为0.4～0.6mm。
本发明采用成型镦粗，镦粗模的第一上、下模中设有相对的碗形型腔和碟形凹坑，而碗形型腔和预锻型腔的形状基本一致。工作时，将坯料放置在碟形凹坑中，由上模将坯料成型镦粗，坯料的变形控制在型腔内，形状与型腔一致，能有效地防止坯料镦歪，坯料最后被镦成碗形，与预锻模模腔侧壁相适，能快速准确地置于预锻模型腔正中，快速找正，能有效防止偏心锻造，不但锻件质量好，上模也不会因受横向剪切力不均，造成得凸出部的根部断裂而报废，预锻模寿命长。而且在预锻模和终锻模的上、下模的分模面上设置环形锁扣，以解决上、下模的错位问题。环形锁扣是由凸凹相配的圆台和凹环组成，锻模增加环形锁扣，锻造时上、下模就能互锁，从而保证锻造时上、下模不错位，模芯与型腔同轴线，使锻出的产品壁厚一致。
本发明的有益效果是：
1、能防止坯料镦歪，镦粗后的坯料能快速准确地置于预锻模模腔正中，从而有效防止偏心锻造，预锻模寿命长，生产成本得以降低；
2、能保证锻造时上、下模不错位，从而使锻造出的产品壁厚一致，产品合格率大大提高；
3、减少更换模具和调整模具的时间，产品质量稳定，大大提高了生产效率。
附图说明
图1为传统推力锥镦粗模的结构示意图。
图2为传统推力锥锻造模的结构示意图。
图3为本发明镦粗模的结构示意图。
图4为图3中，第一下模的俯视图。
图5为本发明镦粗模的工作示意图。
图6为本发明预锻模的结构示意图。
图7为图6中，第二下模的俯视图。
图8为图7的左视图。
图9为本发明终锻模的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
一种铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，按如下步骤进行：(1)、将坯料用中频感应炉加热，加热温度800℃～1200℃；(2)、将加热后的坯料放在镦粗模的预镦台阶面15上预镦，去除氧化皮，然后将坯料8放置在镦粗模的第一下模12的碟形凹坑14中，由第一上模11将坯料8成型镦粗为外形与预锻模第一模腔24侧壁相适的成型坯料；(3)、将成型坯料放入带环形锁扣的预锻模预锻，获得壁厚均匀的预锻件；(4)、将所述预锻件放入带环形锁扣的终锻模进行终锻；(5)、将成型后的锻件放入切边模中，用切边机进行切边修整。
在上述步骤中，所用的镦粗模，如图3和图4所示，所述镦粗模，由第一上模11和第一下模12组成，在第一上模11和第一下模12上设有安装定位用的键槽16，以及固定上、下模的螺栓安装槽17，在上模11的下部设有开口于下表面的碗形型腔13，碗形型腔13的形状和预锻模型腔的形状基本一致，碗形型腔13的口部倒圆。在第一下模12的上表面上设有一深3mm的碟形凹坑14，碟形凹坑14与碗形型腔13相对且同轴线，碗形型腔13的侧壁延长线与碟形凹坑14盘底的边缘相交。如图5所示，工作时将坯料8放置在碟形凹坑14中，由第一上模11的将坯料8镦粗，坯料8的变形控制在碗形型腔13内，形状与碗形型腔13一致。
如图3和图4所示，在第一上模11和第一下模12一侧的相对面上，各自向内设有相对的台阶面15，台阶面15宽170mm，台阶深50mm，此台阶用于预镦，以便将坯料的氧化皮去除。
如图6和图9所示，环形锁扣由预锻模和终锻模的上、下模分模面上凸凹相配的圆台25和凹环26组成，圆台25的外圆与凹环26的孔壁间隙配合，圆台25的外圆与凹环26的孔壁之间的间隙为0.5mm，在圆台25的顶面和凹环26的底面之间留有空隙形成飞边槽。
具体地，如图6和图7所示的预锻模，由第二上模21和第二下模22组成，在第二上模21下部设有凸出的第一模芯23，在第二下模22上部设有内凹的第一模腔24，第二上、下模21、22合模后，第二上模21的第一模芯23置于第二下模22的第一模腔24的中心，第一模芯23与第一模腔24的轴线同轴。在第二上模21的下部和第二下模22的上部设置环绕第一模芯23或第一模腔24的环形锁扣，该环形锁扣由凸凹相配的圆台25和凹环26组成，其中凸出的圆台25同心围绕在第二下模22的第一模腔24周围，内凹的凹环26同心围绕在第二上模21的第一模芯23周围，即第二上、下模21、22的分模面为阶梯面。圆台25的外圆与凹环26的孔壁间隙配合，间隙为0.5mm，在圆台25的顶面和凹环26的底面之间留有8mm空隙形成飞边桥27，预锻时第一模腔24中的多余金属挤至飞边桥27而形成飞边，它可产生阻力使金属充满型第一模腔24。
如图6和图8所示，在第一模芯23的中部和第一模腔24的底部分别设有安装顶出装置的阶梯形中心孔，阶梯形中心孔分别将第二上、下模21、22穿透，中心孔的大端分别位于第二上模21的上部和第二下模22的下部。顶出装置包括顶杆1、弹簧2、螺钉3和垫圈4，其中的顶杆1设有一侧带台阶的头部1a，该顶杆1穿过弹簧2***阶梯形中心孔中，弹簧2和顶杆1头部位于中心孔的大端孔中，垫圈4压在顶杆头部1a的台阶上，由螺钉3穿过垫圈4分别旋入第二上模21和第二下模22将顶杆1压装。当预锻完成后，第二上模21上行，压力机滑块和工作台上的顶柱分别向下和向上运动，穿过模架后将第二上、下模21、22中的顶杆1分别向下和向上顶，顶杆1分别从第一模芯23和第一模腔24的底部伸出，使预锻件脱离第二上、下模21、22，弹簧2用于顶杆1复位。
如图6和图8所示，第二上模21和第二下模22的顶面和底面分别设有定位孔28，在第二上模21和第二下模22上还分别均布有3个安装孔29，定位孔28用于将第二上模21和第二下模22定位在上、下模座上，通过安装孔29中的螺栓将第二上模21和第二下模22与上、下模座固定。
如图9所示的终锻模，由第三上模31和第三下模32组成，各组成部分的结构和连接关系与上述的预锻模基本相同：在终锻模第三上模31下部设有凸出的第二模芯33，在第三下模33上部设有内凹的第二模腔34，第二模芯33置于第二模腔34中且与该第二模腔34同轴线，在第二模芯33中部和第二模腔34底部的所设中心孔中分别装有顶出装置，其结构与预锻模中所装的顶出装置相同，圆台25同心围绕在第三下模32的第二模腔34周围，凹环26同心围绕在第三上模31的第二模芯33周围，圆台25的外圆与凹环26的孔壁间隙配合，间隙为0.5mm。终锻模与预锻模结构不同之处在于：第三上模31的圆台25顶面为内环高外环低的阶梯环面，其中圆台25顶面的内环面与凹环26的底面之间留有5mm空隙形成飞边桥37，圆台25顶面的外环面与凹环26的底面之间留有8mm空隙形成飞边仓38，围绕着飞边桥37外周的飞边仓38可容纳多余的金属材料。
镦粗模、预锻模和终锻模都安装在同一台热锻压力机上形成数个工步，热锻压力机滑块和水平工作台面上固定有模架，镦粗模的第一上模11和第一下模12直接安装在模架上，预锻模的第二上、下模21、22和终锻模的第三上、下模31、32分别与上、下模座连接后再安装在模架上。
Claims (7)
1、一种铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，其特征在于，按如下步骤进行：(1)、将坯料在800℃～1200℃温度范围内加热；(2)、将所述坯料放入镦粗模成型镦粗为外形与预锻模模腔侧壁相适的成型坯料；(3)、将所述成型坯料放入带环形锁扣的预锻模预锻，获得壁厚均匀的预锻件；(4)、将所述预锻件放入带环形锁扣的终锻模进行终锻；(5)、将成型后的锻件进行切边修整；
所述镦粗模，包括第一上模(11)和第一下模(12)，所述第一上模(11)的下部设有开口于下表面的碗形型腔(13)，在所述第一下模(12)的上表面上设有与所述碗形型腔(13)相对的同轴线碟形凹坑(14)，所述碗形型腔(13)的侧壁延长线与所述碟形凹坑(14)盘底的边缘相交；
所述环形锁扣由所述预锻模和所述终锻模的上、下模分模面上凸凹相配的圆台(25)和凹环(26)组成，所述圆台(25)的外圆与所述凹环(26)的孔壁间隙配合，在所述圆台(25)的顶面和所述凹环(26)的底面之间留有空隙形成飞边槽。
2、根据权利要求1所述的铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，其特征在于：在所述镦粗模的第一上模(11)和所述第一下模(12)一侧的相对面上，各自向内设有相对的台阶面(15)；在成型镦粗前，先将所述坯料放在所述台阶面(15)上预镦，去除氧化皮，然后将坯料放置在所述第一下模(12)的碟形凹坑(14)中，由所述第一上模(11)将坯料成型镦粗。
3、根据权利要求1或2所述的铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，其特征在于：所述第一上模(1)的碗形型腔(13)口部倒圆。
4、根据权利要求1所述的铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，其特征在于：所述预锻模，包括第二上模(21)和第二下模(22)，在所述第二上模(21)下部设有凸出的第一模芯(23)，在所述第二下模(23)上部设有内凹的第一模腔(24)，所述第一模芯(23)置于所述第一模腔(24)中且与该第一模腔(24)同轴线，在所述第一模芯(23)中部和所述第一模腔(24)底部的所设中心孔中分别装有顶出装置，所述圆台(25)同心围绕在所述第二下模(22)的第一模腔(24)周围，所述凹环(26)同心围绕在所述第二上模(21)的第一模芯(23)周围，所述圆台(25)的顶面为平面且与所述凹环(26)的底面之间留有空隙形成飞边桥(27)。
5、根据权利要求1所述的铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，其特征在于：所述终锻模包括第三上模(31)和第三下模(32)，在所述第三上模(31)下部设有凸出的第二模芯(33)，在所述第三下模(33)上部设有内凹的第二模腔(34)，所述第二模芯(33)置于所述第二模腔(34)中且与该第二模腔(34)同轴线，在所述第二模芯(33)中部和所述第二模腔(34)底部的所设中心孔中分别装有顶出装置，所述圆台(25)同心围绕在所述第三下模(32)的第二模腔(34)周围，所述凹环(26)同心围绕在所述第三上模(31)的第二模芯(33)周围，所述圆台(25)的顶面为内环高外环低的阶梯环面，在该阶梯环面和所述凹环(26)的底面之间留有空隙形成飞边桥(37)和飞边仓(38)。
6、根据权利要求4或5所述的铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，其特征在于：所述顶出装置包括顶杆(1)、弹簧(2)、螺钉(3)和垫圈(4)，所述顶杆(1)设有一侧带台阶的头部(1a)，该顶杆(1)穿过所述弹簧(2)由所述螺钉(3)和垫圈(4)压装在所述第一、二模芯(13、23)中部或第一、二模腔(14、24)底部的所设中心孔中，所述垫圈(4)压在所述顶杆头部(1a)的台阶上，所述螺钉(3)穿过垫圈(4)旋入所述第一、二上模(11、21)或第一、二下模(12、22)。
7、根据权利要求1所述的铁路货车缓冲器推力锥的锻造方法，其特征在于：所述圆台(25)的外圆与所述凹环(26)的孔壁之间的间隙为0.4～0.6mm。
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