CN106002111B - 一种起重机单梁行走轮锻造工艺 - Google Patents
一种起重机单梁行走轮锻造工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种起重机单梁行走轮锻造工艺，所述的锻造工艺包括原材料成分检验、原材料金相分析、自动下料、自动上料、毛坯料加热、毛坯料自动工位转换、第一次锻压、第二次锻压、冲中心孔、扩中心孔、碾槽成型、工件控温冷却、工位转换、初步机加工、数字机床精加工、热处理和检验入库，本发明具有质量高、能源消耗低、材料损耗小、生产效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于起重机设备技术领域，具体涉及一种起重机单梁行走轮锻造工艺。
背景技术
起重机车轮既是重要承载件又是关键的运行部件，它的质量决定着起重机是否能够安全可靠的工作，它影响起重机工作效率、影响着起重机使用年限、寿命，另外该零部件数量较多，每台起重机最少需要8套，因此影响较大，目前国外起重机车轮主要为球铁材质，以铸造工艺方法成型为主；国内起重机车轮以铸钢材质为主，主要以铸造工艺方法成型为主，只有尺寸较小，结构比较简单的车轮采用传统锻造工艺方法生产制造，而传统的锻压工艺生产存在原材料消耗大、后续加工量大、制造环境恶劣等问题；传统的铸造工艺除存在上述缺陷外，还存在内部缺陷多、组织不致密、强度低等问题，因此，开发一种质量高、能源消耗低、材料损耗小、生产效率高的起重机单梁行走轮锻造工艺具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种质量高、能源消耗低、材料损耗小、生产效率高的起重机单梁行走轮锻造工艺。
本发明的目的是这样实现的：一种起重机单梁行走轮锻造工艺，所述的锻造工艺包括如下步骤：
步骤1：原材料成分检验，对选取的原料采用观察的方式进行表面检测和采用超声波的方式对内部缺陷进行检测，并选取初合格的原材料；
步骤2：原材料金相分析，将步骤1中选取的初合格的原材料采用定量金相学原理进行金相分析，并选取最终合格的原材料；
步骤3：自动下料，将步骤2中选取出的最终合格的原材料采用下料机床定量切割下料；
步骤4：自动上料，利用上料机将步骤3中得到的切段后的原材料送入加热装置；
步骤5：毛坯料加热，利用加热装置对切断后的原材料进行加热处理，其中加热温度控制在1050-1200℃的范围内，加热时间为10min—15min；
步骤6：毛坯料自动工位转换，将步骤5加热后的原材料送入锻压机床；
步骤7：第一次锻压，利用锻压机床对加热后的原材料进行锻压，其中锻压压力为15MPa，锻压次数为1次；
步骤8：第二次锻压，将步骤7得到的锻压后的原材料利用锻压机床进行第二次锻压，其中锻压压力为20MPa，锻压次数为1次；
步骤9：冲中心孔，将步骤8得到的原材料利用冲孔机床进行冲中心孔，其中冲中心孔的压力为3-4MPa，中心孔的直径为75mm；
步骤10：扩中心孔,将步骤9得到的冲中心孔后的原材料在扩孔机床上进行扩中心孔，其中扩中心孔的压力为15MPa，扩中心孔后的直径为147mm；
步骤11：碾槽成型，将步骤10得到的扩中心孔后的原材料在成型机上进行碾槽，得到成型车轮；其中碾槽压力为15MPa，碾槽深度为25mm，碾槽宽度为65mm；
步骤12：工件控温冷却，将步骤11得到的成型车轮在空冷环境中进行冷却至常温，其中冷却时间为至少12h；
步骤13：工位转换，将步骤12中得到的冷却后的成型车轮输送到数字机床上；
步骤14：初步机加工，利用车床机床对成型车轮进行初加工，其中加工部位为车轮外圆、中心孔、车轮轮槽，且加工的车轮外圆、中心孔和车轮轮槽的平行度和圆周度均达到为9级左右，并留精加工余量；
步骤15：数字机床精加工，将步骤14得到的初加工后的车轮在数字机床上进行精加工，其中加工部位为车轮外圆、中心孔、车轮轮槽，且加工的车轮外圆、车轮轮槽的平行度和圆周度分别均达到为7级，中心孔的圆周度达到6级；
步骤16：热处理，在中频淬火机床上进行热处理，并在常温、常压的环境中进行冷却至常温，得到成品车轮；
步骤17：检验入库，对步骤16中得到的成品车轮进行检验，并将合格的车轮存放入库。
所述的步骤5中的加热时间优选10min。
所述的步骤12中的冷却时间优选12h。
所述的步骤17中的检验包括车轮尺寸检验、形位公差检验和热处理硬度检验。
本发明的有益效果：本发明采用智能流水线将锻压和碾压轧制工艺融为一体，实现低温态成型，从毛坯下料、上料、加热、初锻、碾压成型、成品输出等各工序实现自动化流水作业，该工艺与传统的锻压工艺比较具有以下优点：1、从车轮产品性能来说，经过锻压、碾压复合成型的车轮组织更细密、晶格进一步细化、彻底消除了内部气孔、缩松等缺陷，车
轮强度得到进一步加工强化，使得车轮的承载能力和抗疲劳强度进一步提高，明显的提高了车轮的使用寿命；2、锻压、碾压复合成型工艺生产的车轮，轮孔和轮槽是在压力作用下碾压成型的，原材料得到充分利用，传统的锻压工艺方法，车轮的轮槽是无法成型的必须依靠后续机加工才能成型，采用锻造碾压复合工艺既能够制作出内孔又能碾压出外周沟槽，与传统的锻压成型工艺比较，明显的降低了原材料消耗，有利于降低成本，提高产品市场竞争力；3、该工艺生产是在连续流水线上进行的，工序间热量散失较小，加热过程是在密闭的连续环境进行的，明显降低了热能损耗，提高了能源利用率，实现了节能减排生产，对于降低碳排放，保护环境具有重要意义；4、从产品零件图到锻压毛坯用材量，实现数字化精密计算工艺消耗量和后续加工予留量，计算信息传输给下料设备实现智能下料；5、该工艺生产出的车轮尺寸精度较高，可以明显的节省后续精加工时间和费用，有利于提高生产效率和降低生产成本，提高产品市场竞争力；6、该工艺从毛坯下料、上料、加热、成型等全过程实现自动化，明显的降低了工人劳动强度，改善了工人劳动环境，有利于保证工人职业健康；7、该工艺各工序工位周转实现自动化作业，该项目的成功实施将显著提高起重机车轮生产周期，提高起重机生产效率。
具体实施例
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种起重机单梁行走轮锻造工艺，所述的锻造工艺包括如下步骤：步骤1：原材料成分检验，对选取的原料采用观察的方式进行表面检测和采用超声波的方式对内部缺陷进行检测，并选取初合格的原材料；步骤2：原材料金相分析，将步骤1中选取的初合格的原材料采用定量金相学原理进行金相分析，并选取最终合格的原材料；步骤3：自动下料，将步骤2中选取出的最终合格的原材料采用下料机床定量切割下料；步骤4：自动上料，利用上料机将步骤3中得到的切段后的原材料送入加热装置；步骤5：毛坯料加热，利用加热装置对切断后的原材料进行加热处理，其中加热温度为1050℃，加热时间为10min；步骤6：毛坯料自动工位转换，将步骤5加热后的原材料送入锻压机床；步骤7：第一次锻压，利用锻压机床对加热后的原材料进行锻压，其中锻压压力为15MPa，锻压次数为1次；步骤8：第二次锻压，将步骤7得到的锻压后的原材料利用锻压机床进行第二次锻压，其中锻压压力为20MPa，锻压次数为1次；步骤9：冲中心孔，将步骤8得到的原材料利用冲孔机床进行冲中心孔，其中冲中心孔的压力为3MPa，中心孔的直径为75mm；步骤10：扩中心孔,将步骤9得到的冲中心孔后的原材料在扩孔机床上进行扩中心孔，其中扩中心孔的压力为15MPa，扩中心孔后的直径为147mm；步骤11：碾槽成型，将步骤10得到的扩中心孔后的原材料在成型机上进行碾槽，得到成型车轮；其中碾槽压力为15MPa，碾槽深度为25mm，碾槽宽度为65mm；步骤12：工件控温冷却，将步骤11得到的成型车轮在空冷环境中进行冷却至常温，其中冷却时间为至少12h；步骤13：工位转换，将步骤12中得到的冷却后的成型车轮输送到数字机床上；步骤14：初步机加工，利用车床机床对成型车轮进行初加工，其中加工部位为车轮外圆、中心孔、车轮轮槽，且加工的车轮外圆、中心孔和车轮轮槽的平行度和圆周度均达到为9级左右，并留精加工余量；步骤15：数字机床精加工，将步骤14得到的初加工后的车轮在数字机床上进行精加工，其中加工部位为车轮外圆、中心孔、车轮轮槽，且加工的车轮外圆、车轮轮槽的平行度和圆周度分别均达到为7级，中心孔的圆周度达到6级；步骤16：热处理，在中频淬火机床上进行热处理，并在常温、常压的环境中进行冷却至常温，得到成品车轮；步骤17：检验入库，对步骤16中得到的成品车轮进行检验，并将合格的车轮存放入库。
本发明采用智能流水线将锻压和碾压轧制工艺融为一体，实现低温态成型，从毛坯下料、上料、加热、初锻、碾压成型、成品输出等各工序实现自动化流水作业，该工艺与传统的锻压工艺比较具有以下优点：1、从车轮产品性能来说，经过锻压、碾压复合成型的车轮组织更细密、晶格进一步细化、彻底消除了内部气孔、缩松等缺陷，车轮强度得到进一步加工强化，使得车轮的承载能力和抗疲劳强度进一步提高，明显的提高了车轮的使用寿命；2、锻压、碾压复合成型工艺生产的车轮，轮孔和轮槽是在压力作用下碾压成型的，原材料得到充分利用，传统的锻压工艺方法，车轮的轮槽是无法成型的必须依靠后续机加工才能成型，采用锻造碾压复合工艺既能够制作出内孔又能碾压出外周沟槽，与传统的锻压成型工艺比较，明显的降低了原材料消耗，有利于降低成本，提高产品市场竞争力；3、该工艺生产是在连续流水线上进行的，工序间热量散失较小，加热过程是在密闭的连续环境进行的，明显降低了热能损耗，提高了能源利用率，实现了节能减排生产，对于降低碳排放，保护环境具有重要意义；4、从产品零件图到锻压毛坯用材量，实现数字化精密计算工艺消耗量和后续加工予留量，计算信息传输给下料设备实现智能下料；5、该工艺生产出的车轮尺寸精度较高，可以明显的节省后续精加工时间和费用，有利于提高生产效率和降低生产成本，提高产品市场竞争力；6、该工艺从毛坯下料、上料、加热、成型等全过程实现自动化，明显的降低了工人劳动强度，改善了工人劳动环境，有利于保证工人职业健康；7、该工艺各工序工位周转实现自动化作业，该项目的成功实施将显著提高起重机车轮生产周期，提高起重机生产效率。
实施例2
一种起重机单梁行走轮锻造工艺，所述的锻造工艺包括如下步骤：步骤1：原材料成分检验，对选取的原料采用观察的方式进行表面检测和采用超声波的方式对内部缺陷进行检测，并选取初合格的原材料；步骤2：原材料金相分析，将步骤1中选取的初合格的原材料采用定量金相学原理进行金相分析，并选取最终合格的原材料；步骤3：自动下料，将步骤2中选取出的最终合格的原材料采用下料机床定量切割下料；步骤4：自动上料，利用上料机将步骤3中得到的切段后的原材料送入加热装置；步骤5：毛坯料加热，利用加热装置对切断后的原材料进行加热处理，其中加热温度为1200℃，加热时间为15min；步骤6：毛坯料自动工位转换，将步骤5加热后的原材料送入锻压机床；步骤7：第一次锻压，利用锻压机床对加热后的原材料进行锻压，其中锻压压力为15MPa，锻压次数为1次；步骤8：第二次锻压，将步骤7得到的锻压后的原材料利用锻压机床进行第二次锻压，其中锻压压力为20MPa，锻压次数为1次；步骤9：冲中心孔，将步骤8得到的原材料利用冲孔机床进行冲中心孔，其中冲中心孔的压力为4MPa，中心孔的直径为75mm；步骤10：扩中心孔,将步骤9得到的冲中心孔后的原材料在扩孔机床上进行扩中心孔，其中扩中心孔的压力为15MPa，扩中心孔后的直径为147mm；步骤11：碾槽成型，将步骤10得到的扩中心孔后的原材料在成型机上进行碾槽，得到成型车轮；其中碾槽压力为15MPa，碾槽深度为25mm，碾槽宽度为65mm；步骤12：工件控温冷却，将步骤11得到的成型车轮在空冷环境中进行冷却至常温，其中冷却时间为至少12h；步骤13：工位转换，将步骤12中得到的冷却后的成型车轮输送到数字机床上；步骤14：初步机加工，利用车床机床对成型车轮进行初加工，其中加工部位为车轮外圆、中心孔、车轮轮槽，且加工的车轮外圆、中心孔和车轮轮槽的平行度和圆周度均达到为9级左右，并留精加工余量；步骤15：数字机床精加工，将步骤14得到的初加工后的车轮在数字机床上进行精加工，其中加工部位为车轮外圆、中心孔、车轮轮槽，且加工的车轮外圆、车轮轮槽的平行度和圆周度分别均达到为7级，中心孔的圆周度达到6级；步骤16：热处理，在中频淬火机床上进行热处理，并在常温、常压的环境中进行冷却至常温，得到成品车轮；步骤17：检验入库，对步骤16中得到的成品车轮进行检验，并将合格的车轮存放入库，所述的步骤17中的检验包括车轮尺寸检验、形位公差检验和热处理硬度检验。
本发明的有益效果：本发明采用智能流水线将锻压和碾压轧制工艺融为一体，实现低温态成型，从毛坯下料、上料、加热、初锻、碾压成型、成品输出等各工序实现自动化流水作业，该工艺与传统的锻压工艺比较具有以下优点：1、从车轮产品性能来说，经过锻压、碾压复合成型的车轮组织更细密、晶格进一步细化、彻底消除了内部气孔、缩松等缺陷，车轮强度得到进一步加工强化，使得车轮的承载能力和抗疲劳强度进一步提高，明显的提高了车轮的使用寿命；2、锻压、碾压复合成型工艺生产的车轮，轮孔和轮槽是在压力作用下碾压成型的，原材料得到充分利用，传统的锻压工艺方法，车轮的轮槽是无法成型的必须依靠后续机加工才能成型，采用锻造碾压复合工艺既能够制作出内孔又能碾压出外周沟槽，与传统的锻压成型工艺比较，明显的降低了原材料消耗，有利于降低成本，提高产品市场竞争力；3、该工艺生产是在连续流水线上进行的，工序间热量散失较小，加热过程是在密闭的连续环境进行的，明显降低了热能损耗，提高了能源利用率，实现了节能减排生产，对于降低碳排放，保护环境具有重要意义；4、从产品零件图到锻压毛坯用材量，实现数字化精密计算工艺消耗量和后续加工予留量，计算信息传输给下料设备实现智能下料；5、该工艺生产出的车轮尺寸精度较高，可以明显的节省后续精加工时间和费用，有利于提高生产效率和降低生产成本，提高产品市场竞争力；6、该工艺从毛坯下料、上料、加热、成型等全过程实现自动化，明显的降低了工人劳动强度，改善了工人劳动环境，有利于保证工人职业健康；7、该工艺各工序工位周转实现自动化作业，该项目的成功实施将显著提高起重机车轮生产周期，提高起重机生产效率。
Claims (4)
1.一种起重机单梁行走轮锻造工艺，其特征在于：所述的锻造工艺包括如下步骤：
步骤1：原材料成分检验，对选取的原料采用观察的方式进行表面检测和采用超声波的方式对内部缺陷进行检测，并选取初合格的原材料；
步骤2：原材料金相分析，将步骤1中选取的初合格的原材料采用定量金相学原理进行金相分析，并选取最终合格的原材料；
步骤3：自动下料，将步骤2中选取出的最终合格的原材料采用下料机床定量切割下料；
步骤4：自动上料，利用上料机将步骤3中得到的切段后的原材料送入加热装置；
步骤5：毛坯料加热，利用加热装置对切断后的原材料进行加热处理，其中加热温度控制在1050-1200℃的范围内，加热时间为10min—15min；
步骤6：毛坯料自动工位转换，将步骤5加热后的原材料送入锻压机床；
步骤7：第一次锻压，利用锻压机床对加热后的原材料进行锻压，其中锻压压力为15MPa，锻压次数为1次；
步骤8：第二次锻压，将步骤7得到的锻压后的原材料利用锻压机床进行第二次锻压，其中锻压压力为20MPa，锻压次数为1次；
步骤9：冲中心孔，将步骤8得到的原材料利用冲孔机床进行冲中心孔，其中冲中心孔的压力为3-4MPa，中心孔的直径为75mm；
步骤10：扩中心孔,将步骤9得到的冲中心孔后的原材料在扩孔机床上进行扩中心孔，其中扩中心孔的压力为15MPa，扩中心孔后的直径为147mm；
步骤11：碾槽成型，将步骤10得到的扩中心孔后的原材料在成型机上进行碾槽，得到成型车轮；其中碾槽压力为15MPa，碾槽深度为25mm，碾槽宽度为65mm；
步骤12：工件控温冷却，将步骤11得到的成型车轮在空冷环境中进行冷却至常温，其中冷却时间为至少12h；
步骤13：工位转换，将步骤12中得到的冷却后的成型车轮输送到数字机床上；
步骤14：初步机加工，利用车床机床对成型车轮进行初加工，其中加工部位为车轮外圆、中心孔、车轮轮槽，且加工的车轮外圆、中心孔和车轮轮槽的平行度和圆周度均达到为9级左右，并留精加工余量；
步骤15：数字机床精加工，将步骤14得到的初加工后的车轮在数字机床上进行精加工，其中加工部位为车轮外圆、中心孔、车轮轮槽，且加工的车轮外圆、车轮轮槽的平行度和圆周度分别均达到为7级，中心孔的圆周度达到6级；
步骤16：热处理，在中频淬火机床上进行热处理，并在常温、常压的环境中进行冷却至常温，得到成品车轮；
步骤17：检验入库，对步骤16中得到的成品车轮进行检验，并将合格的车轮存放入库。
2.如权利要求1所述的一种起重机单梁行走轮锻造工艺，其特征在于：所述的步骤5中的加热时间优选10min。
3.如权利要求1所述的一种起重机单梁行走轮锻造工艺，其特征在于：所述的步骤12中的冷却时间优选12h。
4.如权利要求1所述的一种起重机单梁行走轮锻造工艺，其特征在于：所述的步骤17中的检验包括车轮尺寸检验、形位公差检验和热处理硬度检验。
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| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211105 Address after: 453400 intersection of Kuangshan road and Weisan Road, Changyuan Industrial Zone, Xinxiang City, Henan Province Patentee after: HENAN MINE CRANE Co.,Ltd. Patentee after: Henan Kuangyuan mine crane Research Institute Co.,Ltd. Address before: 453400 intersection of Kuangkuang road and Weisan Road, Changyuan Industrial Zone, Xinxiang City, Henan Province Patentee before: HENAN MINE CRANE Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20161012 Assignee: Changyuan Chichuan Heavy Industry Co.,Ltd. Assignor: HENAN MINE CRANE Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980037795 Denomination of invention: A Forging Process for Single Beam Traveling Wheel of a Crane Granted publication date: 20180417 License type: Common License Record date: 20230711 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |