阅读说明：本技术 公铁两用车专用的轨道车轮锻件及其制造方法 (Special rail wheel forging for road-rail vehicle and manufacturing method thereof ) 是由 任启华 李新军 纪宝华 许善军 李云瑞 于 2020-05-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了公铁两用车专用的轨道车轮锻件及其制造方法,它由车轮通孔锻件构成,车轮通孔锻件的顶面设有上环槽,车轮通孔锻件的底面设有下环槽,车轮通孔锻件的中部设有通孔,通孔的两端都呈喇叭口状。它由以下步骤完成：下料；中频加热；采用1600T双工位伺服油压机上的预制模具墩粗冲孔制成预制坯；采用1600T双工位伺服油压机上的预锻模具锻造成预锻件；采用4000T电动螺旋压力机上的模具将预锻件精锻成车轮通孔锻件。本发明结构简单,容易制作,工艺简单,无连皮,无需冲床的冲孔工序,通孔的两端不存在折叠隐患,省时省力,降低了劳动强度,延长了4000T电动螺旋压力机的模具的使用寿命,降低了企业的生产成本。(The invention discloses a rail wheel forging special for a road-rail dual-purpose vehicle and a manufacturing method thereof. It is completed by the following steps: blanking; intermediate frequency heating; manufacturing a prefabricated blank by upsetting and punching a prefabricated die on a 1600T double-station servo oil press; forging the pre-forging die on a 1600T double-station servo oil press into a pre-forging piece; and (3) precisely forging the pre-forging piece into the wheel through hole forging piece by adopting a die on a 4000T electric screw press. The invention has simple structure, easy manufacture, simple process, no continuous skin, no punching process of a punch press, no hidden folding trouble at two ends of the through hole, time and labor saving, labor intensity reduction, service life prolongation of the die of the 4000T electric screw press and production cost reduction of enterprises.)

公铁两用车专用的轨道车轮锻件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种公铁两用车用的轨道车轮盲孔锻件生产工艺的改进，具体的说是一种公铁两用车专用的轨道车轮锻件及其制造方法。

背景技术

公铁两用车又称路轨两用车，是指可在公路行走和轨道快速运行的专用牵引车，主要用于轨道牵引、调车作业。公铁两用车专用的轨道车轮作为公铁两用车的重要行走部件和核心关键安全部件，在车辆运行中承担车辆承载、行驶、导向和制动的功能，由于公铁两用车专用的轨道车轮的运行工况极为复杂，所以对其强韧性、耐磨性、抗热裂性、抗疲劳性、抗剥离性都有极高的要求。目前，国内外公铁两用车专用的轨道车轮的成形方法主要有铸造法、锻造轧制法和全模锻法。其中，铸造法常用来成形轮辋厚度不大，不再重修的一次性铸钢车轮；锻造轧制法又称压轧法，在世界各地得到了广泛应用，但其工序多，需要轮轧机等专用设备；全模锻法生产的车轮尺寸公差和余量相对较小，使得金属消耗减少，同时由于减少了机组的数量和工序，从而简化了工艺流程，车轮的质量和性能也较高；这种全模锻法首先要制作车轮盲孔锻件，再经过冲孔工序，最后经过热处理、精加工和喷涂，得到公铁两用车专用的轨道车轮成品。

全模锻法工艺中的车轮盲孔锻件的结构如图1所示，这种车轮盲孔锻件，由车轮盲孔锻件本体1构成，在车轮盲孔锻件本体1的顶面设有上环槽2和上盲孔4，车轮盲孔锻件本体1的底面设有下环槽3和下盲孔5，上盲孔4和下盲孔5的中心线都与车轮盲孔锻件本体1的中心线重合，上环槽2与下环槽3之间为辐板，上盲孔4与下盲孔5之间为连皮，上盲孔4和下盲孔5都呈喇叭口状。

这种车轮盲孔锻件的制造方法，由以下步骤完成：（1）、下料：选用40CrNiMoA材料的棒材，按不同型号的轨道车轮选择切割的重量，采用圆盘锯切割成坯料，如10吋直径的轨道车轮，则控制下料重量为39.3±0.05千克；（2）、中频加热：将切割下来的坯料放入1250KW中频感应加热炉中加热，料坯加热到温度1150±50℃；（3）、镦粗呈饼状：将加热后的坯料运送到1600吨伺服油压机上，1600吨伺服油压机采用整体平面上模和整体平面下模进行镦粗呈饼状；（4）、精锻成车轮盲孔锻件：采用4000T电动螺旋压力机进行精锻，4000T电动螺旋压力机采用的模具与图1中所示的车轮盲孔锻件本体1上的上环槽2、下环槽3、上盲孔4和下盲孔5相适配，经过精锻后，制成车轮盲孔锻件。

传统车轮盲孔锻件的制造方法的不足之处在于：这种车轮盲孔锻件需要经过后续的冲孔加工工序，采用冲床将连皮整体冲出，工序复杂，费时费力，劳动强度较大，进行冲孔时易产生撕裂，降低了成品率；在精锻成车轮盲孔锻件工序中，上盲孔和下盲孔都存在折叠隐患，4000T电动螺旋压力机的模具容易磨损，易开裂，使用寿命短，提高了企业的生产成本。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种结构简单，容易制作，无连皮，通孔的两端不存在折叠隐患的公铁两用车专用的轨道车轮锻件。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该公铁两用车专用的轨道车轮锻件，其特征在于：它由车轮通孔锻件构成，在车轮通孔锻件的顶面设有上环槽，车轮通孔锻件的底面设有下环槽，车轮通孔锻件的中部设有通孔，通孔的中心线与车轮通孔锻件的中心线重合，上环槽与下环槽之间为辐板，通孔的两端都呈喇叭口状。

本发明的另一个目的在于提供一种工艺简单，无需冲床的冲孔工序，省时省力，降低劳动强度，延长4000T电动螺旋压力机的模具的使用寿命，提高锻件材料利用率的公铁两用车专用的轨道车轮锻件的制造方法。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：上述的公铁两用车专用的轨道车轮锻件的制造方法，其特征在于：它由以下步骤完成：

（一）、下料：选用40CrNiMoA材料的棒材，按不同型号的轨道车轮选择切割的重量，采用圆盘锯切割成坯料；

（二）、中频加热：将切割下来的坯料放入1250KW中频感应加热炉中加热，料坯加热到温度1150±50℃；

（三）、采用1600T双工位伺服油压机上的预制模具墩粗冲孔制成预制坯：将加热后的坯料运送到1600T双工位伺服油压机上，所述的1600T双工位伺服油压机上的预制模具由预制坯下模、液压柱、预制坯上模和冲头构成，预制坯下模的中心孔内设有液压柱，预制坯上模的中心孔内设有冲头，冲头和液压柱的直径相同，冲头和液压柱的中心线重合；加热后的坯料放置在预制坯下模和液压柱的顶面，1600T双工位伺服油压机使预制坯上模和冲头同步下压，使加热后的坯料镦粗呈饼状，然后，冲头和液压柱同步下行，冲出直孔，制得预制坯；

（四）、采用1600T双工位伺服油压机上的预锻模具锻造成预锻件：将预制坯放置到1600T双工位伺服油压机上的预锻模具上，所述的1600T双工位伺服油压机上的预锻模具由预锻下模套、预锻托料板、预锻下环槽成型凸环、预锻通孔下部凸环、预锻上模、预锻上环槽成型凸环和预锻通孔支撑柱构成，在预锻下模套的模腔内设有预锻托料板，预锻托料板的上端面设有预锻下环槽成型凸环和预锻通孔下部凸环，预锻上模的下端面设有预锻上环槽成型凸环和预锻通孔支撑柱，预锻通孔支撑柱和预锻通孔下部凸环相适配，预锻通孔支撑柱的上端为圆台状；预制坯放置到预锻下模套的模腔内，预锻上模下压，预锻通孔支撑柱的下端插入预制坯的直孔内，然后，预锻上环槽成型凸环在预制坯的顶面压出预锻上环槽，预锻下环槽成型凸环在预制坯的底面压出预锻下环槽，预锻通孔下部凸环将直孔的下端制成喇叭口状，预锻通孔支撑柱的上端将直孔的上端制成喇叭口状，制得预锻件；

（五）、采用4000T电动螺旋压力机上的模具将预锻件精锻成车轮通孔锻件：所述的4000T电动螺旋压力机上的模具由锻件下模套、锻件托料板、锻件下环槽成型凸环、锻件通孔下部凸环、锻件上模、锻件上环槽成型凸环和锻件通孔支撑柱构成，锻件下模套的模腔内设有锻件托料板，锻件托料板的上端面设有锻件下环槽成型凸环和锻件通孔下部凸环，锻件上模的下端面设有锻件上环槽成型凸环和锻件通孔支撑柱，锻件通孔支撑柱和锻件通孔下部凸环相适配，锻件通孔支撑柱的上端为圆台状；预锻件放置在锻件下模套的模腔内，4000T电动螺旋压力机使锻件上模下压，锻件通孔支撑柱的下端插入预锻件的预锻通孔内，锻件上环槽成型凸环将预锻上环槽压制成型为上环槽，锻件下环槽成型凸环将预锻下环槽压制成型为下环槽，锻件通孔下部凸环对预锻通孔的下端定型，锻件通孔支撑柱的上端面对预锻通孔的上端定型，从而使预锻通孔定型为通孔，制得车轮通孔锻件。

本发明的有益效果在于：结构简单，容易制作，工艺简单，无连皮，无需冲床的冲孔工序，通孔的两端不存在折叠隐患，省时省力，降低了劳动强度，延长了4000T电动螺旋压力机的模具的使用寿命，降低了企业的生产成本。

附图说明

图1为现有技术中的车轮盲孔锻件的结构剖视示意图；

图2为本发明的预制坯的结构剖视示意图；

图3为本发明的预锻件的结构剖视示意图；

图4为本发明的车轮通孔锻件的结构剖视示意图；

图5为本发明的1600T双工位伺服油压机上的预制模具的结构剖视示意图；

图6为本发明的1600T双工位伺服油压机上的预锻模具的结构剖视断面示意图；

图7为本发明的4000T电动螺旋压力机上的模具的结构剖视断面示意图。

图中：1、车轮盲孔锻件本体；2、上环槽；3、下环槽；4、上盲孔；5、下盲孔；6、预制坯；7、直孔；8、预锻件；9、预锻上环槽；10、预锻下环槽；11、预锻通孔；12、车轮通孔锻件；13、通孔；14、液压柱；15、预制坯下模；16、预制坯上模；17、冲头；18、预锻下模套；19、预锻下环槽成型凸环；20、预锻通孔下部凸环；21、预锻上模；22、预锻上环槽成型凸环；23、预锻通孔支撑柱；24、锻件下模套；25、锻件下环槽成型凸环；26、锻件通孔下部凸环；27、锻件上模；28、锻件上环槽成型凸环；29、预锻托料板；30、锻件通孔支撑柱；31、锻件托料板。

具体实施方式

参照图2、图3、图4、图5、图6、图7制作本发明。

该公铁两用车专用的轨道车轮锻件，如图4所示，其特征在于：它由车轮通孔锻件12构成，在车轮通孔锻件12的顶面设有上环槽2，车轮通孔锻件12的底面设有下环槽3，车轮通孔锻件12的中部设有通孔13，通孔13的中心线与车轮通孔锻件12的中心线重合，上环槽2与下环槽3之间为辐板，通孔13的两端都呈喇叭口状。

上述的公铁两用车专用的轨道车轮锻件的制造方法，其特征在于：它由以下步骤完成：

（一）、下料：选用40CrNiMoA材料的棒材，按不同型号的轨道车轮选择切割的重量，采用圆盘锯切割成坯料，如10吋直径的轨道车轮，则控制下料重量为39.3±0.05千克；

（二）、中频加热：将切割下来的坯料放入1250KW中频感应加热炉中加热，料坯加热到温度1150±50℃；

（三）、采用1600T双工位伺服油压机上的预制模具墩粗冲孔制成预制坯6：将加热后的坯料运送到1600T双工位伺服油压机上，所述的1600T双工位伺服油压机上的预制模具由预制坯下模15、液压柱14、预制坯上模16和冲头17构成，如图5所示，预制坯下模15的中心孔内设有液压柱14，预制坯上模16的中心孔内设有冲头17，冲头17和液压柱14的直径相同，冲头17和液压柱14的中心线重合；加热后的坯料放置在预制坯下模15和液压柱14的顶面，1600T双工位伺服油压机使预制坯上模16和冲头17同步下压，使加热后的坯料镦粗呈饼状，然后，冲头17和液压柱14同步下行，冲出直孔7，制得预制坯6；

（四）、采用1600T双工位伺服油压机上的预锻模具锻造成预锻件8：将预制坯6放置到1600T双工位伺服油压机上的预锻模具上，所述的1600T双工位伺服油压机上的预锻模具由预锻下模套18、预锻托料板29、预锻下环槽成型凸环19、预锻通孔下部凸环20、预锻上模21、预锻上环槽成型凸环22和预锻通孔支撑柱23构成，如图6所示，在预锻下模套18的模腔内设有预锻托料板29，预锻托料板29的上端面设有预锻下环槽成型凸环19和预锻通孔下部凸环20，预锻上模21的下端面设有预锻上环槽成型凸环22和预锻通孔支撑柱23，预锻通孔支撑柱23和预锻通孔下部凸环20相适配，预锻通孔支撑柱23的上端为圆台状；预制坯6放置到预锻下模套18的模腔内，预锻上模21下压，预锻通孔支撑柱23的下端插入预制坯6的直孔7内，然后，预锻上环槽成型凸环22在预制坯6的顶面压出预锻上环槽9，预锻下环槽成型凸环19在预制坯6的底面压出预锻下环槽10，预锻通孔下部凸环20将直孔7的下端制成喇叭口状，预锻通孔支撑柱23的上端将直孔7的上端制成喇叭口状，制得预锻件8；

（五）、采用4000T电动螺旋压力机上的模具将预锻件8精锻成车轮通孔锻件12：所述的4000T电动螺旋压力机上的模具由锻件下模套24、锻件托料板31、锻件下环槽成型凸环25、锻件通孔下部凸环26、锻件上模27、锻件上环槽成型凸环28和锻件通孔支撑柱30构成，如图7所示，锻件下模套24的模腔内设有锻件托料板31，锻件托料板31的上端面设有锻件下环槽成型凸环25和锻件通孔下部凸环26，锻件上模27的下端面设有锻件上环槽成型凸环28和锻件通孔支撑柱30，锻件通孔支撑柱30和锻件通孔下部凸环26相适配，锻件通孔支撑柱30的上端为圆台状；预锻件8放置在锻件下模套24的模腔内，4000T电动螺旋压力机使锻件上模27下压，锻件通孔支撑柱30的下端插入预锻件8的预锻通孔11内，锻件上环槽成型凸环28将预锻上环槽9压制成型为上环槽2，锻件下环槽成型凸环25将预锻下环槽10压制成型为下环槽3，锻件通孔下部凸环26对预锻通孔11的下端定型，锻件通孔支撑柱30的上端面对预锻通孔11的上端定型，从而使预锻通孔11定型为通孔13，制得车轮通孔锻件12。

将本发明制得的车轮通孔锻件12，再经过传统工艺的热处理、精加工和喷涂，得到公铁两用车专用的轨道车轮成品。