阅读说明：本技术 一种车轮成型封闭模腔排水装置 (Drainage device for closed mold cavity for wheel forming ) 是由 许章泽 傅立东 王健 张磊 赵慧 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种车轮成型封闭模腔排水装置,属于整体辗钢火车车轮热成形工艺领域。本发明的一种车轮成型封闭模腔排水装置,包括上模座和下模座,所述上模座下方固定安装有上成型模,所述下模座上方固定安装有下成型模；上成型模与下成型模相对配合使用,且二者之间形成的空腔用于成型坯的成型；下模台上设置下模腔排水装置,在下模腔排水装置上分别形成环状出水口,所述环状出水口下方开设有排水槽口,从而保证出水的及时性,该下模腔排水装置应用于反辐板辋板距大差异车轮变形,利于成型坯外侧面轮辋和内侧面轮毂的充满,模具装置实用可靠,极大地提高了产品的合格率,并实现该类车轮的批量生产。(The invention discloses a drainage device for a closed die cavity for wheel forming, and belongs to the field of hot forming processes of integrally rolled steel train wheels. The invention discloses a drainage device for a closed mold cavity for wheel molding, which comprises an upper mold base and a lower mold base, wherein an upper forming mold is fixedly arranged below the upper mold base, and a lower forming mold is fixedly arranged above the lower mold base; the upper forming die and the lower forming die are relatively matched for use, and a cavity formed between the upper forming die and the lower forming die is used for forming a forming blank; set up lower die cavity drainage device on the lower die bench, form annular delivery port respectively on lower die cavity drainage device, the drainage notch has been seted up to annular delivery port below to guarantee the promptness of going out water, this lower die cavity drainage device is applied to anti-radials rim plate apart from big difference wheel and warp, does benefit to being full of shaping base lateral surface rim and medial surface wheel hub, and die set is practical reliable, has greatly improved the qualification rate of product, and realizes the batch production of this type of wheel.)

一种车轮成型封闭模腔排水装置

技术领域

本发明涉及整体辗钢火车车轮热成形工艺领域，更具体地说是一种车轮成型封闭模腔排水装置。

背景技术

整体辗钢车轮热成形工艺由预成型、成型、轧制、压弯四个工步组成。传统变形工艺适合形状常规车轮，其成型工步锻压变形时，车轮内侧面(有轮缘面)朝下，图1为常规车轮变形方式示意图。反辐板辋板距大差异车轮成品截面如图8所示，南非车轮ZA866轮型属于反辐板辋板距大差异车轮，外侧辋板距达到94mm，同时内侧轮毂超长为127mm；由于压力机模锻时是以静压力来锻压的，并且以一次行程完成终锻工步，因此金属易沿水平方向流动，而不易填充上下模腔。若按常规车轮变形方式，ZA866车轮在成型工步难以保证外轮辋面和内轮毂面同时充满，这就要求预成型坯既要具有足够的高度，又要满足金属外排，即预留足够的金属，以保证成型工步过程中金属同时充满内侧轮毂面和外侧轮辋面。为克服该技术难点，在成型工步锻压变形时采用外侧面(无轮缘面)朝下，如图2所示，为反辐板辋板距大差异车轮变形方式示意图，该变形方式在预成型工步即可完成内侧轮毂面的充满，使得进入成型工步时，金属容易充满外轮辋面，利于获得良好的成型坯。

常规车轮变形方式与反辐板辋板距大差异车轮变形方式主要差别在于成型工步，反辐板辋板距大差异车轮变形方式利于成型坯的充满，但对于该种车轮在成型工步中，外辋面处是半封闭模腔时，模腔内易积水及产生二次氧化铁皮，因此不利于获得良好的成型坯。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中反辐板辋板距大差异车轮成型工步中，外辋面处是半封闭模腔，模腔内出水不及时导致积水等问题，本专利公开了一种车轮成型封闭模腔排水装置，在下模台上设置下模腔排水装置，所述下模腔排水装置上分别形成环状出水口，所述环状出水口下方开设有排水槽口，从而保证出水的及时性，并保证正常生产节奏下排出模腔积水及二次氧化铁皮。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种车轮成型封闭模腔排水装置，包括上模座和下模座，所述上模座下方固定安装有上成型模，所述下模座上方固定安装有下成型模；上成型模与下成型模相对配合使用，且二者之间形成的空腔用于成型坯的成型，所述封闭模腔排水装置适用于反辐板辋板距大差异车轮成型工步，所述下模座上还设置有下模腔排水装置，所述下模腔排水装置包括环状出水口，所述环状出水口的下方设置有排水槽口，以形成封闭模腔，以保证及时排出模腔内积水及二次氧化铁皮，从而获得良好的热态成型坯。

进一步的技术方案，所述上成型模中部竖向穿入上芯棒，所述下成型模中部竖向穿入下芯棒；所述上成型模***设置有上模环，所述下成型模***设置有下模环；所述下模环***设置有成型环，应用于反辐板辋板距大差异车轮成型，外侧辋板距达到94mm，同时内侧轮毂超长为127mm，在成型工步锻压变形时，采用外侧面(无轮缘面)朝下，该变形方式在预成型工步完成内侧轮毂面的充满，成型工步容易充满外轮辋面，利于获得良好的成型坯。

进一步的技术方案，所述环状出水口包括出水口Ⅰ和出水口Ⅱ，所述水口Ⅰ设置在所述下成型模外径与下模环内径之间连接处；所述出水口Ⅱ设置在所述下模环外径与成型环内径之间连接处；所述出水口Ⅰ尺寸通过改变下成型模外径、下模环内径来改变；所述出水口Ⅱ尺寸通过改变下模环外径、成型环内径来改变，且出水口Ⅰ和出水口Ⅱ尺寸大小受成型坯外端面外径尖角圆弧的限制。

进一步的技术方案，于轮辋内径处设计出水口Ⅰ，下成型模外径内缩3mm，下模环内径扩大3mm，形成环状出水口，尺寸大小受成型坯外端面内径尖角圆弧的限制；于轮辋外径处设计出水口Ⅱ，成型环内径扩大3mm，下模环外径缩小3mm，形成环状出水口；检验出水口大小的合理性一方面在于出水的及时性，另一方面在于成型坯外辋面尖角处充满时光滑过度。

进一步的技术方案，所述排水槽口包括排水槽口Ⅰ和排水槽口Ⅱ，所述排水槽口Ⅰ对称开设在所述下成型模下端面，所述排水槽口Ⅰ与出水口Ⅰ之间形成通道，并通向下活套内腔；所述排水槽口Ⅱ对称开设在所述成型环下端面，所述排水槽口Ⅱ与出水口Ⅱ之间形成通道，并通向下模座外侧，从而保证出水的及时性，并能保证正常生产节奏下排出模腔积水及二次氧化铁皮。

进一步的技术方案，所述下活套设置在下芯棒与下成型模之间接触处；所述上成型模与上芯棒之间接触处设置有上活套；所述上活套和下活套在车轮成型过程中组成完整模腔，且上活套下行起到成型坯脱模作用。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种车轮成型封闭模腔排水装置，所述下模腔排水装置包括环状出水口，所述环状出水口的下方设置有排水槽口，以形成封闭模腔，以保证及时排出模腔内积水及二次氧化铁皮，从而获得良好的热态成型坯；

(2)本发明的一种车轮成型封闭模腔排水装置，所述出水口Ⅰ尺寸通过改变下成型模外径、下模环内径来改变；所述出水口Ⅱ尺寸通过改变下模环外径、成型环内径来改变，且出水口Ⅰ和出水口Ⅱ尺寸大小受成型坯外端面外径尖角圆弧的限制；

(3)本发明的一种车轮成型封闭模腔排水装置，通过出水的及时性，以及成型坯外辋面尖角处充满时光滑过度来检验出水口大小的合理性；

(4)本发明的一种车轮成型封闭模腔排水装置，所述排水槽口Ⅰ与出水口Ⅰ之间形成通道，并通向下活套内腔；所述排水槽口Ⅱ与出水口Ⅱ之间形成通道，并通向下模座外侧，从而保证出水的及时性，并能保证正常生产节奏下排出模腔积水及二次氧化铁皮；

(5)本发明的一种车轮成型封闭模腔排水装置，所述上成型模为平口，没有模腔，所述外侧轮辋对应模腔在下模台，因此会出现半封闭模腔，由于在所述下模座上设置了下模腔排水装置，因此形成封闭模腔，从而解决了积水问题；

(6)本发明的一种车轮成型封闭模腔排水装置，所述上活套和下活套在车轮成型过程中组成完整模腔，且上活套下行起到成型坯脱模作用。

附图说明

图1为常规车轮变形方式示意图；

图2为本发明反辐板辋板距大差异车轮变形方式示意图；

图3为本发明下模腔排水装置剖面结构示意图；

图4为本发明成型工步封闭模腔排水装置结构图；

图5为A和B处放大结构示意图；

图6为常规车轮变形方式对应的成型工步模腔成型状态示意图；

图7为反辐板辋板距大差异车轮变形方式对应的成型工步半封闭模腔成型状态示意图；

图8为反辐板辋板距大差异车轮成品截面示意图。

图中：1-上模座；2-下模座；3-成型坯；11-上成型模；12-上芯棒；13-上活套；14-上模环；21-下成型模；22-下芯棒；23-下活套；24-下模环；25-成型环；31-二次氧化铁皮；A-出水口Ⅰ；B-出水口Ⅱ；C-排水槽口Ⅰ；D-排水槽口Ⅱ；PF-预成型；F-成型；R-轧制；BD-压弯。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种车轮成型封闭模腔排水装置，如图4所示，包括上模座1和下模座2，所述上模座1下方固定安装有上成型模11，所述下模座2上方固定安装有下成型模21；所述上成型模11中部竖向穿入上芯棒12，所述下成型模21中部竖向穿入下芯棒22；所述上成型模11***设置有上模环14，所述下成型模***设置有下模环24；所述下模环24***设置有成型环25，上成型模11与下成型模21相对配合使用，且二者之间形成的空腔用于成型坯3的成型；

在反辐板辋板距大差异火车车轮热成形时，首先进行预成型工步PF，然后进行成型工步F，然后进行轧制工步R，最后进行压弯工步BD。预成型工步PF起到预先分配轮毂、轮辋的金属体积的作用。压力机模锻时是以静压力来锻压的，并且压力机是以一次行程完成终锻工步，因而金属易于沿水平方向流动，而不易于去填充上下型腔。反辐板辋板距大差异火车车轮具有反辐板的特点，故要预留足够的金属保证下一工步同时充满内侧轮毂面和外侧轮辋面。

如图1所示，传统变形工艺适合形状常规车轮，其成型工步锻压变形时为车轮内侧面(有轮缘面)朝下；如图8所示，南非车轮ZA866轮型属于反辐板辋板距大差异车轮，外侧辋板距达到94mm，同时内侧轮毂超长为127mm。若按常规车轮变形方式，ZA866车轮在成型工步难以要保证外轮辋面和内轮毂面同时充满，推演到预成型坯既要具有足够的高度，又要金属外排，即预留足够的金属保证成型工步同时充满内侧轮毂面和外侧轮辋面；如图2所示，为克服该难点，在成型工步锻压变形时采用外侧面(无轮缘面)朝下；如图3所示，所述下模座2上还设置有下模腔排水装置，所述下模腔排水装置包括环状出水口，所述环状出水口的下方设置有排水槽口，以形成封闭模腔，以保证及时排出模腔内积水及二次氧化铁皮31，从而获得良好的热态成型坯3。

实施例2

本实施例的一种车轮成型封闭模腔排水装置，基本结构同实施例1，不同和改进之处在于：如图3-5所示，所述环状出水口包括出水口ⅠA和出水口ⅡB，所述水口ⅠA设置在所述下成型模21外径与下模环24内径之间连接处；所述出水口ⅡB设置在所述下模环24外径与成型环25内径之间连接处；所述出水口ⅠA尺寸通过改变下成型模21外径、下模环24内径来改变；所述出水口ⅡB尺寸通过改变下模环24外径、成型环25内径来改变，且出水口ⅠA和出水口ⅡB尺寸大小受成型坯3外端面外径尖角圆弧的限制。

实施例3

本实施例的一种车轮成型封闭模腔排水装置，基本结构同实施例2，不同和改进之处在于：如图3、4所示，于轮辋内径处设计出水口ⅠA，下成型模外径内缩3mm，下模环内径扩大3mm，形成环状出水口，尺寸大小受成型坯3外端面内径尖角圆弧的限制；于轮辋外径处设计出水口ⅡB，成型环25内径扩大3mm，下模环24外径缩小3mm，形成环状出水口；检验出水口大小的合理性一方面在于出水的及时性，另一方面在于成型坯3外辋面尖角处充满时光滑过度。

实施例4

本实施例的一种车轮成型封闭模腔排水装置，基本结构同实施例3，不同和改进之处在于：如图3、4所示，所述排水槽口包括排水槽口ⅠC和排水槽口ⅡD，所述排水槽口ⅠC对称开设在所述下成型模21下端面，所述排水槽口ⅠC与出水口ⅠA之间形成通道，并通向下活套23内腔；所述排水槽口ⅡD对称开设在所述成型环25下端面，所述排水槽口ⅡD与出水口ⅡB之间形成通道，并通向下模座2外侧；

如图2所示，反辐板辋板距大差异整体辗钢车轮热成形工艺包括预成型PF、成型F、轧制R、压弯BD四个工步，本发明的一种车轮成型封闭模腔排水装置应用在成型工步；如图6所示的常规车轮变形方式对应的成型工步模腔中，外侧轮辋对应模腔在上模台，内侧轮辋部位对应下模台为平口，没有模腔，没有积水问题；如图7所示的反辐板辋板距大差异车轮变形方式对应的成型工步模腔中，上模台为平口，没有模腔，外侧轮辋对应模腔在下模台，出现半封闭模腔，存在积水问题，并且从加热炉里取出的钢坯上产生的二次氧化铁皮31会随着成型坯3一起进入模腔，使得二次氧化铁皮31不易排出模腔；通过在下模座2上设置排水槽口ⅠC、排水槽口ⅡD，并分别与出水口ⅠA、出水口ⅡB之间形成通道，从而保证出水的及时性，并能保证正常生产节奏下排出模腔积水及二次氧化铁皮31，从而保证出水的及时性，并能保证正常生产节奏下排出模腔积水及二次氧化铁皮31。

实施例5

本实施例的一种车轮成型封闭模腔排水装置，基本结构同实施例4，不同和改进之处在于：如图4所示，所述下活套23设置在下芯棒22与下成型模21之间接触处；所述上成型模11与上芯棒12之间接触处设置有上活套13；所述上活套13和下活套23在车轮成型过程中组成完整模腔，且上活套13下行起到成型坯脱模作用。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。