轨道交通用车轴精密辊锻成形装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种轨道交通用车轴精密辊锻成形装置，通过辅助装置实现车轴两道次整体辊锻而不需要掉头的精密辊锻成形并应用在轨道交通用车轴锻造领域的一种新技术。


背景技术：

2.轨道交通运输行业近年来积极推进重载提速，以缓解铁路运载能力的不足。而轨道交通车轴是轨道交通车辆行走部分最重要的部件，承受着车辆的自重和载荷，在列车运行和停车时还承受冲击力和制动力，在高速和重载的状态下受力情况就更为复杂，同时出于安全上的考虑，对货车车轴有着更为严格的技术要求。因此除了在原材料和锻后热处理上充分注意保证满足其技术要求外，在成形装置上轨道交通车轴必须经过辊锻塑性变形过程，以达到成形至所需形状和提高其力学性能的双重目的。
3.目前现有的轨道交通车轴的辊锻装置主要有两种：一种是在专利 zl201110124547.9中曾经采用四道次掉头辊锻，但是存在缺点，(1)在掉头辊锻处由于实际咬入口最大变形处的位置没固定，易在不同道次之间错位，辊锻件在掉头处出现折叠现象，降低车轴的承载能力；(2)辊锻过程中采用圆坯料，由于火车车轴属于超长辊锻件，采用圆(料)
‑
椭圆
‑
圆的辊锻模式，实际变形是在第一道次和第二道次，第三道次和第四道次属于整形过程，在辊锻过程中易发生扭转出现不稳定现象，致使整个辊锻过程结束后货车车轴出现弯曲现象；(3)此实用新型的下料尺寸为φ250mm，而车轴锻件的承载部位也是φ250mm，由此可见承载部位在整个辊锻变形中没有发生变形，承载部位强度没有提高。(4)且只适用d1500mm的辊锻机完成，对于坯料大于φ250mm的坯料且变形较大的辊锻件，四道次辊锻模具的总宽度超出 d1500mm的装模宽度；另一种是专利2016109161135采用的四道次掉头辊锻，且四道次都参与变形，此实用新型的缺陷在于只适用于大于d1600mm 辊锻机上，并且四道次掉头辊锻，辊锻道次越多各道次之间积累误差越多，故此实用新型生产精度较低，四道次辊锻耗工时长，掉头辊锻占用生产空间较大，生产方式操作自动化程度低，劳动生产效率低。
4.为解决以上问题，1)本实用新型采用辊锻模具只有两道次辊锻模具且每道模具整块不切割分开，目的是解决了掉头辊锻的繁琐，解决分段辊锻接口处出现棱角折叠问题，并便于辊锻模具装卸；2)通过辅助装置实现车轴两道次整体辊锻而不需要掉头的精密辊锻成形装置，辅助装置包括机械手、接料架和送料小车；机械手主要起导向兼有夹持作用，接料架主要起支撑作用兼有导向作用，送料小车对辊锻件送料的同时起支撑作用，且送料小车内置蝶形碟簧，碟簧用来减少辊锻件在辊锻过程中产生的竖直方向上的冲击力；3)本实用新型通过辅助装置实现了车轴加热、辊锻物流自动衔接，实现了超大型车轴辊锻自动化生产。
5.轨道交通用车轴精密辊锻成形装置主要依靠整体辊锻模具及辅助装置在车轴辊锻自动化生产过程中对辊锻件在垂直于运动方向向定位和导向，由于车轴本身的重量很重
而且长度又特别长、承载部位要求承载能力强等特点，对于轨道交通用车轴整体辊锻且能实行自动化生产的辊锻装置目前还未见文件资料记载。


技术实现要素：

6.本实用新型涉及一种轨道交通用车轴精密辊锻成形装置，即整套装置包括辊锻模具和辅助装置两大部分；辊锻模具只有两道次辊锻模具且每道模具整块不切割分开；辅助装置包括机械手、接料架和送料小车，通过辅助装置实现车轴两道次整体辊锻而不需要掉头的精密辊锻成形装置；辊锻上模和辊锻下模都是整块辊锻模具，且辊锻上模和辊锻下模的扇形包角大于180
°
而免去了在辊锻过程中掉头辊锻工位，使第二道辊锻后辊锻件尺寸达到机加工技术要求免去整圆工位；辅助装置机械手夹持辊锻件的作用是在本实用新型中主要起导向的作用；在机械手与辊锻机之间安装一个对辊锻件起导向和支撑作用的接料架，上下轧辊以ω方向旋转，坯料以v的速度向后移动，当机械手夹钳的端面运动l8＝1050mm到d点时，接料架从c点开始上升升到d位置停止，高度d2＝1290mm；接料架的中心距辊锻机中心l1＝1010mm，距机械手l2＝1100mm；送料小车安装两列碟簧，每列安装6组碟簧共12组碟簧，每组10片碟簧；送料小车设计碟簧结构用来减少辊锻件在辊锻过程中产生的竖直方向上的冲击力，即两列碟簧其间距d1＝630mm；碟簧距地面高度h1＝715mm，每组碟簧间距d1＝800mm；辊锻上模和辊锻下模在轧辊上安装角度与轧辊中心线o
′
o所成角度β＝30
°
。
附图说明
7.图1是辊锻机及辅助装置主视图；
8.图2是图1中m向视图；
9.图3是辊锻机及辅助装置左视图；
10.图4是图1中b
‑
b向剖面放大视图；
11.图5是接料架速度v方向的剖视图
具体实施方式
12.本实用新型是实施例的整套装置包括辊锻模具和辅助装置两大部分；辊锻模具只有两道次辊锻模具且每道模具整块不切割分开；辅助装置包括机械手、接料架和送料小车，通过辅助装置实现车轴两道次整体辊锻而不需要掉头的精密辊锻成形装置。期中图1是辊锻机及辅助装置主视图，标号5是机械手，h2是机械手距固定底板座的距离，且h2＝1220mm；d2是接料架8 距地面的高度，l2是接料架8距机械手的距离，l2＝1150mm；l1接料架距上轧辊与下轧辊中心线o
′
o的距离，l1＝1010mm；接料架8的起始位置为c点，最高可移动到d点，辊锻上模1安装在上轧辊2上，辊锻下模7 安装在下轧辊6上，上轧辊2和下轧辊6以ω方向旋转，坯料3以v的速度向后移动，当机械手夹钳的端面13运动到d点时，接料架从起始位置c点开始上升升到最高点d位置停止，d2＝1290mm；辊锻上模和辊锻下模在轧辊上安装角度与轧辊中心线o
′
o所成角度β＝30
°
；坯料3伸进夹钳14的部分约30mm，靠轧制力的作用向速度v的方向运动；送料小车4安装两列碟簧，每列安装6组碟簧共12组碟簧，每组10片碟簧，送料小车两列碟簧间距d1＝630mm；碟簧距地面高度h1＝715mm，每列碟簧间距d1＝800mm，碟簧用来减少辊锻件在辊锻过程中产生的竖直方向上的冲击力；送料小车4 安装10个滚轮12，滚
轮运送坯料，同时对坯料起支撑作用。
13.本实施例图2是图1中m向视图，标号9是第二工位导向板，靠液压缸油缸10来回推动，保证第一道辊锻后翻转90度进入第二道辊锻位置，辊锻件的轴线与第二道辊锻模具的中心在一条直线上，使辊锻件在辊锻过程中保持直线运动，保证第二道辊锻过程没有摆动、辊锻件不发生扭摆，起到导向作用。液压油缸10在第二工位导向板的中间位置，即l6＝1000mm， l7＝2000mm。
14.图3是辊锻机及辅助装置左视图，l4是第一工位与第二工位的距离， l4＝650mm，h1是碟簧距地面高度，h1＝715mm；h6为碟簧安装空间 h6＝73.8mm；第二工位导向架的宽度l5＝1085mm，第二工位导向架高度 h4＝1230mm，液压油缸距地面的高度h5＝1410mm；图4是图1中b
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b向剖面放大视图，期中标号11为碟簧，用于消除辊锻件在辊锻过程中上下摆动的力。
15.图5是接料架速度v方向的剖视图，标号15是滚筒，滚筒内安装轴承 16，使滚筒绕着轴20旋转，导向杆17安装在底座18上，导向杆在伸缩油缸19的作用下调整滚轮升降高度并起到导向作用，滚轮上的两个定位槽的间距l9＝650mm，r1＝241.3mm，r2＝100mm，直径d2＝190mm，直径 d3＝180mm，定位槽r1对第一道辊锻件定位，定位槽r2对第二道辊锻件定位。滚筒最大直径d0＝220mm；伸缩杆17间距l12＝900mm，滚筒长 l10＝1235mm，接料架宽度l11＝1355mm；接料架工作原理是通过油缸实现接料架滚筒上下移动，在辊锻过程中起到支撑和导向辊锻件的作用。
16.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡以本实用新型权利要求所做的改变，都应属于本实用新型的涵盖范围。