CN104759848B - 低地板车辆用轴桥的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低地板车辆用轴桥的制造方法，依次包括如下工序：选料→制坯→利用锻模锻压成型→正火→粗加工→超声波探伤→热处理→抛丸→校正→半精加工→时效处理→精加工→磁粉探伤→喷涂工序，使用本发明制造方法制造的低地板车辆用轴桥其轴颈、轴头、安装座和轴身为一个整体的单个部件，所述轴桥为整体锻造成型，具有缺陷少，基本没有气孔、砂眼、收缩等缺陷，生产成品率较高，成品性能优越，具有良好的机械性能。由于其一系列优点，整体式锻造轴桥适用于批量生产及使用。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，特别是一种低地板车辆用轴桥的制造方法。
背景技术
随着城市轨道交通的迅速发展，低地板车辆因其经济、环保、方便、舒适等优点，成为城市交通的重要选择。轴桥作为低地板车辆转向架的重要部件，支撑起整个车体的重量，轴桥两端连接的独立轮在电机驱动下独自旋转并带动车辆行驶。为保证车辆运行的安全性和舒适性，对轴桥的结构性能以及与独立轮的装配精度等均具有较高的要求。
目前国内外低地板车辆用轴桥主要有两种：第一种是分体式轴桥，轴桥通过部件焊接、紧固等方式组装而成，装配过程比较复杂，可靠性较低，两端轴颈的同轴度较差，影响车辆运行安全性及舒适性；第二种是整体式铸造轴桥，该种轴桥铸造工艺难度大，内部缺陷较难控制，成品率较低，且其性能较差，寿命短。
发明内容
本发明的目的是提供一种缺陷少，成品率高，性能优越，使用寿命长的整体式低地板车辆用轴桥的制造方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种低地板车辆用轴桥的制造方法，所述轴桥包括轴颈、轴头、安装座和轴身，轴头有两个且分别设在轴身的两端，每个轴头设有轴颈和安装座,其创新在于：轴颈、轴头、安装座和轴身为一个整体的单个部件，所述轴桥为整体锻造成型，其制造方法依次包括如下工序：
（1） 选用合金钢棒料作为整体式锻造轴桥的原材料；
（2）切割棒料，得到轴桥坯料；
（3）将轴桥坯料加热至1160℃—1230℃；
（4）将加热后的轴桥坯料放入锻模进行锻压，始锻温度1160℃—1220℃、终锻温度≥850℃、打击力≥15000t；
（5）将锻压成型的轴桥锻件冷却至常温；
（6）对轴桥锻件进行粗加工，得到粗加工轴桥；
（7）对粗加工轴桥进行淬火+回火热处理，淬火温度为820℃—870℃，保温时间2—4小时，回火温度为540℃—660℃，保温时间3—5小时，然后冷却至常温；
（8）对热处理后的粗加工轴桥进行半精加工成为轴桥半成品；
（9）将轴桥半成品加热到100℃—160℃，保温4—8小时，然后冷却至常温；
（10）对热处理后的轴桥半成品进行精加工成为轴桥成品。
对原材料作性能检测，性能检测包括原材料化学成分检测、低倍组织检测、非金属夹杂检测、带状组织检测、晶粒度检测、力学性能检测。
将原材料切割成特定长度的棒料，对棒料进行辊锻或自由锻+机械加工，得到轴桥坯料。
所述锻模包括上模和下模，上、下模中间的空隙部分形成轴桥锻件外形，包括轴颈、安装座、轴身、加强筋和轴头，所述上模和下模的侧面均设有模具安装槽，所述锻模的分模面处设有飞边槽。
采用水刀切割机或切边模切除冷却后的轴桥锻件的多余飞边，然后对轴桥锻件进行正火处理，正火温度860℃—890℃，保温2—5小时后冷却至常温，再进入粗加工工序。
对热处理前的粗加工轴桥进行超声波探伤，排除平底孔当量大于的缺陷轴桥。
对热处理后的粗加工轴桥进行抛丸处理，然后再进行变形量检测和性能检测；所述变形量检测即检查轴身的变形量，轴身的直线度＞3.5，用矫型工装进行矫正；所述性能检测包括机械性能检测、晶粒度检测、低倍组织检测、非金属夹杂检测、硬度检测，排除性能不合格的粗加工轴桥。
所述矫型工装包括两个等高的垫块和至少两个等高的压柱，所述压柱和垫块均具有上下两个相互平行的基准面。
对轴桥成品进行磁粉探伤和尺寸检测，将检测合格的轴桥成品喷漆、入库。
本发明采用了原材料→制坯→利用锻模锻压成型→粗加工→热处理→半精加工→去应力处理→精加工等工序制造低地板车辆用轴桥，该种利用锻模整体锻造成型的轴桥具有以下优点：缺陷很少，基本没有气孔、砂眼、收缩等缺陷；生产成品率较高，锻造完成后基本上没有废品；成品性能优越，具有良好的机械性能；轴桥整体锻造成型，可靠性高，轴桥与独立轮装配精度高。由于其一系列优点，整体式锻造轴桥适用于批量生产。
附图说明
图1是本发明制造的轴桥的立体结构示意图；
图2是图1翻转180度的立体结构示意图；
图3是图1中轴头的轴向视图；
图4是本发明制造独立轮轴桥的锻模结构示意图；
图5本发明中对粗加工轴桥的矫型工装结构示意图。
具体实施方式
以DZ1990型的低地板车辆用轴桥为具体实施例，对本发明的低地板车辆用轴桥的制造方法作进一步详细说明。
如图1、2所示，一种低地板车辆用轴桥包括轴颈1、轴头2、安装座3和轴身4，轴头2有两个且分别设在轴身4的两端，每个轴头2设有轴颈1和安装座3，轴颈1、轴头2、安装座3和轴身4为一个整体的单个部件，所述轴桥为整体锻造成型，其制造方法依次包括如下工序：
（1）选用50CrMo4合金钢棒料为整体式锻造轴桥的原材料，并作性能检测，性能检测包括原材料化学成分检测、低倍组织检测、非金属夹杂检测、带状组织检测、晶粒度检测、力学性能。
（2）采用GB4025C带锯机切割棒料，将棒料切割到870±1mm的长度，并根据轴桥锻件坯料外形图对棒料进行自由锻+机械加工，得到轴桥坯料；虽然机械加工的尺寸更加精确，但是会浪费较多的原材料，因此对于批量的轴桥产品，也可以采用辊锻的方法将棒料加工至特定尺寸。加工棒料可合理分配坯料各个部位的质量，有利于后续锻造过程中完整成形，并减小打击力。
（3） 将轴桥坯料平放在箱式电阻炉内，加热至1210℃。
（4）利用锻模10将轴桥坯料锻压至轴桥锻件图形状；锻压始锻温度1180℃、终锻温度900℃、打击力16000t，该锻造温度及打击力有利于轴桥成形，且不会出现填充不完全、轴桥表面裂纹、轴桥飞边过厚等问题；所述锻模10包括上模10-1和下模10-2，上、下模中间的空隙部分形成轴桥锻件外形，包括轴颈10-3、安装座10-4、轴身10-5、加强筋10-7和轴头10-8，上模10-1和下模10-2的侧面均设有模具安装槽10-11，相对的型面为分模面10-6，分模面10-6处设有飞边槽10-9。通过加强筋10-7的设计可增加轴桥的强度，提高轴重；安装槽10-11的设计有利于模具的快速安装及定位；飞边槽10-9的设计有利于容纳锻造成形过程中多余的金属。
（5）将锻压成型的轴桥锻件在空气中自然冷却至常温；使用奥拓福2030BA型水刀切割机切除多余的飞边，然后进行一次正火处理，正火温度880℃，保温时间3小时，在空气中自然冷却至常温，再进入粗加工工序；通过正火处理细化轴桥内部组织，减轻轴桥原材料带状倾向，为最终对轴桥进行调质处理做准备。
（6）对正火处理后的轴桥锻件进行粗加工，然后对粗加工轴桥进行超声波探伤，排出平底孔当量大于通过的缺陷轴桥。
（7）对超声波探伤后的粗加工轴桥进行淬火+回火热处理，淬火温度为850℃，保温时间3小时，回火温度为580℃，保温时间4小时，然后自然冷却至常温；通过该淬火+回火的热处理，将提高轴桥的机械性能，保证车辆运行的安全性。
（8）对热处理后的粗加工轴桥进行抛丸处理，去除表面的氧化皮，有利于后续工序，并可增大油漆附着力；对抛丸处理后的粗加工轴桥进行变形量检测和性能检测，变形量检测即检查轴身4的变形量，轴身4的直线度＞3.5，用矫型工装20进行矫正；性能检测包括机械性能检测、晶粒度检测、低倍组织检测、非金属夹杂检测、硬度检测，排出性能不合格的粗加工轴桥。矫型工装20包括至少两个等高的压柱20-1和两个等高的垫块20-2，压柱20-1和垫块20-2均具有上下两个相互平行的基准面，等高的压柱是指压柱20-1的上下两个相互平行的基准面之间的距离相等，等高的垫块是指垫块20-2的上下两个相互平行的基准面之间的距离相等；矫正时将垫块20-2隔开一定距离，把粗加工轴桥放置于垫块20-2上，在轴身4位置放置压柱20-1，使用压力机同时对压柱20-1施压，每次施压后测量轴身直线度，直至直线度≤3.5。
（9）对检测合格的粗加工轴桥进行半精加工，成为轴桥半成品。
（10）对轴桥半成品进行去应力处理，利用电加热炉将轴桥半成品加热到120℃，保持温度5小时，然后自然冷却至常温。通过该处理工艺减小了轴桥半成品的机加工变形，保证后续加工的精度。
（11）对去应力处理后的轴桥半成品进行精加工，成为轴桥成品。
（12）对轴桥成品进行磁粉探伤和尺寸检测，通过磁粉探伤检测加工完成后的产品表面是否有超标缺陷，其中轴颈部位不允许存在缺陷；对轴桥成品进行尺寸检验，确保轴桥尺寸满足图纸要求。
（13）喷涂，入库。
使用本发明制造方法制造的整体锻造轴桥与整体铸造式轴桥及分体式轴桥相比，具有缺陷少，成品率高，性能优越等优点，且更适用于批量生产。
Claims (9)
1.一种低地板车辆用轴桥的制造方法，所述轴桥包括轴颈（1）、轴头（2）、安装座（3）和轴身（4），轴头（2）有两个且分别设在轴身（4）的两端，每个轴头（2）设有轴颈（1）和安装座（3）,其特征在于：轴颈（1）、轴头（2）、安装座（3）和轴身（4）为一个整体的单个部件，所述轴桥为整体锻造成型，其制造方法依次包括如下工序：
⑴ 选用合金钢棒料作为整体式锻造轴桥的原材料；
⑵ 切割棒料，得到轴桥坯料；
⑶ 将轴桥坯料加热至1160℃—1230℃；
⑷ 将加热后的轴桥坯料放入锻模（10）进行锻压，始锻温度1160℃—1220℃、终锻温度≥850℃、打击力≥15000t；
⑸ 将锻压成型的轴桥锻件冷却至常温；
⑹ 对轴桥锻件进行粗加工，得到粗加工轴桥；
⑺ 对粗加工轴桥进行淬火+回火热处理，淬火温度为820℃—870℃，保温时间2—4小时，回火温度为540℃—660℃，保温时间3—5小时，然后冷却至常温；
⑻ 对热处理后的粗加工轴桥进行半精加工成为轴桥半成品；
⑼ 将轴桥半成品加热到100℃—160℃，保温4—8小时，然后冷却至常温；
⑽ 对热处理后的轴桥半成品进行精加工成为轴桥成品。
2.根据权利要求1所述的低地板车辆用轴桥的制造方法，其特征在于：对原材料作性能检测，性能检测包括原材料化学成分检测、低倍组织检测、非金属夹杂检测、带状组织检测、晶粒度检测、力学性能检测。
3.根据权利要求1所述的低地板车辆用轴桥的制造方法，其特征在于：将原材料切割成特定长度的棒料，对棒料进行辊锻得到轴桥坯料，或对棒料进行自由锻+机械加工得到轴桥坯料。
4.根据权利要求1所述的低地板车辆用轴桥的制造方法，其特征在于：所述锻模（10）包括上模（10-1）和下模（10-2），上、下模中间的空隙部分形成轴桥锻件外形，包括轴颈（10-3）、安装座（10-4）、轴身（10-5）、加强筋（10-7）和轴头（10-8），所述上模（10-1）和下模（10-2）的侧面均设有模具安装槽（10-11），所述锻模（10）的分模面（10-6）处设有飞边槽（10-9）。
5.根据权利要求1所述的低地板车辆用轴桥的制造方法，其特征在于：采用水刀切割机或切边模切除冷却后的轴桥锻件的多余飞边，然后对轴桥锻件进行正火处理，正火温度860℃—890℃，保温2—5小时后冷却至常温，再进入粗加工工序。
6.根据权利要求1所述的低地板车辆用轴桥的制造方法，其特征在于：对热处理前的粗加工轴桥进行超声波探伤，排除平底孔当量大于Ø3mm的缺陷轴桥。
7.根据权利要求1所述的低地板车辆用轴桥的制造方法，其特征在于：对热处理后的粗加工轴桥进行抛丸处理，然后再进行变形量检测和性能检测；所述变形量检测即检查轴身（4）的变形量，轴身（4）的直线度＞3.5，用矫型工装（20）进行矫正；所述性能检测包括机械性能检测、晶粒度检测、低倍组织检测、非金属夹杂检测、硬度检测，排除性能不合格的粗加工轴桥。
8.根据权利要求7所述的低地板车辆用轴桥的制造方法，其特征在于：所述矫型工装（20）包括两个等高的垫块（20-2）和至少两个等高的压柱（20-1），所述压柱（20-1）和垫块（20-2）均具有上下两个相互平行的基准面。
9.根据权利要求1所述的低地板车辆用轴桥的制造方法，其特征在于：对轴桥成品进行磁粉探伤和尺寸检测，将检测合格的轴桥成品喷漆、入库。
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