CN106391968A - 一种火车车轮胎膜锻成型机构、具有该机构的压力机及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火车车轮胎膜锻成型机构、具有该机构的压力机及组装方法。该成型机构包括上模座、热成型模具、上芯棒垫及与上模座配合的下模座，热成型模具包括上芯棒、上活套、上成型模、成型环和上模环，对现有的上模座中心定位方式进行改进，外侧面内径方向配合间隙缩小为1.6mm以及外径（踏面、轮缘）间隙缩小为1.6mm，且易于实时监测配合部位变形，利于控制轧制中心，中心定位精度高；此外采用上向装配方式，同一方向依次叠加，无需翻向，一次螺栓锁紧，只需要一人指挥行车，在地面上完成装配，组装方便快捷，提高了工作效率；有效降低了热成型模具的重量，大大节约了生产成本。

Description

一种火车车轮胎膜锻成型机构、具有该机构的压力机及组装 方法

技术领域

本发明属于大吨位液压胎模锻技术领域，尤其涉及一种火车车轮胎膜锻成型机构及组装方法，还涉及一种具有该机构的压力机。

背景技术

火车车轮的生产工序包括预成型、成型、轧制和压弯冲孔，预成型和成型工序采用胎模锻方式，胎模锻压力机采用90MN油压机。目前使用的胎模锻成型机构包括上模座、热成型模具、配合使用的上模平板、上芯棒垫和档圈及与上模座配合的下模座，上模座沿中心轴线设有螺纹孔，并沿其下端面中心开设有平底凹槽，热成型模具包括上芯棒、上活套、上成型模、成型环和上模环，这些热成型模具按照图1的方式与上模座组合成一体的，从图中可以看出，上成型模、上模环、成型环及挡圈沿水平方向由内至外依次布置，且上端面抵靠在上模平板上。这些结构存在以下几点缺陷：1）中心定位精度差：热模锻火车车轮产品呈轴对称形状，这就要求上下模座轴向同心，通过压力机立柱侧面X形滑块的调节，能保证压力机上下模座同心度不大于1mm，但是该压力机采用多达四级配合面定车轮中间坯（成型坯）内径中心，造成热成型模具组装后累计公差达6.4mm，见表1中的累计间隙计算值，当使用过程变形磨损后，间隙更大，很难保证中心精度；2）若干模具组装方式不合理：上模座结构决定热成型模具的装配方式、尺寸大小及中心偏差，热成型模具使用上模平板减少厚度，且采用多处螺丝螺纹连接，导致组装过程需要翻面固定，采用下向紧固螺栓穿过成型环连接上模平板，操作不便且不安全；3）热成型模具制作成本高：热成形模具磨损变形快，使用寿命有限，以NL-TY1250车轮产品成型环模具为例，成型环模具的尺寸参数为高度262mm、外径1750mm、内径1215mm，重达2310公斤，成型环模具不仅坯料制造困难，成本很高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷而提供一种火车车轮胎膜锻成型机构，对现有的上模座中心定位方式进行改进，外侧面内径方向配合间隙缩小为1.6mm以及外径（踏面、轮缘）间隙缩小为1.6mm，且易于实时监测配合部位变形，利于控制轧制中心，中心定位精度高。

本发明的另一目的是提供一种火车车轮胎膜锻成型压力机，该压力机包括上述的成型机构，对压力机的成型机构作出改进，适于本公司的火车车轮生产，大大提高火车车轮的成型率。

本发明的另一目的是提供一种火车车轮胎膜锻成型机构的组装方法，采用上向装配方式，同一方向依次叠加，无需翻向，一次螺栓锁紧，只需要一人指挥行车，在地面上完成装配，组装方便快捷，提高了工作效率；有效降低了热成型模具的重量，大大节约了生产成本。

本发明提供一种火车车轮胎膜锻成型机构，包括上模座、热成型模具、上芯棒垫及与上模座配合的下模座，热成型模具包括上芯棒、上活套、上成型模、成型环和上模环，其特点是所述上模座沿其下端面中心开设有第一台阶面、第二台阶面、第三台阶面和第四台阶面；所述上芯棒垫截面呈L型，上成型模具有辐板成型面、上台阶a及下台阶a，上模环下端面为平面，上端面具有凸台，成型环具有踏面成型面及上台阶b，上台阶b开设有贯穿螺纹孔与上模座上设的螺孔对应；上芯棒垫抵靠在第一台阶面和上台阶a上，上成型模的下台阶a抵靠在第二台阶面和上模环上，上模环的凸台抵靠在第三台阶面上且与上台阶b配合，成型环抵靠在第四台阶面上。

在上述的火车车轮胎膜锻成型机构中，可选的，所述第一台阶面、第二台阶面、第三台阶面和第四台阶面的粗糙度不高于Ra6.3，进一步保证了安装配合的精确度。

在上述的火车车轮胎膜锻成型机构中，可选的，所述第一台阶面、第二台阶面、第三台阶面和第四台阶面上均设有楔面，其中第一台阶面的楔面的角度为20°，第二台阶面的楔面的角度为25°，第三台阶面的楔面的角度为25°，第四台阶面的楔面的角度为25°，楔面起到自动对中的导向作用。

在上述的火车车轮胎膜锻成型机构中，可选的，所述上模座上设置八个通孔，长杆螺丝穿过上模座与成型环的贯穿螺纹孔紧固配合，八个通孔的沉孔深度与螺丝长度相匹配。

本发明还提供了一种火车车轮胎膜锻成型压力机，包括成型机构，所述的成型机构为上述的成型机构。

本发明还提供了一种火车车轮胎膜锻成型机构的组装方法，成型机构包括上模座、热成型模具、上芯棒垫及与上模座配合的下模座，热成型模具包括上芯棒、上活套、上成型模、成型环和上模环，该方法包括步骤：采用上向装配方式，先将上芯棒叠放在上芯棒垫上，上活套叠放在上成型模上，然后依次叠加安装成型环、上模环、上成型模和上芯棒垫，由贯穿螺纹孔固定成型环。

在上述的火车车轮胎膜锻成型机构的组装方法中，可选的，所述上模座上设置八个通孔，长杆螺丝穿过上模座与成型环的贯穿螺纹孔紧固配合，八个通孔的沉孔深度与螺丝长度相匹配。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是现有技术的火车车轮胎膜锻成型机构的装配结构示意图；

图2是本发明火车车轮胎膜锻成型机构一个实施例的装配结构示意图；

图3是本发明火车车轮胎膜锻成型机构一个实施例的上模座结构示意图；

图4是图3沿A-A线剖视图。

图中：1-上模座、11-第一台阶面、12-第二台阶面、13-第三台阶面、14-第四台阶面、2-上芯棒垫、3-上成型模、31-辐板成型面、32-上台阶a、33-下台阶a、4-上芯棒、5-上活套、6-车轮成型坯、7-上模环、71-平面、72-凸台、8-成型环、81-踏面成型面、82-上台阶b、9-下模座。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明火车车轮胎膜锻成型机构、具有该机构的压力机及组装方法的特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能没有在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

下面就通过这个给出的实施例来对本发明火车车轮胎膜锻成型机构进行示例性说明。

如图1和图2所述，本发明的一种火车车轮胎膜锻成型机构，包括上模座1、热成型模具、上芯棒垫2及与上模座1配合的下模座9，热成型模具包括上芯棒4、上活套5、上成型模3、成型环8和上模环7，上模座1沿其下端面中心开设有第一台阶面11、第二台阶面12、第三台阶面13和第四台阶面14；所述上芯棒垫2截面呈L型，上成型模3具有辐板成型面31、上台阶a32及下台阶a33，上模环7下端面为平面71，上端面具有凸台72，成型环8具有踏面成型面81及上台阶b82；上芯棒垫2抵靠在第一台阶面11和上台阶a32上，上成型模3的下台阶a33抵靠在第二台阶面12和上模环7上，上模环7的凸台72抵靠在第三台阶面13上且与上台阶b82配合，成型环8抵靠在第四台阶面14上。

为了保证安装配合的精确度，第一台阶面11、第二台阶面12、第三台阶面13和第四台阶面14的粗糙度不高于Ra6.3。此外，上模座1的表面粗糙度同样不高于Ra6.3。

另外，为了安装方便快捷，在第一台阶面11、第二台阶面12、第三台阶面13和第四台阶面14上均设有楔面，其中第一台阶面11的楔面的角度为20°，第二台阶面12的楔面的角度为25°，第三台阶面13的楔面的角度为25°，第四台阶面14的楔面的角度为25°，楔面起到自动对中的导向作用。

基于上述的结构，上模座1上设置八个通孔，长杆螺丝穿过上模座1与成型环8的贯穿螺纹孔紧固配合，八个通孔的沉孔深度与螺丝长度相匹配。

本发明还提供了一种火车车轮胎膜锻成型压力机，包括成型机构，所述的成型机构为上述的成型机构。

本发明还提供了一种火车车轮胎膜锻成型机构的组装方法，该成型机构包括上模座1、热成型模具、上芯棒垫2及与上模座1配合的下模座9，热成型模具包括上芯棒4、上活套5、上成型模3、成型环8和上模环7，该方法包括步骤：采用上向装配方式，先将上芯棒叠放在上芯棒垫上，上活套叠放在上成型模上，然后依次叠加安装成型环、上模环、上成型模和上芯棒垫，由贯穿螺纹孔固定成型环。

进一步的，上模座1上设置八个通孔，长杆螺丝穿过上模座与成型环8的贯穿螺纹孔紧固配合，八个通孔的沉孔深度与螺丝长度相匹配。

火车车轮热成型模具中心定位与车轮中间坯（成型坯）偏心的关系

1.模具中心定位	2.车轮中间坯（成型坯）偏心类型
		3.上芯棒+上芯棒垫+上模座	4.孔偏心
5.上成型模+（上模环）+上模座	6.外侧面内径偏心
		7.成型环+（档圈）+上模座	8.踏面轮缘偏心

现有火车车轮胎膜锻成型机构装配示意图如图1。车轮成型坯6外侧面外径中心定位由四个配合面决定：即是C（上成型模与上模环）、D（上模环与成型环）、E（成型环与档圈）、F（档圈与上模座）；车轮成型坯踏面轮缘中心定位由两个配合面决定：它们是E（成型环与档圈）、F（档圈与上模座）。

本发明火车车轮胎膜锻成型机构装配示意图如图2。车轮成型坯外侧面外径中心定位由一个配合面决定：即上模座与上成型模配合面A；车轮成型坯踏面轮缘中心定位也由一个配合面决定：即上模座与成型环配合面B，本专利设计实现一级公差配合面定中心，直径方向公差配合最大值为：1.6mm。

成型机构的上模座与成型模具累计间隙计算值对比（单位：mm）

本发明降低了上模座和热成型模具的重量，热成型模具尺寸的减小带来制造方便，现有1250上模座为11.37吨，本专利设计上模座约为10.0吨；热成型模具方面，以成型环为例，高向由262mm降为210mm,外径由1750 mm降为1550mm，重量约为1280公斤，减少1030公斤，重量降低44.5%，既节约钢材又便于制造。

以上仅以举例方式来详细阐明本发明火车车轮胎膜锻成型机构、具有该机构的压力机及组装方法这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (7)

1.一种火车车轮胎膜锻成型机构，包括上模座（1）、热成型模具、上芯棒垫（2）及与上模座（1）配合的下模座（9），热成型模具包括上芯棒（4）、上活套（5）、上成型模（3）、成型环（8）和上模环（7），其特征在于，所述上模座沿其下端面中心开设有第一台阶面（11）、第二台阶面（12）、第三台阶面（13）和第四台阶面（14）；所述上芯棒垫（2）截面呈L型，上成型模（3）具有辐板成型面（31）、上台阶a（32）及下台阶a（33），上模环（7）下端面为平面（71），上端面具有凸台（72），成型环（8）具有踏面成型面（81）及上台阶b（82），上台阶b（82）开设有贯穿螺纹孔与上模座（1）上设的螺孔对应；上芯棒垫（2）抵靠在第一台阶面（11）和上台阶a（32）上，上成型模（3）的下台阶a（33）抵靠在第二台阶面（12）和上模环（7）上，上模环（7）的凸台（72）抵靠在第三台阶面（13）上且与上台阶b（82）配合，成型环（8）抵靠在第四台阶面（14）上。

2.根据权利要求1所述的火车车轮胎膜锻成型机构，其特征在于，所述第一台阶面（11）、第二台阶面（12）、第三台阶面（13）和第四台阶面（14）的粗糙度不高于Ra6.3。

3.根据权利要求1所述的火车车轮胎膜锻成型机构，其特征在于，所述第一台阶面（11）、第二台阶面（12）、第三台阶面（13）和第四台阶面（14）上均设有楔面，其中第一台阶面（11）的楔面的角度为20°，第二台阶面（12）的楔面的角度为25°，第三台阶面（13）的楔面的角度为25°，第四台阶面（14）的楔面的角度为25°。

4.根据权利要求1所述的火车车轮胎膜锻成型机构，其特征在于，所述上模座（1）上设置八个通孔，长杆螺丝穿过上模座（1）与成型环（8）的贯穿螺纹孔紧固配合，八个通孔的沉孔深度与螺丝长度相匹配。

5.一种火车车轮胎膜锻成型压力机，包括成型机构，其特征在于，所述的成型机构为权利要求1至4任一所述的成型机构。

6.一种火车车轮胎膜锻成型机构的组装方法，其特征在于，成型机构包括上模座（1）、热成型模具、上芯棒垫（2）及与上模座（1）配合的下模座（9），热成型模具包括上芯棒（4）、上活套（5）、上成型模（3）、成型环（8）和上模环（7），该方法包括步骤：采用上向装配方式，将上芯棒（1）叠加在上芯棒垫（2）上，上活套叠加在上成型模上，然后依次叠加安装成型环（8）、上模环（7）、上成型模（3）和上芯棒垫（2），由贯穿螺纹孔固定成型环（8）。

7.根据权利要求6所述的火车车轮胎膜锻成型机构的组装方法，其特征在于，所述上模座（1）上设置八个通孔，长杆螺丝穿过上模座（1）与成型环（8）的贯穿螺纹孔紧固配合，八个通孔的沉孔深度与螺丝长度相匹配。