CN109807281B - 一种k3制动梁端头锻造工艺 - Google Patents

一种k3制动梁端头锻造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种K3制动梁端头锻造工艺，包括：将坯料加热后，进行自由锻制坯，将坯料锻造成预制坯料，然后将预制坯料进行模锻，直至坯料充满模具型腔；预制坯料具有如下形状：具有顶面、底面和5个侧面，5个侧面包括依次相接的第一侧面、第四侧面、第二侧面、第三侧面和第五侧面，第一侧面与第二侧面相对并沿宽度方向设置，第三侧面与第四侧面相对并沿长度方向设置，第五侧面为弧面并从第一侧面的端部边界平滑过渡到第三侧面的端部边界。本发明解决了K3制动梁端头成形充不满、折叠等问题，材料利用率达到86.2％以上，产品合格率达到99％以上，锻件精度高，质量稳定。

Description

一种K3制动梁端头锻造工艺
技术领域
本发明涉及一种货运车辆用制动梁端头锻造成型方法，属于锻造技术领域。
背景技术
现有的货运车辆配件K3制动梁端头，其产品如图1所示，锻件重8.8Kg，材质为30#。K3制动梁端头产品除左边A段Φ55×100mm和右下角B段Φ50×63mm两部位，其余面均为非加工面。如选用自由锻，则材料利用率低下，后续机加工效率低下，生产成本较高。因此需要选用模锻成型。
但模锻锻造的难点在于：由于产品为异形件且长度方向上截面形状变化剧烈，大截面与小截面的面积比例达到2.8倍。使用简单圆坯料或方坯料，非加工面容易出现填充不满，大小截面过度部位出现折叠等质量问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种K3制动梁端头锻造工艺，解决模锻锻造成形充不满、折叠等问题，保证产品质量。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种K3制动梁端头锻造工艺，包括下述的步骤：将坯料加热后，进行自由锻制坯，将坯料锻造成预制坯料，然后将预制坯料进行模锻，直至坯料充满模具型腔；所述预制坯料具有如下形状：具有顶面、底面和5个侧面，5个侧面包括依次相接的第一侧面、第四侧面、第二侧面、第三侧面和第五侧面，第一侧面与第二侧面相对并沿宽度方向设置，第三侧面与第四侧面相对并沿长度方向设置，第一侧面的宽度短于第二侧面的宽度，第三侧面的长度短于第四侧面的长度，第五侧面为弧面并从第一侧面的端部边界平滑过渡到第三侧面的端部边界。
进一步的，顶面、底面、第一侧面、第四侧面、第二侧面和第三侧面共同围成长方体形的一部分，顶面和底面为缺一角的矩形形状。
进一步的，第五侧面垂直于顶面或底面。
进一步的，第五侧面由若干段圆弧面构成，从第一侧面的端部边界到第三侧面的端部边界曲率先增大后减小。
进一步的，坯料选用圆棒料。
进一步的，锻造温度范围为800～1200℃。
进一步的，采用电液锤自由锻制坯，先将原材料镦粗至一定高度并清除氧化皮。
进一步的，模锻所用模具包括上模和下模，沿产品中间进行分模且垂直于非加工面。
(1)本发明合理选择制坯工艺，合理分配坯料，坯料中间平滑过渡使得金属在流动过程中保证不出现折叠。经过试制验证，使用如图2所示坯料，解决了K3制动梁端头成形充不满、折叠等问题。同时使用电液锤制坯，可以有效去除氧化皮，保证非加工面质量。
(2)此外，预制坯料可以降低终锻时的成型力，可以降低设备吨位，降低制造成本。
(3)制坯工艺及模具设计有效减小了锻造过程中模具一边载荷大，一边载荷小，变形不均匀导致模具型腔磨损大等问题。
(4)经检测，本发明材料利用率达到86.2％以上，产品合格率达到99％以上。经批量生产该锻件，尺寸满足图纸要求，锻件精度高，质量稳定，同时提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是K3制动梁端头产品示意图；
图2是预制坯料示意图；
图3模具示意图；
图4是图3中A-A示意图；
图5是下模俯视图。
其中：1、第一侧面；2、第二侧面；3、第三侧面；4、第四侧面；5、第五侧面；6、厚度；7、上模；8、下模；9、模具型腔。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
本发明一个具体实施例的货运车辆用K3制动梁端头锻造工艺包括下述步骤：下料→坯料加热→自由锻制坯→模锻→热切边。具体包括：
(1)选用合适规格的原材料，本实施例所用材料为30#钢，采用φ80×258mm的圆棒料，下料重量为10.2kg。
(2)坯料加热采用天然气炉加热，锻造温度范围为800～1200℃。
(3)预锻成型：采用0.5T电液锤自由锻制坯，先将原材料镦粗至一定高度并清除氧化皮，将坯料锻造成如图2所示的预制坯料。
将锻件的截面经过简化，自由锻的坯料优化成如图2所示形状，具有顶面、底面和5个侧面，顶面和底面为缺一角的矩形形状，5个侧面包括依次相接的第一侧面1、第四侧面4、第二侧面2、第三侧面3和第五侧面5，顶面、底面、第一侧面1、第四侧面4、第二侧面2和第三侧面3共同围成长方体形的一部分。第一侧面1与第二侧面2相对并沿宽度方向设置，第三侧面3与第四侧面4相对并沿长度方向设置，第一侧面1的宽度短于第二侧面2的宽度，第三侧面3的长度短于第四侧面4的长度。第五侧面5垂直于顶面或底面，第五侧面5为弧面并从第一侧面1的边界平滑过渡到第三侧面3的边界。
预制坯料左边宽度(第一侧面1宽度)为50～55mm，右边宽度(第二侧面2宽度)为95～100mm及长度(第三侧面3长度)为70～80mm，总长度(第四侧面4长度)为250～260mm，厚度6为60～70mm，左右两边截面平滑过渡。
(4)锻件的最终成型：把预制坯料放入模具进行锻造，采用2500T模锻，直至坯料充满模具型腔，至此锻造步骤完毕。
成型模具如图3～5所示，由上模7和下模8组成，中央设置模具型腔9。沿产品中间进行分模且垂直于非加工面，除非加工面其余面均留有1.5～3.0mm加工量，热胀冷缩率为1.2％～1.4％，模具拔模斜度为5°～7°。通过产品大小截面差异设计过度圆角。
(5)然后切掉锻件飞边，抛丸去除锻件表面氧化皮的同时，可以强化表面硬度。
本实施例材料利用率为86.2％，产品合格率达到99％。该锻件已经进入批量生产阶段验证，尺寸满足图纸要求，锻件精度高，质量稳定。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种K3制动梁端头锻造工艺，其特征在于，包括下述的步骤：将坯料加热后，进行自由锻制坯，将坯料锻造成预制坯料，然后将预制坯料进行模锻，直至坯料充满模具型腔；所述预制坯料具有如下形状：具有顶面、底面和5个侧面，5个侧面包括依次相接的第一侧面、第四侧面、第二侧面、第三侧面和第五侧面，顶面、底面、第一侧面、第四侧面、第二侧面和第三侧面共同围成长方体形的一部分，顶面和底面为缺一角的矩形形状，第一侧面与第二侧面相对并沿宽度方向设置，第三侧面与第四侧面相对并沿长度方向设置，第一侧面的宽度短于第二侧面的宽度，第三侧面的长度短于第四侧面的长度，第五侧面垂直于顶面或底面，第五侧面由若干段圆弧面构成，并从第一侧面的端部边界平滑过渡到第三侧面的端部边界，从第一侧面的端部边界到第三侧面的端部边界曲率先增大后减小；第一侧面宽度为50～55mm，第二侧面宽度为95～100mm，第三侧面长度为70～80mm，第四侧面长度为250～260mm，厚度为60～70mm。
2.根据权利要求1所述的K3制动梁端头锻造工艺，其特征在于，坯料选用圆棒料。
3.根据权利要求1所述的K3制动梁端头锻造工艺，其特征在于，锻造温度范围为800～1200℃。
4.根据权利要求1所述的K3制动梁端头锻造工艺，其特征在于，采用电液锤自由锻制坯，先将原材料镦粗至一定高度并清除氧化皮。
5.根据权利要求1所述的K3制动梁端头锻造工艺，其特征在于，模锻所用模具包括上模和下模，沿产品中间进行分模且垂直于非加工面。
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