CN109877266A - 一种非对称断面钢轨镦粗装置 - Google Patents

Abstract

一种非对称断面钢轨镦粗装置，其上、下模板通过导向装置连接，上、下模板之间设有两个上模和两个下模，且两个上模固定在上模板的下端面上，两个下模固定在下模板的上端面上，并使两个上模分别位于两个下模的正上方；两个上模与两个下模合模后分别形成两个型腔，且每个型腔依次由夹紧型腔段、镦粗型腔段和导向型腔段形成，并使夹紧型腔段、镦粗型腔段和导向型腔段分别与待镦粗钢轨呈紧配合状态、间隙配合状态和滑动配合状态；所述下模板上固定有两个镦粗油缸，且两个镦粗油缸的活塞端分别正对两个导向型腔段。本发明通过一套工装模具完成非对称断面钢轨不同产品类型的整体镦粗，同时利用球删数显系统精确控制钢轨镦粗量，满足工艺设计要求。

Description

一种非对称断面钢轨镦粗装置

技术领域

本发明属于钢轨制造技术领域，具体涉及一种非对称断面钢轨镦粗装置。

背景技术

钢轨是铁路轨道的主要组成部分，在线路上使用时受力非常复杂。为了使用铁路运输高速重载高寿命的需求，根据钢轨的受力特点，在不同的轨道位置设计了不同的截面形状的轨型，以抵抗作用于钢轨上的作用力，使铁路运输平稳坚固，并使钢轨有相当长的使用寿命。其中应用最广的为特种矮型断面钢轨(AT轨)，是一种非对称断面的钢轨。为了满足不同断面钢轨的连接，需要将非对称断面钢轨镦粗聚料后进行锻造成型。

由于非对称断面受到压应力时容易出现失稳，导致钢轨弯曲，造成后期锻造成型出现折叠。目前，非对称钢轨局部镦粗主要利用专用的镦粗设备采用分段加热分段镦粗的方式进行。每段加热长度为80mm，镦粗量为15-18mm，通过每段多次加热、镦粗达到工艺设计要求。具体操作为：利用起重机械将钢轨放入专用镦粗设备，将待镦粗段穿过自制电感应线圈，端头和提供驱动的镦粗油缸杆接触，另一端用和镦粗机堵头接触，由堵头抵抗镦粗油缸的镦粗力。再通过感应线圈加热钢轨，加热到预定温度后启动镦粗油缸进行镦粗，镦粗到位后，移动感应线圈，进行下一段的镦粗，直到镦粗量达到工艺设计尺寸。这种方法镦粗过程中容易出现失稳造成钢轨弯曲，出现废品，由于采用分段镦粗，镦粗后轨头断面形状不均匀，轨肢出现翘曲变形，后期锻造成型易出现折叠等。另一方面由于采用后端堵头抵抗镦粗力，只适用于钢轨长度不长的钢轨，同时需要设计专用的镦粗设备，电感应加热系统、压力机、专用移动感应线圈等，占地面积大，生产成本投入高。

发明内容

本发明提供一种非对称断面钢轨镦粗装置，以克服现有技术不足，满足非对称断面钢轨镦粗工艺要求。

本发明所采用的技术方案是：一种非对称断面钢轨镦粗装置，包括上模板、下模板，所述上模板与外部压力机上工作台连接，下模板与外部压力机下工作台连接，且上模板与下模板通过导向装置连接；所述上模板、下模板之间设有第一上模、第一下模、第二上模、第二下模，且第一上模、第二上模固定在上模板的下端面上，第一下模、第二下模固定在下模板的上端面上，并使第一上模位于第一下模的正上方，第二上模位于第二下模的正上方；所述第一上模与第一下模，第二上模与第二下模合模后分别形成两个型腔，且每个型腔依次由夹紧型腔段、镦粗型腔段和导向型腔段形成，并使夹紧型腔段、镦粗型腔段和导向型腔段分别与待镦粗钢轨呈紧配合状态、间隙配合状态和滑动配合状态；所述下模板上固定有两个镦粗油缸，且两个镦粗油缸的轴线分别与所述两个型腔的中心线重合，并使两个镦粗油缸的活塞端分别正对两个导向型腔段。

所述下模板上固定有三块横向墙板和与三块横向墙板尾端固定连接的一块纵向墙板，所述两个镦粗油缸设置在三块横向墙板形成的两个隔腔中，且两个镦粗油缸的尾部与所述纵向墙板固定；所述两个镦粗油缸分别通过防转夹板夹持固定在所述横向墙板之间。

所述三块横向墙板中外侧两块的外壁上分别固定有球删尺，且球删尺的读数头分别固定在两个镦粗油缸的活塞端上，球删尺的数显装置固定在所述纵向墙板的上方。

所述上模板、下模板与外部压力机工作台之间均通过第一定位键定位；所述第一上模、第二上模与上模板的下端面之间，第一下模、第二下模与下模板的上端面之间均通过第二定位键定位。

所述导向装置为导柱导套形式。

相较于现有技术，本发明具有的有益效果：

本发明通过一套工装模具完成非对称断面钢轨不同产品类型的整体镦粗，同时利用球删数显系统精确控制钢轨镦粗量，满足工艺设计要求。

本发明模具型腔由夹紧模腔段、镦粗成型模腔段和导向模腔段组成，通过夹紧模腔段夹紧钢轨，使钢轨不会轴向窜动，通过镦粗成型模腔段保证镦粗成型尺寸，通过导向模腔段保证钢轨不失稳变形，避免钢轨出现失稳变形、轨肢翘曲变形等质量问题，能有效保证镦粗质量。

本发明将多次分段加热分段镦粗改为一次加热、一次整体镦粗成型，大大提高镦粗效率。

本发明利用既有的钢轨加热系统、压力机以及钢轨锻造入模操作系统，减少设备投入，降低成本。在工艺布局上可以减少镦粗工序的生产区域，优化车间的工艺布局。

附图说明

图1是本发明的结构剖视图；

图2是本发明移开上模板及上模后的结构俯视图；

图3是本发明合模后型腔段结构示意图；

图4是本发明夹紧型腔段断面结构剖视图；

图5是本发明镦粗型腔段断面结构剖视图；

图6是本发明导向型腔段断面结构剖视图；

图7是本发明镦粗油缸部位结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-7和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种非对称断面钢轨镦粗装置，包括上模板1、下模板2，所述上模板1与外部压力机上工作台连接，下模板2与外部压力机下工作台连接，且上模板1与下模板2通过导向装置3连接；所述上模板1、下模板2之间设有第一上模4、第一下模5、第二上模6、第二下模7，且第一上模4、第二上模6固定在上模板1的下端面上，第一下模5、第二下模7固定在下模板2的上端面上，并使第一上模4位于第一下模5的正上方，第二上模6位于第二下模7的正上方；所述第一上模4与第一下模5，第二上模6与第二下模7合模后分别形成两个型腔，且每个型腔依次由夹紧型腔段8、镦粗型腔段9和导向型腔段10形成，并使夹紧型腔段8、镦粗型腔段9和导向型腔段10分别与待镦粗钢轨11呈紧配合状态、间隙配合状态和滑动配合状态；所述下模板2上固定有两个镦粗油缸12，且两个镦粗油缸12的轴线分别与所述两个型腔的中心线重合，并使两个镦粗油缸12的活塞端13分别正对两个导向型腔段10。

所述上模板1、下模板2与外部压力机工作台之间均通过第一定位键20定位；所述第一上模4、第二上模6与上模板1的下端面之间，第一下模5、第二下模7与下模板2的上端面之间均通过第二定位键21定位。所述导向装置3为导柱导套形式。

所述下模板2上固定有三块横向墙板14和与三块横向墙板14尾端固定连接的一块纵向墙板15，所述两个镦粗油缸12设置在三块横向墙板14形成的两个隔腔中，且两个镦粗油缸12的尾部与所述纵向墙板15固定；所述两个镦粗油缸12分别通过防转夹板16夹持固定在所述横向墙板14之间，确保镦粗过程中镦粗油缸12不出现旋转。所述三块横向墙板14中外侧两块的外壁上分别固定有球删尺17，且球删尺17的读数头18分别固定在两个镦粗油缸12的活塞端13上，球删尺17的数显装置19固定在所述纵向墙板15的上方。

所述上模板1、下模板2与外部压力机工作台之间均通过第一定位键20定位；所述第一上模4、第二上模6与上模板1的下端面之间，第一下模5、第二下模7与下模板2的上端面之间均通过第二定位键21定位。以抵抗镦粗过程中的轴向镦粗力，保证工装受到轴向镦粗力时不出现窜动。

本发明模具型腔依次由夹紧型腔段8、镦粗型腔段9和导向型腔段10形成，并使夹紧型腔段8、镦粗型腔段9和导向型腔段10分别与待镦粗钢轨11呈紧配合状态、间隙配合状态和滑动配合状态；镦粗型腔段9模腔尺寸按所需钢轨产品特性进行设计，夹紧型腔段8保证钢轨镦粗过程中不发生轴向窜动，导向型腔段10保证钢轨镦粗过程中不失稳变形。

本发明通过将两套镦粗模具安装在同一上、下模板中，上、下模板四周设置四套导向装置，满足合模精度和抵抗模具横向左右偏移要求，可实现一套工装成型两种产品，满足非对称断面钢轨镦粗要求，减少生产过程中更换工装，提高生产效率。本发明安装在压力机上下工作台中，待镦粗钢轨加热采用后续锻造成型用的感应电加热系统整体加热，加热完成后将待镦粗钢轨移入下模型腔，通过压力机合模提供的压力作用在夹紧型腔段上、下模将待镦粗钢轨夹紧，使待镦粗钢轨不发生轴向窜动。通过千斤顶式的镦粗油缸提供钢轨镦粗所需压力。镦粗油缸活塞端通过墩头22作用在待镦粗钢轨端头进行镦粗。通过在镦粗油缸活塞端安装球删数显系统，显示镦粗油缸活塞的行程，进而精确控制钢轨镦粗量，最终完成钢轨镦粗。

整体镦粗主要过程为：将待镦粗钢轨部分放入电加热炉加热，加热完成将加热部分放入镦粗模腔，压力机下行合模，压力到达设定压力后进行持续保压，此时夹紧段模具和钢轨紧贴。启动镦粗油缸，打开球删尺和显示器，驱动镦粗油缸施加镦粗力作用在钢轨上，夹紧段夹紧钢轨不发生轴向窜动。钢轨加热部位由于受到镦粗力作用发生变形，并受到模具镦粗型腔的限制不发生弯曲，并迅速充填模具镦粗型腔。此时通过控制球删尺移动数量精确控制镦粗量，保证钢轨镦粗质量。整个装置布置两套镦粗模具工装，特别适应非对称钢轨镦粗，当然也可以在一套装置上一次完成左右对称钢轨镦粗要求。避免设计两套装置，同时可减少镦粗过程中频繁更换工装，既减少了工人劳动强度，又提高了工作效率。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种非对称断面钢轨镦粗装置，包括上模板(1)、下模板(2)，所述上模板(1)与外部压力机上工作台连接，下模板(2)与外部压力机下工作台连接，且上模板(1)与下模板(2)通过导向装置(3)连接；其特征在于：所述上模板(1)、下模板(2)之间设有第一上模(4)、第一下模(5)、第二上模(6)、第二下模(7)，且第一上模(4)、第二上模(6)固定在上模板(1)的下端面上，第一下模(5)、第二下模(7)固定在下模板(2)的上端面上，并使第一上模(4)位于第一下模(5)的正上方，第二上模(6)位于第二下模(7)的正上方；所述第一上模(4)与第一下模(5)，第二上模(6)与第二下模(7)合模后分别形成两个型腔，且每个型腔依次由夹紧型腔段(8)、镦粗型腔段(9)和导向型腔段(10)形成，并使夹紧型腔段(8)、镦粗型腔段(9)和导向型腔段(10)分别与待镦粗钢轨(11)呈紧配合状态、间隙配合状态和滑动配合状态；所述下模板(2)上固定有两个镦粗油缸(12)，且两个镦粗油缸(12)的轴线分别与所述两个型腔的中心线重合，并使两个镦粗油缸(12)的活塞端(13)分别正对两个导向型腔段(10)。

2.根据权利要求1所述的非对称断面钢轨镦粗装置，其特征在于：所述下模板(2)上固定有三块横向墙板(14)和与三块横向墙板(14)尾端固定连接的一块纵向墙板(15)，所述两个镦粗油缸(12)设置在三块横向墙板(14)形成的两个隔腔中，且两个镦粗油缸(12)的尾部与所述纵向墙板(15)固定；所述两个镦粗油缸(12)分别通过防转夹板(16)夹持固定在所述横向墙板(14)之间。

3.根据权利要求1或2所述的非对称断面钢轨镦粗装置，其特征在于：所述三块横向墙板(14)中外侧两块的外壁上分别固定有球删尺(17)，且球删尺(17)的读数头(18)分别固定在两个镦粗油缸(12)的活塞端(13)上，球删尺(17)的数显装置(19)固定在所述纵向墙板(15)的上方。

4.根据权利要求3所述的非对称断面钢轨镦粗装置，其特征在于：所述上模板(1)、下模板(2)与外部压力机工作台之间均通过第一定位键(20)定位；所述第一上模(4)、第二上模(6)与上模板(1)的下端面之间，第一下模(5)、第二下模(7)与下模板(2)的上端面之间均通过第二定位键(21)定位。

5.根据权利要求4所述的非对称断面钢轨镦粗装置，其特征在于：所述导向装置(3)为导柱导套形式。