CN201343558Y - 一种用于车轴悬挂热处理的吊具和包括该吊具的吊挂 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于车轴悬挂热处理的吊具和包括该吊具的吊挂，所述吊具包括卡盘结构和吊挂卡盘结构的吊杆结构，所述卡盘结构包括可以使车轴端部凸台穿过的卡盘和垫在车轴端部凸台和卡盘之间的卡套结构。热处理时，在车轴端部加工出悬挂凸台，然后将车轴竖直举起，使其端部凸台穿过卡盘后，然后将卡套结构垫在凸台和卡盘之间再将车轴放下，由于车轴自身的重量，卡套被压在凸台和卡盘之间，从而可以将车轴竖直悬挂进行热处理。通过使用该吊具，可以避免在车轴端部加工出只能作为废料的销孔结构，因此不但节省了钻孔工序，而且提高了材料的利用率。

Description

一种用于车轴悬挂热处理的吊具和包括该吊具的吊挂

技术领域

本发明涉及一种工装结构，具体涉及一种车轴悬挂热处理用吊具和加工车轴凸台的锻压模具。

背景技术

为了满足铁路货车高速载重的要求，货车用车轴的规格不断提高。以澳大利亚力拓货车为例，车轴型号从21吨重的D型和25吨重的E型一直提高到35.7吨重的K型，车轴尺寸和重量的不断加大，对其热处理工艺提出了越高的要求。

车轴的制造工艺主要分为以下几个步骤：锯切方坯-锻造成型-热处理。由于车轴的规格不断加大，为了保证其性能，必须对其进行均匀的热处理。在传统技术下，采用垫块承托车轴将其水平放置在导轨上，利用电机带动推杆上前推动导轨上的垫块以将车轴水平推入天然气加热炉内进行热处理，但是由于天然气燃烧后产生的高温气体对流加热集中在车轴下部，易出现车轴上下温度不均的阴阳面现象，对车轴的加热不均，降低了车轴的性能。

为了解决对车轴的均匀加热问题，目前已经开始采用电加热悬挂式热处理。在现有技术下，为了实现对车轴的吊装，在车轴的锻造加工完成后，需要在车轴端部横向钻出通孔，然后采用承重圆销穿入孔内将车轴垂直吊挂，再将车轴垂直放入热处理炉内进行加热。

虽然该方法解决了车轴的均匀加热问题，但是采用穿孔的结构吊挂车轴时存在以下几个缺点：一、车轴在锻造后需增加端部横向钻孔工序，增加了生产制造成本；二、对车轴热处理后必须将带通孔部位切除，切下来的带孔料只能作为废钢处理，导致了材料的浪费；三、车轴锻造时需要在轴颈部位预留出钻孔穿销位置，车轴锻造方坯所需尺寸加大，增加了材料成本；四、车轴吊挂穿孔用的承重圆销在较高温度热处理时容易变形，延长车轴装卸辅助时间，增加工装使用成本。

本设计人发现，如果在车轴端部加工出凸台，并采用合适的吊具将车轴垂直吊起再进行热处理，则可以减少钻孔的工序，有效提高工作效率。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种用于车轴悬挂热处理的吊具。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于车轴悬挂热处理的吊具，包括卡盘结构和吊挂卡盘结构的吊杆结构，所述卡盘结构包括可以使车轴端部凸台穿过的卡盘和垫在所述车轴端部凸台和卡盘之间的卡套结构。

优选的，所述卡套结构包括对称设置在卡盘内表面的一对卡套，所述卡套包括沿卡盘内表面圆周方向延伸的圆弧状卡套本体和与卡套本体连接的卡套柄。

优选的，所述卡盘内表面具有倒圆锥形状，所述卡套本体具有和所述卡盘内表面相配合的倒圆锥相状。

优选的，所述吊杆结构包括与卡盘结构连接的吊臂、与吊臂连接的吊杆。

优选的，所述吊臂具有圆锥孔，所述吊杆的下端具有和所述圆锥孔接触配合的圆锥形状。

优选的，所述吊臂包括对称的第一端臂和第二端臂，所述第一端臂和第二端臂通过拉杆和卡盘连接。

本发明还提供一种用于车轴悬挂热处理的吊杆结构，包括以上任一技术方案所述的吊具，还包括端部带有凸台的车轴，所述凸台伸入卡盘内，所述卡套结构垫在凸台和卡盘之间将凸台卡住。

本发明还提供一种加工以上技术方案所述的车轴端部凸台的锻压模具，其特征在于包括上模具、下模具、连接上模具和下模具的导柱结构。

优选的，所述导柱结构包括连接在上模具和下模具之间的导柱和套装在导柱上的复位弹簧，所述复位弹簧的一端顶在设置在上模具的台阶孔上，所述复位弹簧的另一端顶在设置在下模具的台阶孔上。

优选的，所述下模具安装在底部带有滑轨结构的下模体上。

本发明提供一种用于车轴悬挂热处理的吊具，该吊具包括卡盘结构和吊杆结构，所述卡盘结构包括可以使车轴端部凸台穿过的卡盘和垫在车轴端部凸台和卡盘之间的卡套结构。热处理时，在车轴端部加工出悬挂凸台，然后将车轴举起，使其端部凸台穿过卡盘后，再将卡套结构垫在凸台和卡盘之间再将车轴放下。由于车轴自身的重量，卡套被压在凸台和卡盘之间，从而可以使车轴竖直悬挂进行热处理。通过使用该吊具，端部凸台在热处理后切下可以作为其它锻件使用，避免了在车轴端部加工出只能作为废料的销孔结构，因此不但节省了钻孔工序，而且提高了材料的利用率。

附图说明

图1为本发明提供的吊具的一种实施方式示意图；

图2为图1中的卡套的结构示意图；

图3为本发明提供的锻压车轴端部凸台的锻压模具示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

请参加图1，为本发明提供的车轴热处理的吊挂结构的第一种具体实施方式的示意图，该吊挂结构由车轴和吊挂车轴的吊具构成。车轴11在其一个端部包括一个用于将车轴吊起的悬挂凸台11a，车轴11通过悬挂凸台11a被吊具竖直吊起，热处理时，可以将车轴本体竖直放入电加热区域进行热处理。对于凸台的形状并无特别的限制，只要凸台在车轴的径向方向上具有比车轴本体的横截面积大的形状即可。

吊具包括吊杆结构与吊杆结构连接的卡盘结构，所述卡盘结构用于卡在车轴的凸台上以将车轴吊起，吊杆结构用于将车轴和卡盘结构吊起进行热处理。在本实施方式中，该卡盘结构具体包括一个横截面基本为圆形的卡盘12，卡盘的内表面呈倒圆锥形状，卡盘的内径根据凸台的大小来决定，即卡盘的内径的大小应该设计成能够使车轴11的凸台11a无论是在加热状态还是在冷却状态都能够顺利穿过即可。对于卡盘的形状，也可以为其它形状，并无特别的限制。

在本实施方式中，吊杆结构包括竖直的吊杆13，连接在吊杆下方水平的吊杆臂14，吊杆臂包括对称设置的第一端臂14a和第二端臂14b，吊杆13的下端部分圆锥形，吊杆臂上具有与吊杆下端配合的圆锥形吊孔，当将吊杆13从吊杆臂14下方向上穿过所述圆锥形吊孔时，由于吊杆臂14的重力作用，吊杆13与吊杆臂14即被卡住。对于吊杆13与吊杆臂14的连接方式，还可以采用销轴连接的方式连接，如在吊杆13的下端制出销孔，然后通过销轴与吊杆臂连接。

为了稳定的将车轴吊起进行热处理，本发明提供采用拉杆结构连接卡盘结构和吊杆结构。在卡盘12的外径处包括一对对称设置的销孔结构12a、12b，对应的，在吊杆臂的两个端臂的两端也分别包括销孔结构104a、104b，吊杆臂两端臂的销孔104a、104b与卡盘的两个销孔结构12a、12b分别通过第一拉杆15a和第二拉杆15b连接，在第一拉杆15a和第二拉杆15b的两端分别设置有销轴以使两个拉杆分别与卡盘结构和吊杆结构连接。第一拉杆15a和第二拉杆15b的长度应该比车轴11端部的凸台11a的长度大，以在卡盘12和吊杆臂14之间为凸台的上下移动预留足够的空间。

在本实施方式中，吊杆臂第一端臂14a和第二端臂14b之间的距离与卡盘上两个销孔结构12a、12b之间的距离基本相等，这样两个拉杆结构是竖直连接在吊杆臂14与卡盘12之间的。

按照本发明，对于吊杆臂，并不限于只有第一端臂和的第二端臂，也可以以吊杆为圆周对称中心在吊杆臂上设置多个对称的端臂，然后在卡盘上设置与吊杆臂的端部相对应的销孔机构，再通过拉杆连接吊杆臂的端部和卡盘上的销孔。

对于拉杆和卡盘的连接方式，还可以采用销孔以外的结构，如在卡盘的外径处设置多个圆锥孔，然后将拉杆的下端制成与该圆锥孔向对应的形状，将拉杆穿过该圆锥孔后，在卡盘重力的作用下，也可以实现连接拉杆和卡盘的目的。

吊装车轴时，将车轴的凸台从卡盘的下端向上穿入卡盘后，为了将车轴卡在卡盘内，在凸台与卡盘之间还垫有卡套结构。在本实施方式中，卡套结构包括沿卡盘内径圆周方向对称设置的第一卡套16和第二卡套17，在本实施方式中，第一卡套16和第二卡套17的结构相同。请参见图1，为本发明提供的第一卡套16的主视图，第一卡套16包括与圆弧状的卡套本体16a，卡套本体呈与卡盘12内表面相配合的圆锥状，卡套本体16a连接有卡套柄16b。卡套本体的厚度是这样设计的，即卡套本体的最小厚度与凸台外径之和应该小于卡盘的内径，这样，由于卡套垫在凸台11a和卡盘12a之间，在车轴11重力的作用下，卡套16、17被压在凸台11a与卡盘12a之间锁死，可以防止车轴下落。

对于卡盘和卡套本体的形状，并不局限于倒圆锥形，只要能够使得凸台的外径加上卡套本体的厚度比卡盘的内径大即可，均能够达到将凸台卡住的目的，可以防止车轴下落。由于车轴凸台采用锻压的方式加工出来，因此凸台与车轴之间是圆滑过渡的，将卡盘和卡套本体设计成倒圆锥形的配合结构时，在车轴重力的作用下，凸台与倒圆锥形的卡套可以达到自动锁死的目的。并且，热处理完成后，当将车轴顶起时，倒圆锥形的卡套由于受到的车轴压力消失后可自然松脱，方便取下。

对于圆弧状的卡套本体的弧度，可以小于180度，优选的，卡套本体的弧度为140度～160度。第一卡套和第二卡套的卡套本体的弧度可以相等，也可以不相等。对于卡套结构上的卡套数量，也不限于两个，可以沿卡盘内径圆周方向以卡盘为圆周对称中心设置多个卡套，也能够实现本发明的目的。

为了加工车轴端部的凸台，本发明还提供一种加工所述凸台的压台模具。请参见图3，为本发明提供的压台模具的第一种具体实施方式的示意图，所述凸台包括上模具21、下模具22，连接上模具21和下模具22的两个导柱结构。如图3所示，示出了其中一个导柱结构的剖面图，在本实施方式中，所述导柱结构包括开在下模体上的方向向上的台阶状导孔22a，该台阶孔包括一个大直径孔和连接在大直径孔下的小直径孔，大直径孔和小直径孔形成向上的台阶，在小直径孔内固定安装有向上延伸的导柱23。在上模具上，具有与台阶孔位置相对应的方向向下的台阶孔21a，该台阶孔包括一个大直径孔和连接在大直孔上的小直径孔，大直径孔和小直径孔形成向下的台阶。导柱23向上延伸至上模具的台阶孔21a的小直径孔内，该小直径孔的直径大于导柱的直径以示导柱能够自由滑动。在上模具的台阶孔和下模具的台阶孔之间的导柱的部分上，套装有复位弹簧24。在模具闭合的状态下，复位弹簧被压缩，其上端顶在上模具的台阶孔的台阶上，复位弹簧的下端顶在下模具的台阶孔的台阶上。

当上模具在液压机的作用下下降对车轴端部进行压台成形时，由于导柱23的作用，防止上模具和下模具的位置发生偏移，可以避免形成偏心结构。压台完成后，在复位弹簧的作用下，上模具复位。由于导柱结构的作用，上模具复位时，可以复位精度，从而保证锻台的精度。

下模具22通过楔子25固定在下模体26上。为了节省加工工序，完成车轴部分的锻造后，可以采用同一液压装置驱动压台模具加工车轴的凸台。因此，在下模体26的底部，本发明进一步提供有滑轨结构26a，在完成车轴部分的锻造后，采用液压油缸将压台模具移动到锻轴模具的中心，利用锻轴的液压装置加工车轴端部压台。

按照本发明提供的压台模具，可以利用锻轴模具进行压台，并在导柱结构的作用下，可以保证加工精度和复位精度，避免在车轴凸台处形成偏心结构。

以下以澳大利亚力拓车K型车轴的热处理工艺流程为例具体说明本发明提供的压台模具和吊挂模具工作方式，所述K型车轴重量超过650kg，采用尾端穿孔的方式进行热处理时，不但加工了钻孔等工序，而且端部废料不能利用。

完成车轴毛坯的锻造后，采用本发明提供的压台模具在车轴端部加工出凸台。

在将车轴装配到吊具上时，使车轴端部的凸台方向朝上，采用装卸料车将车轴垂直举起上升。车轴端部的凸台穿入吊具的卡盘内，凸台下端与卡盘之间预留有使卡套穿过的距离，然后将第一卡套和第二卡套放入车轴轴径与圆形卡盘之间的缝隙中。然后，装卸料车将车轴落下，车轴端部凸台自然落在两个卡套内。由于车轴自身的重量，车轴和两个卡套以及卡盘被卡住。

热处理完成后，装卸料车将车轴垂直举起上升，在车轴上升的同时，凸台、卡套和卡盘形成的锁死结构因所受到的车轴的重力消失而自然松脱，将卡套取下后，装卸料车将车轴下落从吊具中取出卸下。

本发明提供了用于加工车轴凸台的压台模具，可以保证锻台精度，以实现与吊具装配的可重复性，提高整个工艺过程的连续性。在本发明提供的吊具中，本发明通过提供包括卡盘和卡套的卡盘结构，可以通过锁死车轴端部的凸台的方式将车轴垂直吊挂进行热处理。采用加工车轴凸台的方式，节省了加工程序。

以上对本发明所提供的车轴悬挂热处理吊具和锻压模具进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1、一种用于车轴悬挂热处理的吊具，其特征在于，包括卡盘结构和吊挂卡盘结构的吊杆结构，所述卡盘结构包括可以使车轴端部凸台穿过的卡盘和垫在所述车轴端部凸台和卡盘之间的卡套结构。

2、根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述卡套结构包括对称设置在卡盘内表面的一对卡套，所述卡套包括沿卡盘内表面圆周方向延伸的圆弧状卡套本体和与卡套本体连接的卡套柄。

3、根据权利要求2所述的吊具，其特征在于，所述卡盘内表面具有倒圆锥形状，所述卡套本体具有和所述卡盘内表面相配合的倒圆锥形状。

4、根据权利要求1至3任一项所述的吊具，其特征在于，所述吊杆结构包括与卡盘结构连接的吊臂、与吊臂连接的吊杆。

5、根据权利要求4所述的吊具，其特征在于，所述吊臂具有圆锥孔，所述吊杆的下端具有和所述圆锥孔接触配合的圆锥形状。

6、根据权利要求4所述的吊具，其特征在于，所述吊臂包括对称的第一端臂和第二端臂，所述第一端臂和第二端臂通过拉杆和卡盘连接。

7、一种包括权利要求1至6任一项所述的吊具的吊挂，其特征在于，包括端部带有凸台的车轴，所述凸台伸入卡盘内，所述卡套结构垫在凸台和卡盘之间将凸台卡住。

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