CN202984551U - 用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具 - Google Patents

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朱涛
胡福荣
杨守臣
宋彤
高潮
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Abstract

本实用新型提供一种用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，即一种用于铁路货车上叉形拉杆锻件的辊锻模具，它包括四道辊锻模具：第一道辊锻模具，第二道辊锻模具，第三道辊锻模具和第四道辊锻模具，且每一道辊锻模具的上下模具型腔对称；四道辊锻模具的模块包角都为315°，辊锻模具安装在1500mm辊锻机上的模具。

Description

用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具
技术领域
本申请涉及一种辊锻模具，尤其是一种应用在锻造领域的、用于铁路货车上叉形拉杆锻件的辊锻模具。 
背景技术
铁路货运行业近年来积极推进重载提速，以缓解铁路运载能力的不足。在铁路道路方面主要是对原有道路的适应性改造，在货车车辆方面主要是增加各部件的承载能力，这样原来用焊接件的许多零件在重载高速的条件下其承载能力和安全性远远不能满足要求，并因此改用锻件，这样铁路锻件市场越来越大，也越来越活跃。 
近几年来，铁路车辆焊接件改锻件的趋势明显，锻件和焊接件相比，锻件的强度和可靠性大大加强，品质提升效果明显，但同时由于叉形拉杆长度非常长，这些特征对铁路锻件的锻造提出了更高的要求，如需要大吨位的锻造设备、锻造工艺复杂，成形难度大。 
目前国内能够批量生产用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的方式主要是焊接，头部的叉子是用钢板卷出来的，然后再与工字部分焊接而成一体，后面的小头加工好后再与Φ16的圆棒料焊接，工字部分机加工好后，前端与头部的叉子焊接，后端与圆棒料相焊接，整个焊接过程分四部分，三次焊接。在三次焊接处存在残余应力，这种焊接方式的叉形拉杆更容易在使用过程中出现断裂等弊端。 
用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的结构特点决定了锻造工艺的复杂性，由于叉形拉杆的长度4850mm是异常件，而直经又非常细，需要较大辊锻机设备，但辊锻机太大，工作性能不太稳定，设计要求也很高，所以在1500mm的辊锻机上生产模具长度不够，只需分段辊锻，才能满足在此辊锻设备上完成辊锻成型。此辊锻工艺目前在国内还是空白，即是首例。 
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，包含四道辊锻模具，即第一道辊锻模，第二道辊锻模，第三道辊锻模和第四道辊锻模具，且各道次辊锻模具上模与下模对称。其特征在于，各道次辊锻模具扇形包角为360°-β等于315°；各道次辊锻模具内径D0＝1300mm；止口尺寸外径
Figure DEST_PATH_GSB00001052498900011
止口尺寸内径 D 2 = 1330 + 0.5 + 0.8 mm ; 凹环内径 D 3 = 1330 - 0.1 0 mm , 凹环外径 D 4 = 1380 0 + 0.2 mm ; 辊锻模外径D5＝1496±0.1mm；此辊锻模具是安装在1500mm辊锻机上的辊锻模具；其特征在于，每一道次的辊锻扇形模具分为两块，即其中一块扇形模块的包角为Φ＝155°，另一块扇形包角为315°-Φ＝160°的角度；其特征在于，第一道辊锻模具工字部分对应有效变形角度α1＝51°-52°；杆部对应有效变形角度δ1＝111°-112.5°，其特征在于，第二道辊锻模具杆部对应有效变形角度δ2＝158.9°-161.5°；其特征在于，第三道辊锻模具杆部对应有效变形角度δ3＝221°-222.5°，其特征在于，第四道辊锻模具杆部对应有效变形角度δ4＝290°-291.5°；其特征在于，小头部在第一道模具型腔内对应有效变形角度ω＞3.2°；在第二道、第三道和第四道道模具型腔内对应有效变形角度ω＞4.1°。 
本实用新型的优点是叉形拉杆锻件的安装总长度为4850mm，这种异常的长度，在辊锻机上部分辊锻成形，能保证锻件的整体性，避免了焊接应力在使用过程中断裂的缺陷。 
附图说明
图1是用于铁路货车整体锻造手制动拉杆主视图； 
图2是用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的俯视图； 
图3是用于铁路货车整体锻造手制动拉杆四道辊锻模具在1500mm辊锻机上的装配图； 
图4是辊锻模具安装在轧辊上沿轴线方向的剖视图； 
图5是第一道辊锻上下模具； 
图6是第一道辊锻模的下模； 
图7是第一道辊锻模下模沿X-X处的剖视图再转90°的位置； 
图8是图6的A1-A1的截面图； 
图9是图6的A2-A2的截面图； 
图10是在第一道辊锻模具辊后的辊锻毛坯图； 
图11是第二道辊锻上下模具； 
图12是第二道辊锻模的下模； 
图13是第二道辊锻模下模沿X-X处的剖视图再转90°的位置； 
图14是图12的B1-B1的截面图； 
图15是在第二道辊锻模具辊后的辊锻毛坯图； 
图16是图15中的E-E截面图； 
图17是第三道辊锻上下模具； 
图18是第三道辊锻模的下模； 
图19是第三道辊锻模下模沿X-X处的剖视图再转90°的位置； 
图20是图18中的A3-A3截面图； 
图21是在第三道辊锻模具辊后的辊锻毛坯图； 
图22是图21中的D-D截面图； 
图23是第四道辊锻上下模具； 
图24是第四道辊锻模的下模； 
图25是第四道辊锻模下模沿X-X处的剖视图再转90°的位置； 
图26是图24中A4-A4的截面图； 
图27是在第四道辊锻模具辊后的辊锻毛坯图； 
图28是图中A-A截面的剖视图； 
具体实施方式
图1是叉形拉杆锻件图的主视图，18是头部的叉子，19是叉形拉杆锻件工字部，其剖视图为图28所示，此部位在第一道次辊锻完成。20为叉形拉杆锻件的杆部，需要辊锻四道次。21为叉形拉杆锻件的小头部，此部位只在第二道次压扁成矩形如图16所示，在其他道次不参与变形。图2是叉形拉杆锻件图的府视图。 
图3是叉形拉杆四道辊锻模具在1500mm辊锻机上的装配图，14是1500mm辊锻机的轴，13是安装在此辊锻机上的第一道辊锻模具，12是安 装在此辊锻机上第二道辊锻模具，11是辊锻机自带隔环，用于卡紧第一、二道辊锻模具。10是第三道辊锻模具，止口装在隔环11上，9是第四道辊锻模具，止口装在10辊锻模具上，由辊锻机压环8固定在辊锻机上，7是辊锻机上的紧固螺钉，压紧固定环8，保证四道辊锻模具在辊锻机上不会沿轴向运动。 
图4是辊锻模具安装在轧辊上沿轴线方向的剖视图，5是辊锻模具紧靠的辊锻机轴，6是辊锻模具，沿轴的周向由键3和键4固定，1是楔块，用于周向的调整，2是固定楔块1的螺钉，用于紧固楔块1。 
图5是第一道辊锻上下模具，L为两锻辊中心距1500mm，15为第一道上模，16为第一道下模，17为分模线。β是键3和键4的夹角，且β＝45°，模具扇形包角为360°-β＝315°，α1是工字部分19对应有效变形角度为α1＝51°-52°，δ1为杆部对应有效变形角度δ1＝111°-112.5°，小头部在第一道模具型腔内对应有效变形角度ω＞3.2°。辊锻扇形模具分为两块，即其中一块扇形模块的包角为Φ＝155°，另一块为315°-Φ＝160°。图6是第一道辊锻下模，其中D为辊锻模具的外径为1496mm。图7是第一道辊锻模下模沿X-X处的剖视图再转90°的位置，止口尺寸外径 
Figure BSA00000772019500041
止口尺寸内径 
Figure BSA00000772019500042
凹环内径 
Figure BSA00000772019500043
凹环外径 
Figure BSA00000772019500044
辊锻模外径D5＝D＝1496±0.1mm，D0为各道次辊锻模具内径D0＝1300mm。L3为止口凸出部分为5mm，L4为止口凹进部分为6mm，L2为辊锻模具厚度为100mm。图8为(图1中的19或图10中的32)工字部在第一道辊锻下模对应的有效模具型腔的A1-A1剖面图，d1为分模线与辊锻模外径的的间隙为2mm，d3为图28中的X3的一半即7mm，d2为图28中的X4的一半即24mm。 
图9为(图1中的20或图10中的34)杆部在第一道辊锻下模对应的有效模具型腔的A2-A2剖面图，R1＝22.7，H1＝10.8mm。图10是经过第一道辊锻模具辊后的毛坯图。 
图11是第二道辊锻上下模具，L为两锻辊中心距1500mm，15为第二道上模，16为第二道下模，17为分模线。β是键3和键4的夹角，且β＝45°，模具扇形包角为360°-β＝315°，δ2为杆部对应有效变形角度δ2＝158.9°-161.5°，小头部在第一道模具型腔内对应有效变形角度ω＞4.1°。辊锻扇形模具分为两块，即其中一块扇形模块的包角为Φ＝155°，另一 块为315°-Φ＝160°。图12是第二道辊锻下模，图13是第二道辊锻模下模沿X-X处的剖视图再转90°的位置，止口尺寸外径 
Figure BSA00000772019500051
止口尺寸内径 凹环内径 
Figure BSA00000772019500053
凹环外径 
Figure BSA00000772019500054
辊锻模外径D5＝D＝1496±0.1mm，D0为各道次辊锻模具内径D0＝1300mm。L3为止口凸出部分为5mm，L4为止口凹进部分为6mm，L2为辊锻模具厚度为100mm。图14为(图1中的20或图10中的34)杆部在第二道辊锻下模对应的有效模具型腔的B1-B1剖面图，d1为分模线与辊锻模外径的的间隙为2mm，H2＝12.1mm。图15为是经过第二道辊锻模具辊出的辊锻锻件图。图16是图15中的E-E截面图，H4＝50mm，B3＝16mm。 
图17是第三道辊锻上、下辊锻模具，L为两锻辊中心距1500mm，15为第三道上模，16为第三道下模，17为分模线。β是键3和键4的夹角，模具扇形包角为360°-β，δ3为杆部对应有效变形角度补角，有效变形角度为360°-δ3＝221°-222.5°°。辊锻扇形模具分为两块，即其中一块扇形模块的包角为Φ＝155°，另一块为315°-Φ＝160°。图18是第三道辊锻下模，图19是第三道辊锻模下模沿X-X处的剖视图再转90°的位置，止口尺寸外径 
Figure BSA00000772019500055
止口尺寸内径 
Figure BSA00000772019500056
凹环内径 
Figure BSA00000772019500057
凹环外径 
Figure BSA00000772019500058
辊锻模外径D5＝D＝1496±0.1mm，D0为各道次辊锻模具内径D0＝1300mm。L3为止口凸出部分为5mm，L4为止口凹进部分为6mm，L2为辊锻模具厚度为100mm。图20为(图1中的20或图10中的34)杆部在第三道辊锻下模对应的有效模具型腔的A3-A3剖面图，d1为分模线与辊锻模外径的的间隙为2mm，H3＝6.65mm，R3＝22.5mm。图21为是经过第三道辊锻模具辊出的辊锻锻件图。图22是图21中的D-D截面图，H5＝13.3mm，B4＝25.6mm，R5＝22.5mm。 
图23是第四道辊锻上、下辊锻模具，L为两锻辊中心距1500mm，15为第四道上模，16为第四道下模，17为分模线。β是键3和键4的夹角，且β＝45°，模具扇形包角为360°-β＝315°，δ4为杆部对应有效变形角度补角，有效变形角度为360°-δ4＝290°-291.5°。辊锻扇形模具分为两块，即其中一块扇形模块的包角为Φ＝155°，另一块为315°-Φ＝160°。图24是第四道辊锻下模，图25是第四道辊锻模下模沿X-X处的剖视图再转90°的位置，止口尺寸外径 止口尺寸内径 
Figure BSA000007720195000510
凹环内径 
Figure BSA000007720195000511
凹环外径 
Figure BSA000007720195000512
辊锻模外径 D5＝D＝1496±0.1mm，D0为各道次辊锻模具内径D0＝1300mm。L3为止口凸出部分为5mm，L4为止口凹进部分为6mm，L2为辊锻模具厚度为100mm。图26为(图1中的20或图10中的34)杆部在第四道辊锻下模对应的有效模具型腔的A4-A4剖面图，d1为分模线与辊锻模外径的的间隙为2mm，R4＝8mm。图27为是经过第四道辊锻模具辊出的辊锻锻件图。图28是A-A的剖视图。 

Claims (9)

1.一种用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，包含四道辊锻模具，即第一道辊锻模，第二道辊锻模，第三道辊锻模和第四道辊锻模具，且各道次辊锻模具上模与下模对称。 
2.如权利要求1所述用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，各道次辊锻模具扇形包角为315°。 
3.如权利要求1所述用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，各道次辊锻模具内径D0＝1300mm；止口尺寸外径 
Figure DEST_PATH_FSB00001052498800011
止口尺寸内径
Figure DEST_PATH_FSB00001052498800012
凹环内径
Figure DEST_PATH_FSB00001052498800013
凹环外径
Figure DEST_PATH_FSB00001052498800014
辊锻模外径D5＝1496±0.1mm；此辊锻模具是安装在1500mm辊锻机上的辊锻模具。 
4.如权利要求1所述用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，每一道次的辊锻扇形模具分为两块，即其中一块扇形模块的包角为Φ＝155°，另一块扇形包角为315°-Φ＝160°的角度。 
5.如权利要求1所述用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，第一道辊锻模具工字部分对应有效变形角度α1＝51°-52°；杆部对应有效变形角度δ1＝111°-112.5°。 
6.如权利要求1所述用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，第二道辊锻模具杆部对应有效变形角度δ2＝158.9°-161.5°。 
7.如权利要求1所述用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，第三道辊锻模具杆部对应有效变形角度δ3＝221°-222.5°。 
8.如权利要求1所述用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，第四道辊锻模具杆部对应有效变形角度δ4＝290°-291.5°。 
9.如权利要求1所述用于铁路货车整体锻造手制动拉杆的辊锻模具，其特征在于，小头部在第一道模具型腔内对应有效变形角度ω＞3.2°；在第二道、第三道和第四道道模具型腔内对应有效变形角度ω＞4.1°。 
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