CN205798293U - 用于锻造机车传动盘毛坯的模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于锻造机车传动盘毛坯的模具，包括预锻模，所述的预锻模包括预锻上模和预锻下模，预锻下模的下型腔包括中部的定位凹槽、三个间隔均布的由外向内呈弧形的凸起桥部及两两凸起桥部之间的空腔，各凸起桥部通过斜面过渡至型腔底面，锻打坯料时使其沿自由镦粗径向流动并在空腔处形成加厚部位，在对应的凸起桥部形成减薄部位；所述的预锻上模的上型腔包括中部的锥环台、设置在锥环台外侧内凹的环腔以及外周环边，且预锻下模的定位凹槽的中心线与预锻上模的锥环台的中心线重合。本实用的新型能降低制造成本，提高生产效率，能保持成品材料流线完整，使产品具有优秀的综合性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于锻造机车传动盘毛坯的模具，属于机车传动盘制造技术领域。
背景技术
机车的牵引电机通过牵引齿轮副机构将运动传递给空心轴，空心轴与机车传动盘通过焊接或联轴器与传动盘相连接，传动盘通过传动销与六根连接杆连接，连接杆将运动输出给机车轮对。机车传动盘作为机车传动部分的关键零件，既承受空心轴传递的巨大扭矩，又承受六根连接杆的反作用环向循环应力，同时还承受轮对运行中传递的震动及轴向循环应力，工况极其恶劣，需要优秀的综合性能方能满足。机车传动盘的性能要求决定了其制造工艺必须是锻造，保证机加工后的成品传动盘的内部材料流线尽可能完整。
见图1、图2所示，机车传动盘1呈盘体1-1结构，具有与空心轴或联轴器连接的轴套1-4以及沿旋转中心对称成120°向径向延伸的三个不相连的耳部1-2，机车传动盘一侧位于轴套1-4处设有环形齿或台阶环形，且厚度尺寸较小，而耳部1-2厚度尺寸较大，且各耳部1-2上设有两个销孔1-3。因此机车传动盘的这种形状造成锻造工艺的难度较大，目前机车传动盘毛坯采用的碳素钢或合金钢，锻造方法主要采用自由锻。采用自由锻造制作毛坯时，见图3、4所示，是将坯料锻造形成一个厚实的环形圆饼2-1，环形圆饼2-1带有中心凸台2-2的毛坯2，这种毛坯的原材料消耗高达零件的7～10倍，毛坯加热能源严重浪费，生产效率低下，毛坯制造成本高昂。再则因其毛坯比较厚重，也会增加了很多的后续热处理、机加工的工时与费用，生产效率低。采用自由锻造方法制造毛坯，在机加工中会将材料流线切断，尤其将用于连接牵引轮对的耳部的材料流线横向切断，大大降低了产品的综合机械性能，而降低机传动盘的使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种降低制造成本，提高生产效率，能保持机车传动盘成品材料流线完整，使机车传动盘具有优秀的综合性能的用于锻造机车传动盘毛坯的模具。
本实用新型为达到上述目的的技术方案是：一种用于锻造机车传动盘毛坯的模具，其特征在于：包括预锻模，所述的预锻模包括预锻上模和预锻下模，预锻下模的下型腔包括中部的定位凹槽、三个间隔均布的由外向内呈弧形的凸起桥部及两两凸起桥部之间的空腔，各凸起桥部通过斜面过渡至型腔底面，锻打坯料时使其沿自由镦粗径向流动并在空腔处形成加厚部位，在对应的凸起桥部形成减薄部位；所述的预锻上模的上型腔包括中部的锥环台、设置在锥环台外侧内凹的环腔以及外周环边，且预锻下模的定位凹槽的中心线与预锻上模的锥环台的中心线重合。
所述预锻下模的定位凹槽由低于预锻下模的型腔底面的凹槽构成。
所述预锻下模的定位凹槽是由三个凸起桥部内侧的腔体构成。
所述预锻上模的锥环台端面与预锻上模端面持平或不超出预锻上模端面，且环腔通过锥面过渡到外周环边。
还具有终锻模，所述的终锻模包括终锻上模和终锻下模，所述终锻下模的型腔包括下台面、中部低于下台面的定位凸台、设置在定位凸台外侧的环槽、以及均布间隔相连的三个长弧段和三个短弧段形成闭封的下外凸缘，下外凸缘在长弧段处具有加厚壁，且下外凸缘的内周边与车机传动盘外轮廓的形状基本一致；所述的终锻上模的型腔包括上台面、设置在上台面中部的凸起圆台以及与下外凸缘对应的上外凸缘，上外凸缘上的长弧段处具有加厚壁，合模时的凸起圆台其端面超过终锻下模的下台面，且终锻下模的型腔中心线与终锻上模的型腔中心线重合。
所述终锻上模的上台面呈内高外低的台阶面。
所述的终锻下模的环槽通过相切的大圆弧面和小圆弧面过渡至下台面，且大圆弧面的曲率半径R1大于锻件毛坯曲面上的曲率半径R。
本实用新型用于锻造机车传动盘毛坯的模具采用了预锻模，通过预锻下模和预锻上模的预锻型腔锻打出来的预锻件，使预锻件在三个凸起桥部处形成对应的减薄部位，该部位需要较少的材料能在径向实施开式锻模，而预锻件在两两凸起桥部之间的空腔处对应形成厚度大于减薄部位厚度的加厚部位，当材料自由镦粗径向流动，该部位的材料受凸起桥部的限制而增大流动阻力，迫使材料向自由表面流动，并在径向使该部位材料实现较多分配，将该部全需要较多材料能在径向实施自由锻，能满足终锻件耳部部分材料的需求。使预锻模结合了开式锻模和自由锻，能使材料沿径向受型腔控制下均匀分布，形状合理、尺寸稳定性高，可使终锻后的锻件飞边均匀，锻打力降低，能减小对模锻设备的要求。
本实用新型通过预锻下模的下型腔内的定位凹槽对坯料进行快速定位，而预锻件上部设有定位槽，在终锻时能将翻身后预锻件放入终锻下模型腔时也能够自动定位，使得坯料出炉后能够快速、精确定位，减少坯料出炉后的运转、摆放时间，同时也能减少预锻件、终锻件的摆放时间，使得整个锻造过程的工时缩短，终锻时的预锻件温降少。
本实用新型还能进一步采用终锻模，能使预锻件的材料沿径向在终锻上模和终锻下模的终锻型腔内流动，将预锻件上各厚部位材料充填型腔形成延伸的三个耳部，可通过终锻下模型腔下外凸缘的长弧段处具有加厚壁，以增大此部位材料的流动阻力，迫使材料更好的充满耳部部位，能基本按照终锻型腔的形状充填，使终锻件成型为具有盘体、沿盘体径向向外延伸三个均布耳部及设置在盘体中部内有连皮的轴套，锻件坏件的材料流线沿锻件外轮廓均匀分布，分布更为合理，锻件毛坯的尺寸较精确，加工余量较小，因此机加工后的成品材料流线完整，成品综合性能优秀、质量稳定，能提高机车传动盘零件的使用寿命，适用于各种型号的机车。采用本实用新型的锻造模具，能使得复杂锻件能够一次加热后在一台设备上完成锻造，大大改善了锻件的表面质量，锻件的尺寸较精确，加工余量较小，能够显著降低后续热处理、机加工的工时与费用，原材料利用率高，能大幅度提高生产效率，降低生产成本。以160KM机车传动盘为例，机车传动盘成品的材料利用率相较自由锻工艺提升一倍以上，锻件毛坯生产效率提升三倍以上，在后续的机加工工时能减少一半以上。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。
图1是现有机车传动盘零件主视图。
图2是图1的A-A剖示结构图。
图3是机车传动盘采用自由锻后的锻件毛坯主视图。
图4是图3的B-B剖视结构示意图。
图5是本实用新型预锻下模的结构示意图。
图6是本实用新型预锻上模的结构示意图。
图7是本实用新型预锻上模和预锻下模合模时的剖面结构示意图。
图8是本实用新型机车传动盘的预锻件结构示意图。
图9是图8的C-C剖视结构示意图。
图10是本实用新型终锻下模的结构示意图。
图11是本实用新型终锻上模的结构示意图。
图12是本实用新型终锻上模和终锻下模合模时的剖面结构示意图。
图13是本实用新型机车传动盘的终锻件结构示意图。
图14是图11的D-D剖视结构示意图。
其中：1—机车传动盘，1-1—盘体，1-2—耳部，1-3—销孔，1-4—轴套，2—毛坯，2-1—环形圆饼，2-2—中心凸台，3—预锻下模，3-1—凸起桥部，3-2—斜面，3-3—定位凹槽，3-4—空腔，4—预锻上模，4-1—环腔，4-2—外周环边，4-3—锥环台，5—预锻件，5-1—加厚部位，5-2—减薄部位，5-3—底面，5-4—定位槽，6—终锻下模，6-1—下外凸缘，6-11—短弧段，6-12—长弧段，6-2—下台面，6-3—环槽，6-4—定位凸台，7—终锻上模，7-1—上外凸缘，7-11—短弧段，7-12—长弧段，7-2—凸起圆台，7-3—上台面，8—终锻件，8-1—耳部，8-2—盘体，8-3—沉台，8-4—轴套。
具体实施方式
见图5～7以及10～12所示，本实用新型用于锻造机车传动盘毛坯的模具，包括预锻模。见图5、7所示，本实用新型的预锻模包括预锻上模4和预锻下模3，预锻下模3的下型腔包括中部的定位凹槽3-3、三个间隔均布的由外向内呈弧形的凸起桥部3-1及两两凸起桥部3-1之间的空腔3-4，本实用新型预锻下模3的定位凹槽3-3由低于预锻下模3的型腔底面构成环槽6-3构成，或预锻下模3的定位凹槽3-3是由三个凸起桥部3-1内侧的腔体构成，将出炉后的坯料能够快速并精确定位在预锻下模3的下型腔内，使得坯料出炉后能够快速、精确在预锻下模3内定位，减少坯料出炉后的运转、摆放时间，使得整个锻造过程的工时缩短，锻打坯料使其材料在预锻下模3和预锻上模4的预锻型腔内沿自由镦粗径向流动。
见图5、7所示，本实用新型各凸起桥部3-1通过斜面3-2过渡至型腔底面，锻打坯料时使其沿自由镦粗径向流动并在空腔3-4处形成加厚部位5-1，使对应的预锻件5部位采用自由锻；在对应的凸起桥部3-1形成减薄部位5-2，同时该部位的材料受型腔凸起桥部3-1的限制，流动阻力大，迫使材料向自由表面流动，径向材料在空腔3-4部位实现较多的分配，以此满足终锻时耳部部位材料的需求，使需要材料较少的部位径向采用开式锻模设计。本实用的新型预锻模具采用开式锻模和自由锻结合，锻打出来的预锻件5形状合理、尺寸稳定性高。
见图6、7所示，本实用新型预锻上模4的上型腔包括中部的锥环台4-3、设置在锥环台4-3外侧内凹的环腔4-1以及外周环边4-2，本实用新型预锻上模4的锥环台端面与预锻上模4端面持平或不超出预锻上模4端面，且环腔4-1通过锥面过渡到外周环边4-2，通过锥环台4-3形成预锻件5上的定位槽5-4，在把预锻件5翻身后放入终锻下模6型腔时能够自动定位，而能减少运转和摆放时间，缩短锻造过程的工时，在终锻时也能减少预锻件5的温降，降低制造成本，本实用新型预锻下模3的定位凹槽3-3的中心线与预锻上模4的锥环台4-3的中心线重合，坯料受预锻模的预锻型腔的控制下，使材料沿径向受预锻型腔控制下均匀分布，锻打出来的预锻件5形状合理、尺寸稳定性高。见图8、9所示，成形后的预锻件5为盘形结构，预锻件5在三个凸起桥部3-1处形成对应的减薄部位5-2、在空腔3-4处对应形成厚度大于各减薄部位5-2的加厚部位5-1，且在预锻件5上部设有下沉的定位槽5-4。
本实用新型还具有终锻模，见图10～12所示，本实用新型的终锻模包括终锻上模7和终锻下模6。见图10、11所示，本实用新型终锻下模6的型腔包括下台面6-2、中部低于下台面6-2的定位凸台6-4、设置在定位凸台6-4外侧的环槽6-3、以及均布间隔相连的三个长弧段6-12和三个短弧段6-11形成闭封的下外凸缘6-1，该下外凸缘6-1可呈多边形或呈品形，且下外凸缘6-1在长弧段6-12处具有加厚壁，使下外凸缘6-1的内周边与机车传动盘外轮廓的形状基本一致。
见图10、12所示，本实用新型终锻上模7的型腔包括上台面7-3、设置在上台面7-3中部的凸起圆台7-2以及与下外凸缘6-1对应的上外凸缘7-1，该上外凸缘7-1包括均布间隔相连的三个长弧段7-12和三个短弧段7-11，且上外凸缘7-1上的长弧段7-12处具有加厚壁，通过长弧段6-12、7-12处的加厚壁，能增大此部位材料的流动阻力，迫使材料沿径向流动，按照终锻模的型腔的形状充填，终锻件8的材料流线沿锻件外轮廓均匀分布。见图10、12所示，本实用新型合模时的凸起圆台7-2其端面超过终锻下模6的下台面6-2，通过凸起圆台7-2及环槽6-3形成内有连皮的轴套8-4，在冲除连皮后形成轴套8-4的内孔，而能减少机加工余量。见图14所示，本实用新型终锻下模6的型腔中心线与终锻上模7的型腔中心线重合，使终锻件8的材料流线沿锻件外轮廓均匀分布，使机加工后的产品材料流线完整，使其具有优秀的综合性能。见图10、12所示，本实用新型终锻上模7的上台面7-3呈内高外低的台阶面，使终锻件8在盘体8-2上设有与轴套8-4相通的沉台8-3，而进一步减少加工量，提高材料利用率。
见图10、12所示，本实用新型终锻下模6的环槽6-3通过相切的大圆弧面和小圆弧面过渡至下台面6-2，且大圆弧面的曲率半径R1大于或等于锻件毛坯曲面上的曲率半径R，保持材料流线完整，满足产品机械性能。
采用的本实用的新型的模具在锻造机车传动盘毛坯时，将选好原材料按重量切分坯料，放入加热炉内加热至1100℃～1180℃，见图5～9所示，将加热好的坯料放入到预锻下模3的下型腔中，先拍去除坯料表面氧化皮，再使用压力机预锻成，坯料由腔体中部的定位凹槽3-3定位，锻打坯料时使其沿自由镦粗径向流动，使预锻件5在预锻下模3三个凸起桥部3-1处形成对应的减薄部位5-2、在空腔3-4处对应形成厚度大于各减薄部位5-2的加厚部位5-1，预锻上模4的上型腔形成下沉的定位槽5-4，通过预锻下模3的型腔底面的凹槽，使预锻件5呈中部高外部低的环台阶形的底面5-3，通过预锻上模4的环腔4-1通过锥面过渡到外周环边4-2，使预锻件5在外周边通过锥面而过渡到至顶部。
见图10～14所示，把预锻件5翻身后放入本实用的新型终锻下模6的下型腔内，使预锻件5上的定位槽5-4设置在终锻下模6的定位凸台6-4处自动定位，锻打预锻件5使其材料沿径向在终锻上模7和终锻下模6的终锻型腔流动，将预锻件5上各厚部位材料充填终锻型腔形成三个耳部8-1，成形后的终锻件8呈盘体8-2结构、及沿盘体8-2向处延伸三个均布耳部8-1和位于盘体8-2中部的轴套8-4，终锻上模7上的凸起圆台7-2其端面超过终锻下模6的下台面6-2，形成轴套8-4内的连皮，通过终锻上模7的上台面7-3内高外低的台阶面，终锻件8在盘体8-2上设有与轴套8-4相通的沉台8-3，通过终锻下模6的环槽6-3与下台面6-2上的曲率半径R形成锻件毛环上的曲面，最后切除终锻件8的飞边，冲除连皮，制得锻造机车传动盘毛坯。采用的本实用的新型的模具能够显著降低后续热处理、机加工的工时与费用，加工后的成品材料流线完整，使用寿命高，适用于各种型号的机车传动盘。
Claims (7)
1.一种用于锻造机车传动盘毛坯的模具，其特征在于：包括预锻模，所述的预锻模包括预锻上模(4)和预锻下模(3)，预锻下模(3)的下型腔包括中部的定位凹槽(3-3)、三个间隔均布的由外向内呈弧形的凸起桥部(3-1)及两两凸起桥部(3-1)之间的空腔(3-4)，各凸起桥部(3-1)通过斜面(3-2)过渡至型腔底面，锻打坯料时使其沿自由镦粗径向流动并在空腔(3-4)处形成加厚部位，在对应的凸起桥部(3-1)形成减薄部位；所述的预锻上模(4)的上型腔包括中部的锥环台(4-3)、设置在锥环台(4-3)外侧内凹的环腔(4-1)以及外周环边(4-2)，且预锻下模(3)的定位凹槽(3-3)的中心线与预锻上模(4)的锥环台(4-3)的中心线重合。
2.根据权利要求1所述的用于锻造机车传动盘毛坯的模具，其特征在于：所述预锻下模(3)的定位凹槽(3-3)由低于预锻下模(3)的型腔底面的凹槽构成。
3.根据权利要求1所述的用于锻造机车传动盘毛坯的模具，其特征在于：所述预锻下模(3)的定位凹槽(3-3)是由三个凸起桥部(3-1)内侧的腔体构成。
4.根据权利要求1所述的用于锻造机车传动盘毛坯的模具，其特征在于：所述预锻上模(4)的锥环台(4-3)端面与预锻上模(4)端面持平或不超出预锻上模(4)端面，且环腔(4-1)通过锥面过渡到外周环边(4-2)。
5.根据权利要求1所述的用于锻造机车传动盘毛坯的模具，其特征在于：还具有终锻模，所述的终锻模包括终锻上模(7)和终锻下模(6)，所述终锻下模(6)的型腔包括下台面(6-2)、中部低于下台面(6-2)的定位凸台(6-4)、设置在定位凸台(6-4)外侧的环槽(6-3)、以及均布间隔相连的三个长弧段(6-12)和三个短弧段(6-11)形成闭封的下外凸缘(6-1)，下外凸缘(6-1)在长弧段(6-12)处具有加厚壁，且下外凸缘(6-1)的内周边与机车传动盘外轮廓的形状基本一致；所述的终锻上模(7)的型腔包括上台面(7-3)、设置在上台面(7-3)中部的凸起圆台(7-2)以及与下外凸缘(6-1)对应的上外凸缘(7-1)，上外凸缘(7-1)上的长弧段(7-12)处具有加厚壁，合模时的凸起圆台(7-2)其端面超过终锻下模(6)的下台面(6-2)，且终锻下模(6)的型腔中心线与终锻上模(7)的型腔中心线重合。
6.根据权利要求5所述的用于锻造机车传动盘毛坯的模具，其特征在于：所述终锻上模(7)的上台面(7-3)呈内高外低的台阶面。
7.根据权利要求5所述的用于锻造机车传动盘毛坯的模具，其特征在于：所述的终锻下模(6)的环槽(6-3)通过相切的大圆弧面和小圆弧面过渡至下台面(6-2)，且大圆弧面的曲率半径R1大于或等于锻件毛坯曲面上的曲率半径R。
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