一種重載承重車輪多向模鍛近淨成形方法及模具
2024-04-14 04:53:05
1.本發明涉及多向模鍛技術領域，尤其涉及到一種重載承重車輪多向模鍛近淨成形方法及模具。
背景技術：
2.隨著工業技術的進步和市場對重型運載設備能力需求的提高，對相關零部件的性能及質量要求越來越嚴格。
3.申請號為：cn202110558814.7的對比文件公開了一種軌道交通車輛牽引梁腹板塑性成形方法及其模具，包括以下步驟：(1)下料；(2)加熱：將下料後的鋁合金板毛坯加熱到480℃
±
10℃；(3)局部鐓擠預成型：採用多向模鍛將加熱後的鋁合金板的橫向兩側局部鐓擠加厚，並在拉伸彎角位置鐓擠出凸起；(4)拉伸成型：採用背壓拉伸方法將牽引梁腹板拉伸成型；(5)熱處理整形：將固溶後的工件進行整形，然後再對工件進行人工時效處理；(6)分割：工件整體塑性成形後分成單獨的兩個鏡像工件。
4.為了提高承重輪的綜合力學性能及安全性能，在大型設備承重輪製造也在逐步的由鑄造+機加工的生產模式向著普通模鍛+機加工的方式轉變，普通模鍛的承重輪製造方式存在產品餘量大、機加工時間長、產品外觀質量差等缺點。
5.由上述內容可知，這種採用普通模鍛方式的由上模具和下模具組成，只能單向開模，在加工完成後，容易出現滯留在模具上的現象，存在難以開模的問題，降低了加工效率。因此，我們有必要對這樣一種結構進行改善，以克服上述缺陷。
技術實現要素：
6.本發明的目的是提供一種重載承重車輪多向模鍛近淨成形方法及模具，該工藝充分發揮多向模鍛在多個方向能夠開模的功能，解決現有加工方法容易出現滯留在模具上的現象，存在難以開模的問題，降低加工效率的問題。
7.本發明的上述技術目的是用過以下技術方案實現的：
8.一種重載承重車輪多向模鍛近淨成形方法，包括以下步驟：
9.步驟1：預熱，通過多向模鍛壓機的動梁驅動上模具抬起到最大位置，接著對模具型腔進行鍛前預熱；
10.步驟2：坯料放置，將加熱好的坯料放置在下模具的型腔平臺上，通過水平工作缸驅動左模具和右模具分別沿著第一導向槽和第二導向槽向內移動，通過左模具和右模具向內合模，形成完整的模具型腔；
11.步驟3：坯料墩粗，通過多向模鍛壓機的動梁驅動上模具向下移動對坯料進行墩粗，將鍛件加工成形；
12.步驟4：開模，通過多向模鍛壓機的動梁驅動上模具抬起，通過水平工作缸驅動左模具和右模具反向移動實現開模，通過下頂出杆將鍛件頂出，通過機械手將鍛件取出，完成一次鍛造。
13.一種重載承重車輪多向模鍛近淨成形方法用模具，包括包括上模具、下模具、左模具、以及右模具；
14.所述上模具位於整個模具的上方，上模具的頂部與模鍛壓機的動梁連接，通過動梁驅動上模具沿著豎直方向移動，所述下模具位於所述上模具的正下方，所述下模具的頂部開有第一導向槽和第二導向槽，所述左模具安裝於所述第一導向槽內，並能夠沿著第一導向槽的長度方向移動，所述右模具安裝於所述第二導向槽內，並能夠沿著第二導向槽的長度方向移動。
15.本發明的進一步設置為：還包括上頂出杆；
16.所述上模具的中心開有第一通孔，所述上頂出杆設置在所述第一通孔內，所述上頂出杆的頂部與外接頂出缸連接，通過頂出缸能夠驅動上頂出杆沿著第一通孔的長度方向移動，用於將鍛件從上模具上頂出。
17.本發明的進一步設置為：還包括下頂出杆；
18.所述下模具的中心開有第二通孔，所述下頂出杆設置在所述第二通孔內，所述下頂出杆的頂部與外接頂出缸連接，通過頂出缸能夠驅動下頂出杆沿著第二通孔的長度方向移動，用於將鍛件從下模具上頂出。
19.本發明的進一步設置為：所述下模具的頂部設置有用於放置鍛件的定位臺。
20.本發明的進一步設置為：所述左模具的靠近下模具的一側設置有向外凸出的第一加工部，所述左模具與外接水平工作缸連接，通過水平工作缸驅動左模具對鍛件的左端進行加工。
21.本發明的進一步設置為：所述右模具的靠近下模具的一側設置有向外突出的第二加工部，所述右模具與外接水平工作缸連接，通過水平工作缸驅動右模具對鍛件的右端進行加工。
22.本發明的進一步設置為：所述上模具的底部設置有向內凹陷的上模具槽，通過所述上模具槽對鍛件的頂部進行加工。
23.本發明的進一步設置為：所述下模具的底部設置有向內凹陷的下模具槽，通過所述下模具槽對鍛件的底部進行加工。
24.本發明的進一步設置為：所述左模具和右模具的內側壁與鍛件外輪廓相匹配，左模具和右模具圍成的內型腔與鍛件外輪廓尺寸相同。
25.綜上所述，本發明具有以下有益效果：
26.1、設置有上模具、下模具、左模具、右模具，與現有的設置上下兩個模具，只能進行單向開模的方式相比，能夠在多個方向能夠實現開模，上模具、左模具和右模具都能夠移動，提高了開模效率。
27.2、設置有上頂出杆和下頂出杆，能夠將鍛件從上模具或下模具上分離開來，進一步提高了開模效率，並保證開模的穩定性，避免鍛件滯留在模具上。
附圖說明
28.圖1是本發明模具的結構示意圖。
29.圖2是本發明模具的剖面圖。
30.圖3是本發明模具分離狀態的示意圖。
31.圖4是本發明模具左模具、右模具合模的示意圖。
32.圖5是本發明模具上模具、下模具合模的示意圖。
33.圖6是本發明鍛件上下端面加工示意圖。
34.圖7是本發明鍛件左右端面加工的示意圖。
35.圖8是本發明模具鍛件分離的示意圖。
36.數字標號：上模具1、鍛件2、左模具3、下模具4、上頂出杆5、右模具6、下頂出杆7
具體實施方式
37.為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合圖示與具體實施例，進一步闡述本發明。
38.現有的承重輪製造方法包括模鍛和鑄造兩種加工方式，其中鑄造件是經過熔煉爐把配比好的材料溶化後，倒入模型內，冷卻後成型；模鍛件是經過壓力機在壓力效果下重複限制成型；其中鑄造件是通過原材料在模型內冷卻後成型的，鑄造件的表面比較粗糙，還有縮孔和偏析的存在，而模鍛件是受外力鍛壓而成，機械性能穩定，因此，目前企業生產模式向著普通模鍛+機加工的方式轉變，但是模鍛件存在難以開模的問題，同時存在原材料成本高、機加工工時長、產品外觀質量差等缺點，為此，本技術提出一種重載承重車輪多向模鍛近淨成形方法及模具。
39.如圖1至圖8所示，本發明提出的一種重載承重車輪多向模鍛近淨成形方法，包括以下步驟：
40.步驟1：預熱，通過多向模鍛壓機的動梁驅動上模具抬起到最大位置，接著對模具型腔進行鍛前預熱；
41.步驟2：坯料放置，將加熱好的坯料放置在下模具的型腔平臺上，通過水平工作缸驅動左模具和右模具分別沿著第一導向槽和第二導向槽向內移動，通過左模具和右模具向內合模，形成完整的模具型腔；
42.步驟3：坯料墩粗，通過多向模鍛壓機的動梁驅動上模具向下移動對坯料進行墩粗，將鍛件加工成形；
43.步驟4：開模，通過多向模鍛壓機的動梁驅動上模具抬起，通過水平工作缸驅動左模具和右模具反向移動實現開模，通過下頂出杆將鍛件頂出，通過機械手將鍛件取出，完成一次鍛造。
44.一種重載承重車輪多向模鍛近淨成形方法用模具，包括上模具1、下模具4、左模具3、右模具6、上頂出杆5、下頂出杆7；
45.上模具位於整個模具的上方，上頂出杆5安裝於上模具的頂部中心位置，下模具位於整個模具的下方，下頂出杆7位於下模具的底部中心位置，左模具設置在下模具頂部的其中一端上，右模具設置在下模具頂部遠離左模具的一端上。下模具頂部開有第一導向槽和第二導向槽，左模具設置在第一導向槽內並能夠沿著第一導向槽的長度方向移動，右模具設置在第二導向槽內並能夠沿著第二導向槽的長度方向移動，左模具的靠近下模具的一側設置有向外凸出的第一加工部，右模具的靠近下模具的一側設置有向外突出的第二加工部，左模具和右模具圍成的內型腔與鍛件外輪廓尺寸相同。下模具的頂部設置有定位臺，用於放置待加工的坯料2。上模具的中心開有用於容納上頂出杆的第一通孔，上模具的底部開
有向內凹陷的上模具槽，下模具的中心開有用於容納下頂出杆的第二通孔，下模具的頂部開有向內凹陷的下模具槽。
46.本發明的使用過程和原理如下：使用時，將上述成型模具安裝在多向模鍛壓機上，其中上模具與多向模鍛壓機的動梁相連接，通過多向模鍛壓機驅動上模具實現豎直方向的合模或者開模動作，左模具和右模具分別與對應的模鍛壓機水平工作缸的輸出端相連接，通過水平工作缸驅動左模具和右模具移動，實現水平方向的合模或者開模動作，下模具固定安裝在多向模鍛壓機的工作檯上，其中上頂出杆5和下頂出杆7分別與對應的頂出缸連接，通過頂出缸驅動上頂出杆5和下頂出杆7，從而將加工完成的模鍛件從模具上頂出，安裝完成後，將需要加工的坯料放在在下模具上，接著通過水平工作缸驅動左模具和右模具合模，形成一個完整的模具型腔，接著通過動梁驅動上模具合模，對鍛件進行加工，加工完成後，上模具1隨動梁同時抬起到初始位移，水平工作缸反向移動，左模具和右模具開模，取出鍛件，完成一次加工。
47.在本發明的描述中，需要說明的是，術語「上」、「下」、「內」、「外」、「左」、「右」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，或者是本領域技術人員慣常理解的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，「設置」、「連接」等術語應做廣義理解，例如，「連接」可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以通過中間媒介間接連接，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且還可包含沒有明確列出的其他要素。
48.以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。