本實用新型涉及一種用于鍛造機車傳動盤毛坯的模具，屬于機車傳動盤制造技術領域。

背景技術：

機車的牽引電機通過牽引齒輪副機構(gòu)將運動傳遞給空心軸，空心軸與機車傳動盤通過焊接或聯(lián)軸器與傳動盤相連接，傳動盤通過傳動銷與六根連接桿連接，連接桿將運動輸出給機車輪對。機車傳動盤作為機車傳動部分的關鍵零件，既承受空心軸傳遞的巨大扭矩，又承受六根連接桿的反作用環(huán)向循環(huán)應力，同時還承受輪對運行中傳遞的震動及軸向循環(huán)應力，工況極其惡劣，需要優(yōu)秀的綜合性能方能滿足。機車傳動盤的性能要求決定了其制造工藝必須是鍛造，保證機加工后的成品傳動盤的內(nèi)部材料流線盡可能完整。

見圖1、圖2所示，機車傳動盤1呈盤體1-1結(jié)構(gòu)，具有與空心軸或聯(lián)軸器連接的軸套1-4以及沿旋轉(zhuǎn)中心對稱成120°向徑向延伸的三個不相連的耳部1-2，機車傳動盤一側(cè)位于軸套1-4處設有環(huán)形齒或臺階環(huán)形，且厚度尺寸較小，而耳部1-2厚度尺寸較大，且各耳部1-2上設有兩個銷孔1-3。因此機車傳動盤的這種形狀造成鍛造工藝的難度較大，目前機車傳動盤毛坯采用的碳素鋼或合金鋼，鍛造方法主要采用自由鍛。采用自由鍛造制作毛坯時，見圖3、4所示，是將坯料鍛造形成一個厚實的環(huán)形圓餅2-1，環(huán)形圓餅2-1帶有中心凸臺2-2的毛坯2，這種毛坯的原材料消耗高達零件的7～10倍，毛坯加熱能源嚴重浪費，生產(chǎn)效率低下，毛坯制造成本高昂。再則因其毛坯比較厚重，也會增加了很多的后續(xù)熱處理、機加工的工時與費用，生產(chǎn)效率低。采用自由鍛造方法制造毛坯，在機加工中會將材料流線切斷，尤其將用于連接牽引輪對的耳部的材料流線橫向切斷，大大降低了產(chǎn)品的綜合機械性能，而降低機傳動盤的使用壽命。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種降低制造成本，提高生產(chǎn)效率，能保持機車傳動盤成品材料流線完整，使機車傳動盤具有優(yōu)秀的綜合性能的用于鍛造機車傳動盤毛坯的模具。

本實用新型為達到上述目的的技術方案是：一種用于鍛造機車傳動盤毛坯的模具，其特征在于：包括預鍛模，所述的預鍛模包括預鍛上模和預鍛下模，預鍛下模的下型腔包括中部的定位凹槽、三個間隔均布的由外向內(nèi)呈弧形的凸起橋部及兩兩凸起橋部之間的空腔，各凸起橋部通過斜面過渡至型腔底面，鍛打坯料時使其沿自由鐓粗徑向流動并在空腔處形成加厚部位，在對應的凸起橋部形成減薄部位；所述的預鍛上模的上型腔包括中部的錐環(huán)臺、設置在錐環(huán)臺外側(cè)內(nèi)凹的環(huán)腔以及外周環(huán)邊，且預鍛下模的定位凹槽的中心線與預鍛上模的錐環(huán)臺的中心線重合。

所述預鍛下模的定位凹槽由低于預鍛下模的型腔底面的凹槽構(gòu)成。

所述預鍛下模的定位凹槽是由三個凸起橋部內(nèi)側(cè)的腔體構(gòu)成。

所述預鍛上模的錐環(huán)臺端面與預鍛上模端面持平或不超出預鍛上模端面，且環(huán)腔通 過錐面過渡到外周環(huán)邊。

還具有終鍛模，所述的終鍛模包括終鍛上模和終鍛下模，所述終鍛下模的型腔包括下臺面、中部低于下臺面的定位凸臺、設置在定位凸臺外側(cè)的環(huán)槽、以及均布間隔相連的三個長弧段和三個短弧段形成閉封的下外凸緣，下外凸緣在長弧段處具有加厚壁，且下外凸緣的內(nèi)周邊與車機傳動盤外輪廓的形狀基本一致；所述的終鍛上模的型腔包括上臺面、設置在上臺面中部的凸起圓臺以及與下外凸緣對應的上外凸緣，上外凸緣上的長弧段處具有加厚壁，合模時的凸起圓臺其端面超過終鍛下模的下臺面，且終鍛下模的型腔中心線與終鍛上模的型腔中心線重合。

所述終鍛上模的上臺面呈內(nèi)高外低的臺階面。

所述的終鍛下模的環(huán)槽通過相切的大圓弧面和小圓弧面過渡至下臺面，且大圓弧面的曲率半徑R1大于鍛件毛坯曲面上的曲率半徑R。

本實用新型用于鍛造機車傳動盤毛坯的模具采用了預鍛模，通過預鍛下模和預鍛上模的預鍛型腔鍛打出來的預鍛件，使預鍛件在三個凸起橋部處形成對應的減薄部位，該部位需要較少的材料能在徑向?qū)嵤╅_式鍛模，而預鍛件在兩兩凸起橋部之間的空腔處對應形成厚度大于減薄部位厚度的加厚部位，當材料自由鐓粗徑向流動，該部位的材料受凸起橋部的限制而增大流動阻力，迫使材料向自由表面流動，并在徑向使該部位材料實現(xiàn)較多分配，將該部全需要較多材料能在徑向?qū)嵤┳杂慑懀軡M足終鍛件耳部部分材料的需求。使預鍛模結(jié)合了開式鍛模和自由鍛，能使材料沿徑向受型腔控制下均勻分布，形狀合理、尺寸穩(wěn)定性高，可使終鍛后的鍛件飛邊均勻，鍛打力降低，能減小對模鍛設備的要求。

本實用新型通過預鍛下模的下型腔內(nèi)的定位凹槽對坯料進行快速定位，而預鍛件上部設有定位槽，在終鍛時能將翻身后預鍛件放入終鍛下模型腔時也能夠自動定位，使得坯料出爐后能夠快速、精確定位，減少坯料出爐后的運轉(zhuǎn)、擺放時間，同時也能減少預鍛件、終鍛件的擺放時間，使得整個鍛造過程的工時縮短，終鍛時的預鍛件溫降少。

本實用新型還能進一步采用終鍛模，能使預鍛件的材料沿徑向在終鍛上模和終鍛下模的終鍛型腔內(nèi)流動，將預鍛件上各厚部位材料充填型腔形成延伸的三個耳部，可通過終鍛下模型腔下外凸緣的長弧段處具有加厚壁，以增大此部位材料的流動阻力，迫使材料更好的充滿耳部部位，能基本按照終鍛型腔的形狀充填，使終鍛件成型為具有盤體、沿盤體徑向向外延伸三個均布耳部及設置在盤體中部內(nèi)有連皮的軸套，鍛件壞件的材料流線沿鍛件外輪廓均勻分布，分布更為合理，鍛件毛坯的尺寸較精確，加工余量較小，因此機加工后的成品材料流線完整，成品綜合性能優(yōu)秀、質(zhì)量穩(wěn)定，能提高機車傳動盤零件的使用壽命，適用于各種型號的機車。采用本實用新型的鍛造模具，能使得復雜鍛件能夠一次加熱后在一臺設備上完成鍛造，大大改善了鍛件的表面質(zhì)量，鍛件的尺寸較精確，加工余量較小，能夠顯著降低后續(xù)熱處理、機加工的工時與費用，原材料利用率高，能大幅度提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。以160KM機車傳動盤為例，機車傳動盤成品的材料利用率相較自由鍛工藝提升一倍以上，鍛件毛坯生產(chǎn)效率提升三倍以上，在后續(xù)的機加工工時能減少一半以上。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步的詳細描述。

圖1是現(xiàn)有機車傳動盤零件主視圖。

圖2是圖1的A-A剖示結(jié)構(gòu)圖。

圖3是機車傳動盤采用自由鍛后的鍛件毛坯主視圖。

圖4是圖3的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實用新型預鍛下模的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實用新型預鍛上模的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實用新型預鍛上模和預鍛下模合模時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實用新型機車傳動盤的預鍛件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是圖8的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本實用新型終鍛下模的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是本實用新型終鍛上模的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12是本實用新型終鍛上模和終鍛下模合模時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是本實用新型機車傳動盤的終鍛件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是圖11的D-D剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1—機車傳動盤，1-1—盤體，1-2—耳部，1-3—銷孔，1-4—軸套，2—毛坯，2-1—環(huán)形圓餅，2-2—中心凸臺，3—預鍛下模，3-1—凸起橋部，3-2—斜面，3-3—定位凹槽，3-4—空腔，4—預鍛上模，4-1—環(huán)腔，4-2—外周環(huán)邊，4-3—錐環(huán)臺，5—預鍛件，5-1—加厚部位，5-2—減薄部位，5-3—底面，5-4—定位槽，6—終鍛下模，6-1—下外凸緣，6-11—短弧段，6-12—長弧段，6-2—下臺面，6-3—環(huán)槽，6-4—定位凸臺，7—終鍛上模，7-1—上外凸緣，7-11—短弧段，7-12—長弧段，7-2—凸起圓臺，7-3—上臺面，8—終鍛件，8-1—耳部，8-2—盤體，8-3—沉臺，8-4—軸套。

具體實施方式

見圖5～7以及10～12所示，本實用新型用于鍛造機車傳動盤毛坯的模具，包括預鍛模。見圖5、7所示，本實用新型的預鍛模包括預鍛上模4和預鍛下模3，預鍛下模3的下型腔包括中部的定位凹槽3-3、三個間隔均布的由外向內(nèi)呈弧形的凸起橋部3-1及兩兩凸起橋部3-1之間的空腔3-4，本實用新型預鍛下模3的定位凹槽3-3由低于預鍛下模3的型腔底面構(gòu)成環(huán)槽6-3構(gòu)成，或預鍛下模3的定位凹槽3-3是由三個凸起橋部3-1內(nèi)側(cè)的腔體構(gòu)成，將出爐后的坯料能夠快速并精確定位在預鍛下模3的下型腔內(nèi)，使得坯料出爐后能夠快速、精確在預鍛下模3內(nèi)定位，減少坯料出爐后的運轉(zhuǎn)、擺放時間，使得整個鍛造過程的工時縮短，鍛打坯料使其材料在預鍛下模3和預鍛上模4的預鍛型腔內(nèi)沿自由鐓粗徑向流動。

見圖5、7所示，本實用新型各凸起橋部3-1通過斜面3-2過渡至型腔底面，鍛打坯料時使其沿自由鐓粗徑向流動并在空腔3-4處形成加厚部位5-1，使對應的預鍛件5部位采用自由鍛；在對應的凸起橋部3-1形成減薄部位5-2，同時該部位的材料受型腔凸起橋部3-1的限制，流動阻力大，迫使材料向自由表面流動，徑向材料在空腔3-4部位實現(xiàn)較多的分配，以此滿足終鍛時耳部部位材料的需求，使需要材料較少的部位徑向采用開式鍛 模設計。本實用的新型預鍛模具采用開式鍛模和自由鍛結(jié)合，鍛打出來的預鍛件5形狀合理、尺寸穩(wěn)定性高。

見圖6、7所示，本實用新型預鍛上模4的上型腔包括中部的錐環(huán)臺4-3、設置在錐環(huán)臺4-3外側(cè)內(nèi)凹的環(huán)腔4-1以及外周環(huán)邊4-2，本實用新型預鍛上模4的錐環(huán)臺端面與預鍛上模4端面持平或不超出預鍛上模4端面，且環(huán)腔4-1通過錐面過渡到外周環(huán)邊4-2，通過錐環(huán)臺4-3形成預鍛件5上的定位槽5-4，在把預鍛件5翻身后放入終鍛下模6型腔時能夠自動定位，而能減少運轉(zhuǎn)和擺放時間，縮短鍛造過程的工時，在終鍛時也能減少預鍛件5的溫降，降低制造成本，本實用新型預鍛下模3的定位凹槽3-3的中心線與預鍛上模4的錐環(huán)臺4-3的中心線重合，坯料受預鍛模的預鍛型腔的控制下，使材料沿徑向受預鍛型腔控制下均勻分布，鍛打出來的預鍛件5形狀合理、尺寸穩(wěn)定性高。見圖8、9所示，成形后的預鍛件5為盤形結(jié)構(gòu)，預鍛件5在三個凸起橋部3-1處形成對應的減薄部位5-2、在空腔3-4處對應形成厚度大于各減薄部位5-2的加厚部位5-1，且在預鍛件5上部設有下沉的定位槽5-4。

本實用新型還具有終鍛模，見圖10～12所示，本實用新型的終鍛模包括終鍛上模7和終鍛下模6。見圖10、11所示，本實用新型終鍛下模6的型腔包括下臺面6-2、中部低于下臺面6-2的定位凸臺6-4、設置在定位凸臺6-4外側(cè)的環(huán)槽6-3、以及均布間隔相連的三個長弧段6-12和三個短弧段6-11形成閉封的下外凸緣6-1，該下外凸緣6-1可呈多邊形或呈品形，且下外凸緣6-1在長弧段6-12處具有加厚壁，使下外凸緣6-1的內(nèi)周邊與機車傳動盤外輪廓的形狀基本一致。

見圖10、12所示，本實用新型終鍛上模7的型腔包括上臺面7-3、設置在上臺面7-3中部的凸起圓臺7-2以及與下外凸緣6-1對應的上外凸緣7-1，該上外凸緣7-1包括均布間隔相連的三個長弧段7-12和三個短弧段7-11，且上外凸緣7-1上的長弧段7-12處具有加厚壁，通過長弧段6-12、7-12處的加厚壁，能增大此部位材料的流動阻力，迫使材料沿徑向流動，按照終鍛模的型腔的形狀充填，終鍛件8的材料流線沿鍛件外輪廓均勻分布。見圖10、12所示，本實用新型合模時的凸起圓臺7-2其端面超過終鍛下模6的下臺面6-2，通過凸起圓臺7-2及環(huán)槽6-3形成內(nèi)有連皮的軸套8-4，在沖除連皮后形成軸套8-4的內(nèi)孔，而能減少機加工余量。見圖14所示，本實用新型終鍛下模6的型腔中心線與終鍛上模7的型腔中心線重合，使終鍛件8的材料流線沿鍛件外輪廓均勻分布，使機加工后的產(chǎn)品材料流線完整，使其具有優(yōu)秀的綜合性能。見圖10、12所示，本實用新型終鍛上模7的上臺面7-3呈內(nèi)高外低的臺階面，使終鍛件8在盤體8-2上設有與軸套8-4相通的沉臺8-3，而進一步減少加工量，提高材料利用率。

見圖10、12所示，本實用新型終鍛下模6的環(huán)槽6-3通過相切的大圓弧面和小圓弧面過渡至下臺面6-2，且大圓弧面的曲率半徑R1大于或等于鍛件毛坯曲面上的曲率半徑R，保持材料流線完整，滿足產(chǎn)品機械性能。

采用的本實用的新型的模具在鍛造機車傳動盤毛坯時，將選好原材料按重量切分坯料，放入加熱爐內(nèi)加熱至1100℃～1180℃，見圖5～9所示，將加熱好的坯料放入到預鍛下模3的下型腔中，先拍去除坯料表面氧化皮，再使用壓力機預鍛成，坯料由腔體中部的 定位凹槽3-3定位，鍛打坯料時使其沿自由鐓粗徑向流動，使預鍛件5在預鍛下模3三個凸起橋部3-1處形成對應的減薄部位5-2、在空腔3-4處對應形成厚度大于各減薄部位5-2的加厚部位5-1，預鍛上模4的上型腔形成下沉的定位槽5-4，通過預鍛下模3的型腔底面的凹槽，使預鍛件5呈中部高外部低的環(huán)臺階形的底面5-3，通過預鍛上模4的環(huán)腔4-1通過錐面過渡到外周環(huán)邊4-2，使預鍛件5在外周邊通過錐面而過渡到至頂部。

見圖10～14所示，把預鍛件5翻身后放入本實用的新型終鍛下模6的下型腔內(nèi)，使預鍛件5上的定位槽5-4設置在終鍛下模6的定位凸臺6-4處自動定位，鍛打預鍛件5使其材料沿徑向在終鍛上模7和終鍛下模6的終鍛型腔流動，將預鍛件5上各厚部位材料充填終鍛型腔形成三個耳部8-1，成形后的終鍛件8呈盤體8-2結(jié)構(gòu)、及沿盤體8-2向處延伸三個均布耳部8-1和位于盤體8-2中部的軸套8-4，終鍛上模7上的凸起圓臺7-2其端面超過終鍛下模6的下臺面6-2，形成軸套8-4內(nèi)的連皮，通過終鍛上模7的上臺面7-3內(nèi)高外低的臺階面，終鍛件8在盤體8-2上設有與軸套8-4相通的沉臺8-3，通過終鍛下模6的環(huán)槽6-3與下臺面6-2上的曲率半徑R形成鍛件毛環(huán)上的曲面，最后切除終鍛件8的飛邊，沖除連皮，制得鍛造機車傳動盤毛坯。采用的本實用的新型的模具能夠顯著降低后續(xù)熱處理、機加工的工時與費用，加工后的成品材料流線完整，使用壽命高，適用于各種型號的機車傳動盤。