本發(fā)明屬于鍛造領(lǐng)域，具體地說就是一種高速列車制動盤盤轂鍛造模具及模鍛工藝。

背景技術(shù)：

制動盤盤轂是高速列車的關(guān)鍵部件，在高速列車剎車時起重要作用。盤轂零件外形為法蘭式的環(huán)筒形，并在法蘭端設(shè)置9個齒形結(jié)構(gòu)，用于連接剎車盤，該鍛件壁薄，齒部難于加工成形。而且，由于其特殊的工作環(huán)境，對鍛件的組織和性能提出極高的要求，制造難度較大。目前我國該類鍛件幾乎全部依賴進口，制約了我國高鐵行業(yè)的發(fā)展。

CN 202114202 U公開了一種高速列車制動盤盤轂鍛造模具，其包括預(yù)鍛上模、預(yù)鍛下模、終鍛上模、終鍛下模和擠壓沖頭 ；其中預(yù)鍛上模和預(yù)鍛下模閉合后形成封閉腔體 ；終端上模和終鍛下模閉合后形成中間為通孔的腔體 ；用于擠壓預(yù)制坯的沖頭前部為錐形結(jié)構(gòu)，后部為圓柱形結(jié)構(gòu)，前部與后部間為圓角過渡，其中所述的預(yù)鍛下模由 9 個預(yù)鍛下模齒部、預(yù)鍛下模 V 形底座和位于預(yù)鍛下模 V 形底座中間位置的預(yù)鍛下模凸臺構(gòu)成。其相比傳統(tǒng)的自由鍛造方法而言，雖然能夠大大減少盤轂毛坯鍛件的加工余量，縮短盤轂產(chǎn)品的生產(chǎn)周期 ；但在實際鍛造過程中，由于預(yù)鍛時就鍛出齒部型腔，使得終鍛時預(yù)制坯定位比較困難，且對設(shè)備要求比較高、操作比較繁瑣、鍛件成形精度相對較低。

高速列車制動盤盤轂鍛件是高轂深孔的中小型鍛件，采用模鍛工藝生產(chǎn)可以獲得外形與最終零件一致的鍛件，不但可以保證連續(xù)的金屬纖維，而且加工余量小，截面尺寸小，可以避免產(chǎn)生淬不透的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種高速列車制動盤盤轂鍛造模具及模鍛工藝，采用該模具生產(chǎn)高速列車制動盤盤轂，其對設(shè)備要求較低，操作簡單，且鍛件成形精度較高；采用鐓粗—預(yù)鍛—終鍛的成形工藝，不僅可以保證連續(xù)的金屬纖維、加工余量小、截面尺寸小、避免產(chǎn)生淬不透的問題，同時該工藝還對設(shè)備要求低，操作簡便，成形精度高，生產(chǎn)效率高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種高速列車制動盤盤轂鍛造模具，包括預(yù)鍛上模、預(yù)鍛下模、終鍛上模、終鍛下模，預(yù)鍛上模和預(yù)鍛下模閉合后形成預(yù)鍛模膛，終鍛上模和終鍛下模閉合后形成終鍛模膛，其結(jié)構(gòu)要點是，預(yù)鍛上模上設(shè)有2個位置對稱的上導向通孔，預(yù)鍛下模上設(shè)有2個與預(yù)鍛上模對應(yīng)的下導向通孔，預(yù)鍛上模與預(yù)鍛下模閉合后通過長導向柱依次貫穿下導向孔、上導向孔進行定位；終鍛上模上設(shè)有2個位置對稱的上導向通孔，終鍛下模上設(shè)有2個與終鍛上模對應(yīng)的下導向通孔，終鍛上模、終鍛下模分別均布9個齒模，終鍛上模和終鍛下模閉合時9個齒的位置要相互對應(yīng)，并通過短導向柱依次貫穿上導向孔、下導向孔進行定位。

優(yōu)選地，終鍛模腔內(nèi)設(shè)有齒部型腔，預(yù)鍛模膛內(nèi)無齒部型腔。

優(yōu)選地，預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的內(nèi)外拔模斜度一樣。

優(yōu)選地，當預(yù)鍛模膛的某些部位較深時，預(yù)鍛模膛的內(nèi)拔模斜度為7°、外拔模斜度為10°，終鍛模膛的內(nèi)拔模斜度為5°、外拔模斜度為7°。

優(yōu)選地，所述長導向柱為T型柱，其由柱頂、柱體、柱底組成，柱頂?shù)慕孛鎸挾却笥谥w的截面寬度，柱底的截面為梯形，柱底截面的寬端的寬度與柱體一樣、柱底截面的窄端的寬度小于柱體的寬度。

優(yōu)選地，長導向柱的長度要比預(yù)鍛、終鍛時上模和坯料的高度之和大。

優(yōu)選地，所述短導向柱由柱頂、柱體、柱底組成，柱頂?shù)慕孛鎸挾扰c柱體的截面寬度一樣，柱底的截面為梯形，柱底截面的寬端的寬度與柱體一樣、柱底截面的窄端的寬度小于柱體的寬度。

優(yōu)選地，所述終鍛模膛內(nèi)還設(shè)有飛邊槽，飛邊槽由橋部和倉部組成，飛邊槽的橋部設(shè)在終鍛上模上。

一種高速列車制動盤盤轂?zāi)ｅ懝に嚕ㄧ叴帧A(yù)鍛—終鍛三個步驟，整個過程需要2火，鐓粗和預(yù)鍛為一火，終鍛為一火，

所述鐓粗步驟包括取出Φa×b的坯料進行加熱、鐓粗到高為c兩道工序；

所述預(yù)鍛步驟包括，

1)、將預(yù)鍛上模1和預(yù)鍛下模2用長導向柱7裝配，

2)、將裝配好的預(yù)鍛模具吊至下砧子上，吊起預(yù)鍛上模1，

3)、將鐓粗后的毛坯放在預(yù)鍛下模2模膛的中心位置，放下預(yù)鍛上模1，將長導向柱7拔出，插入短導向柱8，用錘頭打擊預(yù)鍛上模1，當預(yù)鍛上、下模件距離為d時停止打擊，預(yù)制坯出模；

所述終鍛步驟是將預(yù)制坯翻轉(zhuǎn)180°后進行終鍛，終鍛與預(yù)鍛步驟相同，當終鍛上模3和終鍛下模4間距離為e時，終鍛件出模；

優(yōu)選地，通過設(shè)計模鍛件的外形尺寸及飛邊形式、尺寸，確定坯料規(guī)格、鍛錘噸位、預(yù)鍛和終鍛模膛的形狀和尺寸，上述a、b、c、d、e的取值分別為160mm、301mm、200mm、8mm、2mm，鍛錘選擇5t錘。

優(yōu)選地，預(yù)鍛步驟中采用的預(yù)鍛上模、預(yù)鍛下模上未設(shè)有齒部型模，而終鍛步驟中的終鍛模膛內(nèi)設(shè)有齒部型腔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明通過在預(yù)鍛模具、終鍛模具上分別設(shè)置了導向定位裝置，以保證變形過程中坯料與模具之間準確的相對位置，確保鍛件精確成形，同時也降低了對設(shè)備的要求；

2、本發(fā)明的預(yù)鍛模具上不設(shè)齒部型腔，而在終鍛磨具上設(shè)齒部型腔，從而避免了預(yù)制坯定位比較困難的缺陷，進一步確保了鍛件的精確成形和降低了操作難度；

3、本發(fā)明采用鐓粗—預(yù)鍛—終鍛的成形工藝，在預(yù)鍛步驟中進行了導向定位預(yù)鍛，在終鍛步驟中將預(yù)制坯翻轉(zhuǎn)180°后進行終鍛，從而可避免鍛造時需要很大的力固定上模，降低了對設(shè)備的要求，且操作簡便，成形精度高，生產(chǎn)效率高。

附圖說明

圖1為盤轂預(yù)鍛上模的主視圖；

圖2為圖1的剖視圖；

圖3為盤轂預(yù)鍛下模的主視圖；

圖4為圖3的剖視圖；

圖5為長導向柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為盤轂終鍛上模的主視圖；

圖7為圖6的剖視圖；

圖8為圖6中A部的放大圖；

圖9為圖6中B部的放大圖；

圖10為盤轂終鍛下模的主視圖；

圖11為圖10的剖視圖；

圖12為圖10中C部的放大圖；

圖13為圖10中D部的放大圖；

圖14為短導向柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為毛坯鐓粗；

圖16為預(yù)鍛模具裝配狀態(tài)圖；

圖17為預(yù)鍛圖；

圖18為終鍛模具裝配狀態(tài)圖；

圖19為終鍛圖；

圖中：1-預(yù)鍛上模，2-預(yù)鍛下模、3-終鍛上模、4-終鍛下模、5-上導向通孔，6-下導向通孔，7-長導向柱，71-柱頂，72-柱體，73-柱底，8-短導向柱，81-柱頂，82-柱體，83-柱底。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

如圖1-4所示，一種高速列車制動盤盤轂鍛造模具，包括預(yù)鍛上模（1）、預(yù)鍛下模（2）、終鍛上模（3）、終鍛下模（4），預(yù)鍛上模（1）和預(yù)鍛下模（2）閉合后形成預(yù)鍛模膛，終鍛上模（3）和終鍛下模（4）閉合后形成終鍛模膛，預(yù)鍛上模（1）上設(shè)有2個位置對稱的上導向通孔（5），預(yù)鍛下模（2）上設(shè)有2個與預(yù)鍛上模（1）對應(yīng)的下導向通孔（6），預(yù)鍛上模（1）與預(yù)鍛下模（2）閉合后通過長導向柱（7）依次貫穿上導向通孔（5）、下導向通孔（6）進行定位；終鍛上模（3）上設(shè)有2個位置對稱的上導向通孔（5），終鍛下模（4）上設(shè)有2個與終鍛上模（3）對應(yīng)的下導向通孔（6），終鍛上模（3）、終鍛下模（4）分別均布9個齒模，終鍛上模（3）和終鍛下模（4）閉合時9個齒的位置要相互對應(yīng)，并通過長導向柱（7）依次貫穿上導向通孔（5）、下導向通孔（6）進行定位；所述長導向柱（7）為T型柱，其由柱頂（71）、柱體（72）、柱底（73）組成，柱頂（71）的截面寬度大于柱體（72）的截面寬度，柱底（73）的截面為梯形，柱底（73）截面的寬端的寬度與柱體（72）一樣、柱底（73）截面的窄端的寬度小于柱體（72）的寬度，且長導向柱（7）的長度要比預(yù)鍛、終鍛時上模和坯料的高度之和大；所述短導向柱（8）由柱頂（81）、柱體（82）、柱底（83）組成，柱頂（81）的截面寬度與柱體（82）的截面寬度一樣，柱底（83）的截面為梯形，柱底（83）截面的寬端的寬度與柱體（82）一樣、柱底（83）截面的窄端的寬度小于柱體（82）的寬度，在坯料放入模具型腔中之后，把長導向柱（7）更換為短導向柱（8），短導向柱（8）要全部沒入導向通孔內(nèi)，鍛造結(jié)束時也不能露出導向孔，短導向柱（8）的長度要保證鍛造時的導向作用且不與錘頭產(chǎn)生干涉。

本發(fā)明的終鍛模腔內(nèi)設(shè)有齒部型腔，預(yù)鍛模膛內(nèi)無齒部型腔，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的在預(yù)鍛時就鍛出齒部型腔，而在終鍛時預(yù)制坯定位比較困難，從而影響鍛件的精確成形。

一般情況下，預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的內(nèi)外拔模斜度一樣；但當預(yù)鍛模膛的某些部位較深時，為了便于充滿和出模，預(yù)鍛模膛的內(nèi)外拔模斜度大于終鍛模膛的內(nèi)外拔模斜度，當預(yù)鍛模膛的內(nèi)拔模斜度為7°、外拔模斜度為10°，則終鍛模膛的內(nèi)拔模斜度為5°、外拔模斜度為7°。

所述的終鍛模膛內(nèi)還設(shè)有飛邊槽，飛邊槽由橋部和倉部組成，終鍛時，橋部金屬較薄、冷卻塊，使終鍛模膛的型腔四周產(chǎn)生阻力，迫使金屬充滿型腔，倉部用以容納多余金屬，飛邊槽橋部設(shè)在終鍛上模上，是由于模鍛時上模與高溫金屬接觸時間短，受熱少，不易產(chǎn)生過熱和磨損。

結(jié)合實際生產(chǎn)過程，制定的高速列車制動盤盤轂的模鍛工藝包括鐓粗—預(yù)鍛—終鍛三個步驟，整個模鍛過程需要2火，鐓粗和預(yù)鍛為一火，終鍛為一火，工藝流程如圖15-19所示。首先在鋼錠上取Φ160×301mm的坯料，鐓粗到200mm高，將預(yù)鍛上模（1）和預(yù)鍛下模（2）用長導向柱（7）裝配，將裝配好的預(yù)鍛模具吊至下砧子上，吊起預(yù)鍛上模（1），將鐓粗后的毛坯放在預(yù)鍛下模（2）模膛的中心位置，放下預(yù)鍛上模（1），將長導向柱（7）拔出，插入短導向柱（8），用錘頭打擊預(yù)鍛上模（1），當預(yù)鍛上、下模件距離為8mm左右時停止打擊，預(yù)制坯出模；終鍛步驟是將預(yù)制坯翻轉(zhuǎn)180°后進行終鍛，從而可避免鍛造時需要很大的力固定上模，降低了對設(shè)備的要求，終鍛過程的裝配操作與預(yù)鍛過程相同，當終鍛上模（3）和終鍛下模（4）間距離為2mm時，終鍛件出模。

所述預(yù)鍛步驟中采用的預(yù)鍛上模（1）、預(yù)鍛下模（2）未設(shè)有齒部型腔，而終鍛步驟中的終鍛模膛內(nèi)設(shè)有齒部型腔；

一般通過設(shè)計模鍛件的外形尺寸及飛邊形式、尺寸，確定坯料規(guī)格、鍛錘噸位、預(yù)鍛和終鍛模膛的形狀和尺寸。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。