專利名稱：整體車軸的成形工藝及實(shí)現(xiàn)該工藝所使用的臥式液壓機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整體管軸的成形工藝及所使用的設(shè)備，特別是一種整體車軸的成形工藝及實(shí)現(xiàn)該工藝所使用的臥式液壓機(jī)。
背景技術(shù)：
掛車車軸是掛車車橋上的主要零件，它承受重載和交變載荷，它必須具有高的彎曲強(qiáng)度、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，傳統(tǒng)的橋軸生產(chǎn)工藝是將鋼板沖壓成槽鋼的形狀，再將兩個(gè)槽鋼對焊成方管，方管的兩端再焊接軸頭，然后再進(jìn)行機(jī)加工，最后形成焊接的橋軸。由于這種工藝方法技術(shù)含量低，工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，在焊接部位容易造成應(yīng)力集中，嚴(yán)重影響橋軸的抗疲勞強(qiáng)度，由于焊接車軸采用16Mn作軸體材料，加上焊接的原因，焊接的車軸不能進(jìn)行整體調(diào)質(zhì)處理，使車軸的綜合機(jī)械性能偏低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、生產(chǎn)成本低、車軸機(jī)械性能好的整體車軸的成形工藝及實(shí)現(xiàn)該工藝所使用的臥式液壓機(jī)，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，包括如下工藝步驟a、選料，先確定整體車軸原材料的管直徑和長度；b、成形，對選定的管料毛坯的一端進(jìn)行加熱并用模具擠壓成形，再對另一端進(jìn)行加熱并用模具擠壓成形。
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，其中所述的成形分為三個(gè)步驟進(jìn)行，每次完成大約1/3。
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，其中所述成形的三個(gè)步驟是第一步為初步成形，第二步為管壁增厚，第三步為軸肩成形；所述的第一步初步成形是對管料毛坯的一端進(jìn)行加熱，其端口的加熱溫度為650℃-850℃，自端口向里溫度逐漸降低，溫差為50℃-150℃，加熱長度為300毫米-520毫米，然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓；所述的第二步管壁增厚是在第一步完成后對管料端頭進(jìn)行第二次加熱，其軸肩處的加熱溫度為850℃-1100℃，自軸肩處往端口處溫度逐漸降低，溫差為150℃-300℃，加熱長度為260毫米-420毫米，然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓；所述的第三步軸肩成形是在第二步完成后對管料端頭進(jìn)行第三次加熱，其軸肩的加熱溫度為700℃-850℃，自軸肩處往端口處溫度逐漸降低，溫差為50℃-100℃，加熱長度為260毫米-380毫米，然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓。
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，其中所述的第一步初步成形的擠壓其工件壓力為8-18MPa，輸出工作壓力為1960-4410千牛；所述的第二步管壁增厚的擠壓其工件壓力為6-15MPa，輸出工作壓力為1470-3724千牛；所述的第三步軸肩成形的擠壓其工件壓力為6-15MPa，輸出工作壓力為1470-3724千牛。
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，其中所述的第一步初步成形對管料毛坯的一端進(jìn)行加熱的加熱溫度為700℃-800℃，溫差為80℃-120℃，加熱長度為360毫米-460毫米，；所述的第二步管壁增厚的加熱溫度為900℃-1000℃，溫差為200℃-250℃，加熱長度為300毫米-380毫米；所述的第三步軸肩成形的加熱溫度為750℃-800℃，溫差為70℃-80℃，加熱長度為290毫米-350毫米。
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，其中所述的加熱為中頻感應(yīng)加熱，時(shí)間為1.5-3分/次。
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，其中所述的加熱為中頻感應(yīng)加熱，時(shí)間為2-2.5分/次。
本發(fā)明的臥式液壓機(jī)，包括機(jī)身，在機(jī)身的一側(cè)設(shè)有與液壓控制裝置相接的水平主油缸，與水平主油缸相配的主油缸活塞桿的外端頭接水平主滑塊，水平主滑塊與機(jī)身之間為滑道連接并固定有軸端成形模具支座，在機(jī)身的另一側(cè)設(shè)有支座，機(jī)身上位于支座與水平主滑塊之間設(shè)有與夾緊動(dòng)力裝置相接的夾具。
本發(fā)明的臥式液壓機(jī)，其中所述的夾緊動(dòng)力裝置是固定在機(jī)身上與液壓控制裝置相接的夾緊油缸，所述的夾具為上、下兩部分，下部與機(jī)身固定連接，上部與所述的夾緊油缸內(nèi)的活塞桿的外端頭相接。
本發(fā)明的臥式液壓機(jī)，其中所述的機(jī)身結(jié)構(gòu)是有四根相互平行的縱梁，在所述四根縱梁的左端頭設(shè)有左支撐，右端頭設(shè)有右支撐，四根縱梁的內(nèi)側(cè)邊處設(shè)有45°滑道與所述水平主滑塊相配合，所述的水平主油缸固定在所述的左支撐上，所述的支座固定在右支撐上。
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，由于將熱擠壓“縮管、成形、增厚”的技術(shù)應(yīng)用于掛車整體車軸的加工工藝中，使車軸產(chǎn)品渾然一體，無需任何焊接工藝，避免了因焊接而可能引發(fā)的質(zhì)量隱患，縮管后的兩端軸肩處壁厚增加兩倍以上，該產(chǎn)品金屬流線連續(xù)、順暢，且金屬流線與車軸承載時(shí)受力方向相垂直，增加了軸肩的支撐承載力，可進(jìn)行整體調(diào)質(zhì)和軸承部位表面熱處理工藝，使產(chǎn)品強(qiáng)度高，綜合機(jī)械性能好，工藝簡化，成型技術(shù)含量高。本發(fā)明的臥式液壓機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，易操作，動(dòng)作靈敏可靠，造價(jià)低廉。


圖1是本發(fā)明的臥式液壓機(jī)的外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的俯視示意圖；圖3是圖2所示的C-C剖視示意圖；圖4是圖1所示的A-A斷面示意圖；圖5是圖1所示的B-B斷面示意圖；圖6是車軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是車軸的端部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的整體車軸的成形工藝，按如下步驟進(jìn)行生產(chǎn)加工(以10-30T的掛車車軸為例)首先，進(jìn)行選料，先確定整體車軸原材料的管直徑和長度，選擇優(yōu)質(zhì)合金無縫鋼管，成形前直徑為127-240毫米，長度為1700-2500毫米，壁厚為12-25毫米，具體數(shù)值根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定。
其次，作成形處理，對選定的管料毛坯的一端進(jìn)行加熱并用模具擠壓成形，再對另一端進(jìn)行加熱并用模具擠壓成形，使中間和兩端形成一體結(jié)構(gòu)的車軸。
其中成形分為三個(gè)步驟進(jìn)行，每次完成全部的大約1/3，三次后結(jié)束整個(gè)成形過程。
第一步為初步成形，第二步為管壁增厚，第三步為軸肩成形。
第一步初步成形是對管料毛坯的一端進(jìn)行加熱，其端口的加熱溫度確定在650℃-850℃之間，即確定為650℃或655℃或660℃或700℃或750℃或780℃或800℃或820℃或850℃均可。自端口向里溫度逐漸降低，溫差為確定在50℃-150℃之間，即可確定為50℃或55℃或60℃或65℃或70℃或75℃或80℃或85℃或90℃或95℃或100℃或110℃或120℃或130℃或140℃或150℃均可。加熱長度確定在300毫米-520毫米之間，即可確定為300毫米或330毫米或360毫米或400毫米或430毫米或460毫米或500毫米或520毫米均可。
加熱方式采用中頻感應(yīng)加熱，加熱時(shí)間確定在1.5-3分/次之間，即確定為1.5分/次或2分/次或2.5分/次或3分/次均可，然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓使其初步成形，即成形程度達(dá)大約1/3。
第二步管壁增厚是在第一步完成后對管料端頭進(jìn)行第二次加熱，其軸肩處的加熱溫度確定在850℃-1100℃之間，即確定為850℃或900℃或950℃或1000℃或1050℃或1100℃均可，自軸肩處往端口處溫度逐漸降低，溫差確定在150℃-300℃之間，即確定為150℃或180℃或200℃或250℃或280℃或300℃均可。加熱長度確定在260毫米-420毫米之間，即確定為260毫米或300毫米或330毫米或350毫米或380毫米或400毫米或420毫米均可。然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓，使其軸端管壁增厚，并成形程度達(dá)大約2/3。
第三步軸肩成形是在第二步完成后對管料端頭進(jìn)行第三次加熱，其軸肩的加熱溫度確定在700℃-850℃之間，即確定為700℃或720℃或750℃或780℃或800℃或830℃或850℃均可。自軸肩處往端口處溫度逐漸降低，溫差確定在50℃-100℃之間，即確定為50℃或60℃或70℃或80℃或90℃或100℃均可。加熱長度確定在260毫米-380毫米之間，即確定為260毫米或280毫米或300毫米或320毫米或340毫米或350毫米或360毫米或370毫米或380毫米均可。然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓，使其最后成形。
以上所述的加熱方式全部采用中頻感應(yīng)加熱方式，加熱時(shí)間確定在1.5-3分/次之間，即確定為1.5分/次或2分/次或2.5分/次或3分/次均可。
本發(fā)明的臥式液壓機(jī)，如圖1-圖5所示16為機(jī)身，機(jī)身16包括由金屬板焊接的斷面呈方管形狀的四根縱梁1，在四根縱梁1的左部焊接有左支撐14，右部焊接有右支撐15，形成框架結(jié)構(gòu)的機(jī)身16，在左支撐14上焊接或螺栓連接與液壓控制裝置相接的水平主油缸2，與水平主油缸2相配的主油缸活塞桿19的外端頭螺栓連接有水平主滑塊3，水平主滑塊3的四角處加工有45°滑道與四根縱梁1的內(nèi)側(cè)上的45°滑道21相配合，使水平主滑塊3相對于機(jī)身16可縱向移動(dòng)。水平主滑塊3上螺栓固定有軸端成形模具支座4，在機(jī)身16的另一側(cè)右支撐15上螺栓固定有支座8。在機(jī)身16上方縱梁1上位于支座8與水平主滑塊3之間設(shè)有與夾緊動(dòng)力裝置相接的夾具7。其中夾緊動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)是在上方的兩根縱梁1上螺栓固定有固定板17，夾緊油缸6與固定板17相接，與夾緊油缸6相配合的夾緊活塞桿18的外端頭接連接板13，連接板13與夾具7的上部螺栓連接，夾具7的下部螺栓固定在下方的兩根縱梁1上。
車軸端頭的成形模具20固定在軸端成形模具支座4內(nèi)。
工作時(shí)，主油缸工作行程進(jìn)油口9和主油缸工作行程排油口與液壓控制裝置相接，夾緊油缸工作行程進(jìn)油口11和夾緊油缸工作行程排油口12與液壓控制裝置相接，工件5(管料)的一端按上述方法加熱后，由夾緊油缸6動(dòng)作使夾具7的上、下部分夾緊工件5，工件5的另一端頂靠在支座8上，水平主油缸2動(dòng)作使水平主滑塊3向右移動(dòng)，工件5的被加熱端伸入模具20內(nèi)進(jìn)行第一次擠壓初步成形，成形程度達(dá)大約1/3。利用相同的設(shè)備，不同的模具，再對管料按上述方法進(jìn)行第二次加熱擠壓增厚處理，成形程度達(dá)大約2/3。同樣在相同的設(shè)備上，利用不同的模具，對管料按上述方法進(jìn)行第三次加熱擠壓軸肩成形，最終完成全部成形過程。
其中第一步初步成形的擠壓其工件壓力確定在8-18Mpa之間，輸出工作壓力確定在1960-4410千牛之間；第二步管壁增厚的擠壓其工件壓力確定在6-15Mpa之間，輸出工作壓力確定在1470-3724千牛之間；第三步軸肩成形的擠壓其工件壓力確定在6-15Mpa之間，輸出工作壓力確定在1470-3724千牛之間。
權(quán)利要求
1.一種整體車軸的成形工藝，其特征在于包括如下工藝步驟a、選料，先確定整體車軸原材料的管直徑和長度；b、成形，對選定的管料毛坯的一端進(jìn)行加熱并用模具擠壓成形，再對另一端進(jìn)行加熱并用模具擠壓成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體車軸的成形工藝，其特征在于所述的成形分為三個(gè)步驟進(jìn)行，每次完成大約1/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的整體車軸的成形工藝，其特征在于所述成形的三個(gè)步驟是第一步為初步成形，第二步為管壁增厚，第三步為軸肩成形；所述的第一步初步成形是對管料毛坯的一端進(jìn)行加熱，其端口的加熱溫度為650℃-850℃，自端口向里溫度逐漸降低，溫差為50℃-150℃，加熱長度為300毫米-520毫米，然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓；所述的第二步管壁增厚是在第一步完成后對管料端頭進(jìn)行第二次加熱，其軸肩處的加熱溫度為850℃-1100℃，自軸肩處往端口處溫度逐漸降低，溫差為150℃-300℃，加熱長度為260毫米-420毫米，然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓；所述的第三步軸肩成形是在第二步完成后對管料端頭進(jìn)行第三次加熱，其軸肩的加熱溫度為700℃-850℃，自軸肩處往端口處溫度逐漸降低，溫差為50℃-100℃，加熱長度為260毫米-380毫米，然后利用臥式液壓機(jī)進(jìn)行擠壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整體車軸的成形工藝，其特征在于所述的第一步初步成形的擠壓其工件壓力為8-18MPa，輸出工作壓力為1960-4410千牛；所述的第二步管壁增厚的擠壓其工件壓力為6-15MPa，輸出工作壓力為1470-3724千牛；所述的第三步軸肩成形的擠壓其工件壓力為6-15MPa，輸出工作壓力為1470-3724千牛。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的整體車軸的成形工藝，其特征在于所述的第一步初步成形對管料毛坯的一端進(jìn)行加熱的加熱溫度為700℃-800℃，溫差為80℃-120℃，加熱長度為360毫米-460毫米；所述的第二步管壁增厚的加熱溫度為900℃-1000℃，溫差為200℃-250℃，加熱長度為300毫米-380毫米；所述的第三步軸肩成形的加熱溫度為750℃-800℃，溫差為70℃-80℃，加熱長度為290毫米-350毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整體車軸的成形工藝，其特征在于所述的加熱為中頻感應(yīng)加熱，時(shí)間為1.5-3分/次。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的整體車軸的成形工藝，其特征在于所述的加熱為中頻感應(yīng)加熱，時(shí)間為2-2.5分/次。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求3至7中任何一項(xiàng)所述的整體車軸的成形工藝所使用的臥式液壓機(jī)，其特征在于包括機(jī)身(16)，在機(jī)身(16)的一側(cè)設(shè)有與液壓控制裝置相接的水平主油缸(2)，與水平主油缸(2)相配的主油缸活塞桿(19)的外端頭接水平主滑塊(3)，水平主滑塊(3)與機(jī)身(16)之間為滑道連接并固定有軸端成形模具支座(4)，在機(jī)身(16)的另一側(cè)設(shè)有支座(8)，機(jī)身(16)上位于支座(8)與水平主滑塊(3)之間設(shè)有與夾緊動(dòng)力裝置相接的夾具(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的臥式液壓機(jī)，其特征在于所述的夾緊動(dòng)力裝置是固定在機(jī)身(16)上與液壓控制裝置相接的夾緊油缸(6)，所述的夾具(7)為上、下兩部分，下部與機(jī)身(16)固定連接，上部與所述的夾緊油缸(6)內(nèi)的夾緊活塞桿(18)的外端頭相接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的臥式液壓機(jī)，其特征在于所述的機(jī)身(16)結(jié)構(gòu)是有四根相互平行的縱梁(1)，在所述四根縱梁(1)的左端頭設(shè)有左支撐(14)，右端頭設(shè)有右支撐(15)，四根縱梁(1)的內(nèi)側(cè)邊處設(shè)有45°滑道(21)與所述水平主滑塊(3)相配合，所述的水平主油缸(2)固定在所述的左支撐(14)上，所述的支座(8)固定在右支撐(15)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種整體車軸的成形工藝及實(shí)現(xiàn)該工藝所使用的臥式液壓機(jī)。包括如下工藝步驟選料，先確定整體車軸原材料的管直徑和長度；成形，對選定的管料毛坯的一端進(jìn)行加熱并用模具擠壓成形，再對另一端進(jìn)行加熱并用模具擠壓成形。臥式液壓機(jī)包括機(jī)身，在機(jī)身的一側(cè)設(shè)有與液壓控制裝置相接的水平主油缸，與水平主油缸相配的主油缸活塞桿的外端頭接水平主滑塊，水平主滑塊與機(jī)身之間為45°滑道連接并固定有軸端成形模具支座，在機(jī)身的另一側(cè)設(shè)有支座，機(jī)身上位于支座與水平主滑塊之間設(shè)有與夾緊動(dòng)力裝置相接的夾具。產(chǎn)品機(jī)械性能好，強(qiáng)度高，設(shè)備簡單，易操作，成本低。
文檔編號B21C23/21GK1911548SQ20061012774
公開日2007年2月14日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者王會群, 劉錫成 申請人:河南北方紅陽工業(yè)有限公司, 王會群, 劉錫成