一種軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備和方法與流程

本發明涉及軌道車輛抗側滾扭桿技術領域。

背景技術：

目前軌道車輛用整體式抗側滾扭桿軸（簡稱彎扭桿），如圖1所示。其制造工藝流程一般是：下料→端部鍛造→粗加工→折彎→熱處理→精加工，折彎和熱處理兩道工序是分開的，而且折彎過程是通過手工單頭折彎的方式或簡易的彎管機完成，生產效率非常低，產品的尺寸波動大，質量穩定性差，熱處理通過使用工裝吊裝桿件，由于桿件是異形件而且尺寸不穩定，裝夾非常困難，導致熱處理后產品的變形波動大，且沒有規律可找，經過對彎扭桿毛坯檢測，大多數不滿足精加工的條件，因此造成產品合格率非常低，亟需通過設計出合適的工藝裝備來解決彎形和熱處理的工藝問題，提升產品的合格率。

現有技術中，申請號為CN201220385761.X的實用新型公開了一種軌道車輛用抗側滾扭桿軸；申請號為CN201010271731.1的發明公開了一種軌道車輛抗側滾扭桿軸加工制作方法及其浮動磨削裝置；申請號為CN200910227115.3的發明公開了一種軌道車輛用抗側滾扭桿軸及其制作方法。以上專利內容多是不同結構的直扭桿結構或扭桿的制造方法等。一種軌道車輛用整體抗側滾扭桿自動成型機及成型方法（CN201110263347.1）中公開了軌道車輛用整體式抗側滾的自動成型設備和成型方法，該專利申請僅涉及到彎曲成型工序，未涉及到熱處理工序，未對熱處理工序的變形問題提出解決方案，該專利在折彎工序的提出主要技術方案如下：先將原材料按照工藝文件規程的長度切斷成坯料，兩端平整、擺放整齊；按照工藝文件規定的工藝參數完成彎管成型機的電腦程序設定；將準備好的坯料裝入在彎管機上的同步小車中，并將其尾部由尾部工件夾持送料機構牢固夾持住，并進行準確定位；啟動程序，設備自動定位加熱，加熱完成后，自動定位進行第一端部彎曲成型，然后定位至第二彎位置進行轉彎第二彎；完成彎扭桿的彎曲成型過程。

以上現有技術均不能解決目前整體式抗側滾扭桿軸制造成型及熱處理過程中的產品尺寸不穩定，熱處理變形大的問題。

技術實現要素：

本發明提供一種軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備和方法，其能實現彎曲成型和熱處理工序在一個工步內完成，解決現有彎扭桿成型及熱處理過程中的產品尺寸不穩定，熱處理變形大的問題。

本發明的技術方案是：一種軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備，包括成型系統、位于成型系統下面的淬火系統、連接淬火系統的導軌，所述成型系統安裝在導軌的上部且能沿導軌移動而進出淬火系統。

所述成型系統包括工作臺、右輪模、右夾緊模、右推動油缸、右曲手機構、左推動油缸、左曲手機構、左夾緊模、左輪模和安裝在工作臺側面的驅動裝置；所述右輪模、右夾緊模、右推動油缸、右曲手機構均安裝在工作臺上面的右部；所述右夾緊模位于右曲手機構上面，右輪模鄰近右夾緊模，右推動油缸連接右曲手機構；所述左推動油缸、左曲手機構、左夾緊模、左輪模均安裝在工作臺上面的左部；所述左夾緊模位于左曲手機構上面，左輪模鄰近左夾緊模，左推動油缸連接左曲手機構。

所述驅動裝置包括安裝在工作臺左側面上的電機；所述右輪模與右夾緊模之間、左輪模與左夾緊模之間均設有用于安放彎扭桿毛坯的空隙。

所述淬火系統包括容器體和位于容器體中的淬火液。

所述的軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備還包括用于加熱彎扭桿毛坯的中頻加熱設備。

所述的軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備還包括用于實現成型及熱處理全自動控制的自動控制系統。

一種軌道車輛用彎扭桿的成型系統，包括工作臺，其特征是，所述成型系統還包括右輪模、右夾緊模、右推動油缸、右曲手機構、左推動油缸、左曲手機構、左夾緊模、左輪模；所述右輪模、右夾緊模、右推動油缸、右曲手機構均安裝在工作臺上面的右部；所述右夾緊模位于右曲手機構上面，右輪模鄰近右夾緊模，右推動油缸連接右曲手機構；所述左推動油缸、左曲手機構、左夾緊模、左輪模均安裝在工作臺上面的左部；所述左夾緊模位于左曲手機構上面，左輪模鄰近左夾緊模，左推動油缸連接左曲手機構。

一種軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理方法，包括下料的步驟、端部鍛造的步驟、彎曲成型的步驟、熱處理的步驟和精加工的步驟，所述彎曲成型和熱處理步驟在一個工步內完成。

優選地，采用上述軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備進行軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理方法；具體包括如下步驟：

A、按照工藝文件的要求進行下料，準備彎扭桿毛坯；

B、采用中頻加熱設備或天然氣火焰加熱方式將彎扭桿毛坯通體均勻加熱到950±20℃；

C、使用調運工裝將彎扭桿毛坯桿件調運至工作臺上，將彎扭桿毛坯在左輪模、右輪模上進行定位；

D、啟動事先設定的程序，左夾緊模、右夾緊模按照程序分別同時進行夾緊；左推動油缸、右推動油缸分別同時按照程序設定的運動速度推動左曲手機構、右曲手機構帶動彎扭桿毛坯兩端部分別繞著左輪模、右輪模進行彎曲成型至設定的彎曲角度，使彎扭桿毛坯形成雛形桿件；

E、彎扭桿毛坯彎曲成型后，空冷至溫度為860~880℃；啟動電機，帶動成型系統連同雛形桿件一起沿著導軌進入淬火系統中；淬火系統將雛形桿件冷卻，完成淬火工步；

F、電機帶動成型系統沿著導軌回復到初始位置；將雛形桿件推出成型系統，再進行集中回火處理，加工成彎扭桿成品。

下料的步驟包括步驟A，端部鍛造的步驟包括步驟B，彎曲成型的步驟包括步驟C和D，熱處理的步驟包括步驟E，精加工的步驟包括步驟F。

所述的軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理方法，也可采用懸掛或旋轉式彎扭桿成型及熱處理設備，所述懸掛或旋轉式彎扭桿成型及熱處理設備包括成型系統和位于成型系統下面的淬火系統；所述成型系統包括工作臺、右輪模、右夾緊模、右推動油缸、右曲手機構、左推動油缸、左曲手機構、左夾緊模、左輪模；所述右輪模、右夾緊模、右推動油缸、右曲手機構均安裝在工作臺上的右部；所述右夾緊模位于右曲手機構上面，右輪模鄰近右夾緊模且與右夾緊模之間保持有距離，右推動油缸連接右曲手機構；所述左推動油缸、左曲手機構、左夾緊模、左輪模均安裝在工作臺上的左部；所述左夾緊模位于左曲手機構上面，左輪模鄰近左夾緊模且與左夾緊模之間保持有距離，左推動油缸連接左曲手機構；所述淬火系統包括容器體和位于容器體中的淬火液。

所述成型系統通過懸掛裝置安裝在淬火系統上面，通過操控懸掛裝置能使成型系統進出淬火系統，或者，所述成型系統通過鉸接方式安裝在淬火系統上面且通過旋轉成型系統能使成型系統進出淬火系統。彎曲成型后成型系統通過懸掛或旋轉的方式浸入淬火系統中，完成淬火過程。

一種懸掛式彎扭桿成型及熱處理設備，包括成型系統和位于成型系統下面的淬火系統；所述成型系統通過位于淬火系統旁的懸掛裝置安裝在淬火系統上面且通過操控懸掛裝置能使成型系統進出淬火系統；；所述成型系統和淬火系統均可采用上述成型系統和淬火系統。

一種旋轉式彎扭桿成型及熱處理設備，包括成型系統和位于成型系統下面的淬火系統；所述成型系統通過鉸接方式安裝在淬火系統上面且通過旋轉成型系統能使成型系統進出淬火系統；所述成型系統和淬火系統均可采用上述成型系統和淬火系統。

本發明提供了一種比現有技術更優的整體式抗側滾扭桿軸（彎扭桿）的制造工藝方案和工藝路線，采用本發明，能實現在整體式抗側滾扭桿軸制造成型及熱處理過程中的產品尺寸穩定、熱處理變形小、成產成本低、制造流程短。解決了目前整體式抗側滾扭桿軸制造成型及熱處理過程中的產品尺寸不穩定、熱處理變形大、成產成本高、制造流程長的問題。本發明將彎曲成型和熱處理工序結合，集成到一個工步完成，產品成型時間更短，工藝節奏更加緊湊，生產、管理成本更低。彎曲成型和熱處理加熱集中進行，省略了一次加熱時間和能源，能夠節省能源，降低產品的制造成本。采用全自動成型及熱處理方案，只需配備一個工人即可，降低了人工成本。同時淬火過程中產品和工裝（成型系統）一起浸入淬火系統，產品被設備固定，因此淬火的變形非常小，熱處理完成后，即可進行精加工，產品的合格率非常高。本發明打破了現有軌道車輛用抗側滾扭桿軸的制造工藝方案類型，工藝流程為：下料→端部鍛造→彎曲成型及熱處理→精加工，通過本發明提出的設備，可以實現彎曲成型和熱處理工序在一個工步內完成。折彎過程中穩定高效，熱處理過程中無需使用額外工裝即可實現熱處理過程控制變形，熱處理變形小，符合精加工條件。本發明解決了傳統工藝方案存在的諸多問題，并能夠進一步充分降低產品的制造成本。

附圖說明

圖1是軌道車輛用彎扭桿示意圖。

圖2是本發明實施例中的軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備結構示意圖。

附圖標記說明：右輪模1、右夾緊模2、右推動油缸3、右曲手機構4、成型系統5、淬火系統6、淬火液7、導軌8、電機9、左推動油缸10、左曲手機構11、左夾緊模12、左輪模13、彎扭桿毛坯14。

具體實施方式

如圖2所示，一種軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備，包括成型系統5、位于成型系統下面的淬火系統6、連接淬火系統的二至四根導軌8，還包括中頻加熱設備、自動控制系統。成型系統安裝在導軌的上部，包括工作臺、右輪模1、右夾緊模2、右推動油缸3、右曲手機構4、左推動油缸10、左曲手機構11、左夾緊模12、左輪模13、安裝在工作臺側面的電機9。淬火系統包括容器體和位于容器體中的淬火液7。右輪模、右夾緊模、右推動油缸、右曲手機構均安裝在工作臺上面的右部，構成右成型組件。左推動油缸、左曲手機構、左夾緊模、左輪模均安裝在工作臺上面的左部，構成左成型組件。左成型組件和右成型組件以工作臺的縱向中心線為對稱軸對稱分布于工作臺上面。右夾緊模和右輪模之間以及左輪模與左夾緊模之間均留有空隙，用于安放彎扭桿毛坯14。右夾緊模與左夾緊模能同時夾緊彎扭桿毛坯。工作時，同時啟動左推動油缸和右推動油缸，分別推動左曲手機構和右曲手機構來實現彎扭桿的彎曲成型。

下面對軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理設備和方法作進一步說明。

軌道車輛用彎扭桿的成型及熱處理工藝技術的工藝路線如下：下料→端部鍛造→彎曲成型及熱處理→精加工。首先按照工藝文件的要求進行下料，準備好彎扭桿毛坯，然后將彎扭桿毛坯通過中頻加熱設備通體加熱到950±20℃，然后使用調運工裝將彎扭桿毛坯（毛坯桿件）調運至本設備工作臺上，將彎扭桿毛坯在左輪模、右輪模上進行定位，然后啟動事先設定的程序，左夾緊模、右夾緊模將會按照程序快速進行分別同時夾緊，左推動油缸、右推動油缸將會分別同時按照程序設定的運動速度推動左曲手機構、右曲手機構帶動毛坯桿件兩端部分別繞著左輪模、右輪模進行彎曲成型至設定的彎曲角度，彎扭桿毛坯彎曲成型后，由于空冷一段時間，此時產品的溫度約860~880℃，該正好落在產品材料淬火的溫度區間，此時由電機帶動成型系統迅速沿著導軌進入淬火系統中，此時淬火液將桿件（雛形桿件，即彎扭桿雛形）冷卻完成淬火工步，完成后電機帶動成型系統沿著導軌回復到初始位置，后將桿件推出成型系統，再進行集中回火處理和進一步精加工，至完成彎扭桿成型產品的制造。本發明提出的成型及熱處理技術由于桿件和工裝模具（成型系統）固定在一起，可以使產品彎曲成型準確，同時熱處理淬火過程中變形微小，大大提高了淬火的合格率和最終成品的合格率，并降低產品的制造成本。

圖中左邊箭頭表示：左彎曲輪（左輪模）順時針旋轉；圖中右邊箭頭表示：右彎曲輪（右輪模）逆時針旋轉。

本發明使用中頻加熱技術將彎扭桿毛坯通體加熱到950±20℃，然后使用成型工裝（成型系統）將彎扭桿毛坯整體彎曲成型并進一步和工裝同時浸入淬火系統進行淬火，保證產品的淬火過程變形。將彎扭桿毛坯通體加熱至950±20℃，也可以是天然氣等火焰加熱方式將彎扭桿毛坯均勻加熱至該溫度。彎曲成型后成型系統通過導軌浸入淬火液中，也可以是通過懸掛或旋轉的方式浸入淬火液中，完成淬火過程。當完成淬火過程后，桿件從成型系統中取出后，再進行集中回火處理完成整個熱處理工藝，后進一步精加工成成品。

以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍之內。