一種鋼軌跟端的鍛壓方法及其采用的三工位成型模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路道岔尖軌領(lǐng)域，特別地，涉及一種鋼軌跟端的鍛壓方法及其采用的三工位成型模具。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)高速、提速和大多數(shù)普速鐵路道岔尖軌均采用非對稱斷面鋼軌制造，與鐵路線路標準軌連接就要求連接段加工成標準軌形，于是產(chǎn)生了非對稱斷面鋼軌熱模鍛壓尖軌，最終將非對稱斷面鋼軌鍛壓成150mm長的過渡段部分，450mm長的標準斷面鋼軌。
[0003]無縫線路是當今軌道結(jié)構(gòu)的一項重要新技術(shù)。無縫線路尖軌跟端采用焊接方式將尖軌與導(dǎo)軌相連，設(shè)計時由于目前工藝水平限制，尖軌跟端焊接位置設(shè)置于兩岔枕中間位置。實際使用過程中由于尖軌的轉(zhuǎn)轍角較大，列車對尖軌的沖擊力大，尖軌尖端易于磨耗、損傷、側(cè)彎等病害。無縫線路中尖軌壽命明顯低于與其對接的基本軌。通常情況，尖軌使用一段時間后需要更換，但與其對焊的導(dǎo)軌還可以繼續(xù)使用。目前尖軌更換會連同其后的導(dǎo)軌一同更換。若有跟端成型段長度加長的尖軌產(chǎn)品，更換尖軌時可以直接將導(dǎo)軌保留。采用此種尖軌可以節(jié)省成本，減少線路維護工作量，減少線路焊接次數(shù)。若導(dǎo)軌上設(shè)置有膠結(jié)絕緣，則可以減少膠結(jié)絕緣工序。
[0004]國內(nèi)道岔廠家設(shè)備能力均按滿足現(xiàn)有鋼軌跟端成型段長度鍛壓成型而配置，現(xiàn)有鋼軌跟端鍛壓成型壓力機最大噸位為5000t左右，成型段加長后，若整體一次成型，模具型腔縱向不封閉，成型后鋼軌端頭會必然存在料頭，成型段長度達到1050mm，則模具型腔必然要大于1050mm，并且包含料頭的長度，模具長度過長，成型的鋼軌長度過長，變形金屬量大，金屬變形抗力劇增，設(shè)備噸位不夠。
[0005]為實現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化和跨越式發(fā)展，適應(yīng)運速的提高、運量的增長、運行平穩(wěn)安全性和舒適性的要求，綜合各種因素，迫切需要開發(fā)非對稱斷面鋼軌跟端鍛壓段長度加長的產(chǎn)品，因此，設(shè)計一種能實現(xiàn)生產(chǎn)出加長的鋼軌跟端產(chǎn)品的鍛壓方法以及所采用的設(shè)備具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的第一目的在于提供一種鋼軌跟端的鍛壓方法，通過兩次分段鍛壓制備出加長的鋼軌跟端產(chǎn)品，具體技術(shù)方案如下:
[0007]一種鋼軌跟端的鍛壓方法，所述鋼軌跟端包括依次串聯(lián)的預(yù)鍛跟端以及終鍛跟端，所述預(yù)鍛跟端包括依次串聯(lián)的第一段、第二段以及第三段，所述第一段的長度為100mm-200mm，所述第二段的長度為450mm-650mm，所述第三段的長度為150_200mm ;所述終鍛跟端包括依次串聯(lián)的第四段以及第五段，且所述第四段與所述第三段連接，所述第四段的長度為400-600mm，所述第五段的長度為150_200mm ；
[0008]上述鋼軌跟端的鍛壓具體包括以下步驟:
[0009]步驟一、將第一段、第二段以及第三段在電感應(yīng)加熱爐內(nèi)加熱至1100_1160°C ;
[0010]步驟二、將步驟一中加熱后的第一段、第二段以及第三段在壓力機上的三工位成型模具進行鍛壓，得到預(yù)鍛鋼軌跟端，其中，將所述第一段以及所述第二段進行鍛壓成型，將所述第三段進行預(yù)變形；
[0011]步驟三、將所述步驟二得到的預(yù)鍛鋼軌跟端進行調(diào)直處理、鋸切料頭處理以及去除飛邊處理；
[0012]步驟四、將所述第三段、第四段以及第五段在電感應(yīng)加熱爐內(nèi)加熱至1100-1160°C ；
[0013]步驟五、將步驟四中加熱后的第三段、第四段以及第五段在壓力機上的三工位成型模具進行鍛壓，得到鋼軌跟端產(chǎn)品。
[0014]以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，在所述步驟三中，所述調(diào)直處理具體為:將經(jīng)過所述步驟二后發(fā)生彎曲的鋼軌通過校正，保持整根鋼軌沿其長度方向平直；所述鋸切料頭處理具體為:將所述步驟二中獲得的預(yù)鍛鋼軌跟端中的第一段鋸切掉；所述去除飛邊處理具體為:去除所述步驟二中獲得的預(yù)鍛鋼軌跟端中的第二段以及第三段的軌底飛邊。
[0015]應(yīng)用本發(fā)明鋼軌跟端的鍛壓方法，具有以下有益效果:
[0016](I)本發(fā)明鋼軌跟端的鍛壓方法采用兩次成型的手段，既能解決終鍛跟端成型后尺寸不合格的缺陷，又能大大減少整個鋼軌跟端產(chǎn)品成型過程中的成型力，具體為:因第三段終鍛成型后截面金屬量小于成型段截面金屬量，因此，容易造成終鍛跟端成型后尺寸不合格，本發(fā)明采用分段鍛壓后，第三段僅僅進行預(yù)鍛，不成型到位，預(yù)留了一定金屬量，從而能夠保證整個終鍛跟端的質(zhì)量合格；鍛壓過程中產(chǎn)生變形的部位僅僅為第一段和第二段，變形金屬減少一倍多，金屬變形抗力大大減少，從而大大減小鋼軌跟端在鍛壓過程中的變形力；本發(fā)明采用兩次加熱，既能克服一次加熱不能完成鋼軌跟端鍛壓段加長產(chǎn)品鍛壓，又能避免因加熱次數(shù)過多而造成的鋼軌跟端產(chǎn)品脫碳、氧化嚴重以及已成型部位內(nèi)部晶粒組織粗大的缺陷，保證鋼軌跟端產(chǎn)品的質(zhì)量；本發(fā)明鍛壓方法中采用的調(diào)直處理、鋸切料頭處理以及去除飛邊處理，解決了第二次壓型過程中所出現(xiàn)的鋼軌跟端與模具干涉、啃傷、折疊的問題，大大提高了鋼軌跟端產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0017](2)本發(fā)明鋼軌跟端的鍛壓方法中調(diào)直處理具體為:將經(jīng)過步驟二后發(fā)生彎曲的鋼軌通過校正，保持整根鋼軌縱向平直，便于進入步驟四加熱爐及步驟五三工位成型模具內(nèi)，調(diào)直處理可以將步驟一、步驟二后的預(yù)鍛跟端的彎曲變形校直，避免鋼軌跟端在步驟四、步驟五中與加熱爐以及模具產(chǎn)生干涉和啃傷；所述鋸切料頭處理具體為:將步驟二得到的預(yù)鍛跟端第一段鋸切掉，鋸切處理可以將步驟二中成型尺寸不合格的料頭去除，保證預(yù)鍛跟端尺寸合格；所述去除飛邊處理具體為:去除步驟二得到的第二段以及第三段軌底飛邊，去除飛邊處理后可以避免步驟五中產(chǎn)生折疊缺陷。
[0018]本發(fā)明的第二目的在于公開了一種實施上述鋼軌跟端的鍛壓方法的三工位成型模具，包括依次串聯(lián)設(shè)置的預(yù)鍛軌腰型腔、預(yù)鍛軌肢型腔以及終鍛型腔；
[0019]所述預(yù)鍛軌肢型腔包括第一上模以及與所述第一上模相匹配且設(shè)置在其正下方的第一下模；沿其長度方向所述第一上模包括第一上模段以及與所述第一上模段依次串聯(lián)且為可拆卸式的第二上模段或者第三上模段，所述第一上模段為由第一級臺階段、過渡連接段以及與所述第一級臺階段之間的最大落差為5mm-10mm的第二級臺階段依次串聯(lián)形成的臺階式結(jié)構(gòu)，所述第一級臺階段的長度為390-440mm，其型腔面包括沿其寬度方向依次并列設(shè)置的第一平面、凸面以及第二平面，所述第一平面與所述第二平面之間的落差為2mm-4mm，所述凸面與所述第二平面的最大落差為;所述過渡連接段的長度為50mm-100mm ;所述第二級臺階段的長度為450-500mm ;所述第二上模段型腔面的傾斜度為11.5°，所述第三上模段型腔面的傾斜度為7.8° ;
[0020]所述終鍛型腔包括第二上模以及與所述第二上模相匹配且設(shè)置在其正下方的第二下模；所述第二上模以及所述第二下模上分別設(shè)有呈凹腔形狀且相對設(shè)置的第一過渡部位以及第二過渡部位，所述凹腔處分別設(shè)有與所述第一過渡部位相匹配且為可拆卸式的第一預(yù)鍛鑲塊或者第一終鍛鑲塊以及與所述第二過渡部位相匹配且為可拆卸式的第二預(yù)鍛鑲塊或者第二終鍛鑲塊。
[0021]以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述第一預(yù)鍛鑲塊以及第一終鍛鑲塊均包括左右平行設(shè)置且均為平面的第一左表面和第一右表面、均與所述第一左表面垂直設(shè)置且均為平面的第一下表面和第一后表面、與第一過渡部位的型腔槽底面相配合且從左至右由al面和bl面串聯(lián)形成的第一上表面以及從左至右由Cl面和dl面串聯(lián)形成的且與所述第一后表面相對設(shè)置的第一型腔面，在所述第一預(yù)鍛鑲塊中所述Cl面與所述第一左表面之間的夾角為77°，在所述第一終鍛鑲塊中所述Cl面與所述第一左表面之間的夾角為81° ;
[0022]所述第二預(yù)鍛鑲塊以及第二終鍛鑲塊均包括左右平行設(shè)置且均為平面的第二左表面和第二右表面、均與所述第二左表面垂直設(shè)置且均為平面的第二上表面和第二后表面、與第二過渡部位的型腔槽底面相配合且從左至右由a2面和b2面串聯(lián)形成的第二下表面以及從左至右由c2面和d2面串聯(lián)形成的且與所述第二后表面相對設(shè)置的第二型腔面，在所述第二預(yù)鍛鑲塊中所述c2面與