本發(fā)明涉及一種高速列車(chē)鋁合金軸箱體的鍛造新工藝及其模具結(jié)構(gòu)，特別涉及一種體積分布差異大、形狀復(fù)雜的軸箱體鍛件的預(yù)成形件形狀設(shè)計(jì)方法及其模具結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

高速列車(chē)是指運(yùn)行速度超過(guò)200km/h的鐵路列車(chē)，其在現(xiàn)代交通運(yùn)輸中占據(jù)舉足輕重的地位，具有載客量高、輸送能力大、速度快、能耗低以及安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。自1964年世界上第一條高速鐵路建成以來(lái)，高速鐵路迅速步入人們生活并成為不可替代的一部分。為實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)的輕量化，目前普遍采用強(qiáng)度高、密度低的鋁合金作為高速列車(chē)結(jié)構(gòu)件的材料。

高速列車(chē)的高速化對(duì)車(chē)體結(jié)構(gòu)輕量化提出了更高要求。目前除了高速列車(chē)車(chē)體采用鋁合金型材外，高速列車(chē)傳動(dòng)裝置中的軸箱體和輪箱體也采用鋁合金鑄件，并不斷簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)。高速列車(chē)的軸箱體是列車(chē)轉(zhuǎn)向架中的重要承載部件和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換關(guān)節(jié)。在列車(chē)運(yùn)行中，垂向力、縱向力和橫向力都要經(jīng)過(guò)軸箱體結(jié)構(gòu)，因此軸箱體的承載狀況復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定性對(duì)列車(chē)的安全運(yùn)行具有重要作用。高速列車(chē)的鋁合金軸箱體多采用Al-Cu系7050鋁合金，該鋁合金材料力學(xué)性能好，但其鑄造工藝相對(duì)較差，在鑄造成形過(guò)程中極易產(chǎn)生縮孔、縮松和熱裂紋，影響列車(chē)的安全運(yùn)行和服役壽命。與鑄件相比，鋁合金軸箱體鍛件內(nèi)部缺陷少，且在合理生產(chǎn)條件下還能夠保持完整的鍛造流線，可顯著提高軸箱體的綜合性能和使用壽命。但高速列車(chē)軸箱體鍛件形狀復(fù)雜，其基本結(jié)構(gòu)和幾何特征如圖1所示，沿長(zhǎng)度方向鍛件體積分布差異大，桿部7的橫截面為深H形筋板，筋部高度大，壁厚較小，整個(gè)鍛件的最大投影界面也不在同一水平面上，如何合理地設(shè)計(jì)預(yù)成形件，達(dá)到沿總長(zhǎng)度方向體積分配合理，保證終鍛件鍛造流線合理，完全充滿型腔且無(wú)折疊缺陷，是高速列車(chē)軸箱體鍛件成形中面臨的主要工藝問(wèn)題。

侯磊、游和清等在《冷熱工藝》(2013年第6期)上發(fā)表了一篇名為“鋁合金軸箱體鍛造成型數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究”的論文，對(duì)軸箱體鍛造成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，其工藝是采用圓柱形坯料，直接一次鍛造成形軸箱體鍛件，主要研究了鍛造速度、溫度和摩擦系數(shù)對(duì)軸箱體鍛造成形的影響規(guī)律，但未涉及預(yù)成形件形狀設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)及其具體的鍛造工藝流程。

任學(xué)沖、張利欣等曾在Procedia Engineering(2012年第27卷)發(fā)表過(guò)一篇名為“高速列車(chē)用7050鋁合金軸箱體拉伸及疲勞性能研究”的論文，采用鑄錠—擠壓開(kāi)坯—自由鍛—模鍛的工藝流程，成形高速列車(chē)鋁合金軸箱體鍛件，重點(diǎn)分析了鋁合金軸箱體沿金屬流線方向和非流線方向上的拉伸及疲勞性能以及保持鋁合金軸箱體鍛件中流線合理分布的重要性，但該文尚未給出保證模鍛軸箱體鍛造流線合理分布的具體工藝方法與措施，也未涉及各成形工序的鍛件形狀、模具結(jié)構(gòu)以及預(yù)成形件形狀的設(shè)計(jì)方法。

西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司在2014年公開(kāi)了一種名為“一種軌道車(chē)輛轉(zhuǎn)向架軸箱體鍛造工藝”(公開(kāi)號(hào)：CN 103643183A)的專(zhuān)利技術(shù)。該發(fā)明提供了一種軌道車(chē)輛轉(zhuǎn)向架軸箱體鍛造工藝，該工藝將圓柱形錠坯通過(guò)所述模具鍛造成長(zhǎng)方體狀毛坯，再將長(zhǎng)方體狀毛坯進(jìn)行預(yù)壓和終壓，形成軸箱體。通過(guò)該方法得到的鋁合金軸箱體鍛件具有較高的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率，能夠滿足高鐵轉(zhuǎn)向架軸箱體的力學(xué)性能要求。但尚未涉及軸箱體鍛件預(yù)鍛過(guò)程的體積分配、預(yù)鍛件形狀、模具結(jié)構(gòu)和鍛造流線分布等相關(guān)工藝方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種高速列車(chē)軸箱體的鍛造方法。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種高速列車(chē)軸箱體的鍛造方法，包括如下步驟：

(1)坯料下料，所述坯料為圓柱形擠壓棒料，經(jīng)鋸切下料，獲得所需長(zhǎng)度的坯料；

(2)橫向壓扁，將所述坯料進(jìn)行橫向壓扁鐓粗，得到預(yù)制坯；

(3)擠壓預(yù)制坯，獲得預(yù)鍛件，所述預(yù)鍛件形狀沿其長(zhǎng)度方向依次包括與軸箱體鍛件形狀相對(duì)應(yīng)的端部、中部和桿部，且預(yù)鍛件沿長(zhǎng)度方向的體積分布與軸箱體的體積分布相匹配；

(4)終鍛件成形，將預(yù)鍛件放置于終鍛模具中進(jìn)行終鍛，得到終鍛件。

圓柱形擠壓棒料的來(lái)源廣泛，經(jīng)鋸床下料即可獲得坯料。經(jīng)過(guò)橫向壓扁鐓粗工序獲得的預(yù)制坯，可方便地放入擠壓模具中，經(jīng)擠壓獲得預(yù)鍛件。為方便將預(yù)制坯放入擠壓模具并保障其在擠壓模具中定位穩(wěn)定，應(yīng)先采用橫向壓扁鐓粗工藝，將初始圓柱形坯料拍扁至指定的高度，獲得預(yù)制坯。

軸箱體的預(yù)鍛過(guò)程是整個(gè)鍛造過(guò)程的關(guān)鍵，其基本要求是保證預(yù)鍛件的體積分布與終鍛件的體積分布相匹配，為此，按照軸箱體終鍛件長(zhǎng)度方向上的端部5、中部6和桿部7(圖1)，將預(yù)鍛件形狀也設(shè)計(jì)成沿其長(zhǎng)度方向上的端部5’、中部6’和桿部7’(圖2III)，預(yù)鍛件各部分的體積分布與熱鍛件各部分的體積分布基本一致。對(duì)于終鍛件，所述長(zhǎng)度方向是指從端部5到中部6再到桿部7的方向；對(duì)于預(yù)鍛件，所述長(zhǎng)度方向是指從端部5’到中部6’再到桿部7’的方向。

上述預(yù)鍛件各部分的體積分布與終鍛件各部分的體積分布一致，在終鍛模具型腔中預(yù)鍛件材料體積分布合理，各部位的材料能夠就近充滿終鍛模具的各個(gè)型腔，可減少材料的流動(dòng)距離，能夠確保終鍛件尤其是筋部充填飽滿，無(wú)穿流和折疊缺陷。

上述預(yù)鍛件(圖2Ⅲ)沿長(zhǎng)度方向上的體積分布相差懸殊，且預(yù)鍛件端部5’、中部6’和桿部7’也不在同一水平線上，很難采用鍛造工藝經(jīng)一次鍛造獲得所要求的預(yù)鍛件形狀，也不容易保障鍛造流線的合理性?？紤]到所涉及的預(yù)鍛件形狀簡(jiǎn)單，無(wú)小特征結(jié)構(gòu)，本專(zhuān)利技術(shù)采用正擠壓工藝一次成形預(yù)鍛件，即將步驟(2)獲得的預(yù)制坯沿其軸向放置于正擠壓模具中進(jìn)行預(yù)鍛件的擠壓成形，獲得預(yù)鍛件。采用擠壓方式進(jìn)行預(yù)鍛件成形，其幾何形狀與尺寸精度容易保障，流線分布合理，且無(wú)原材料浪費(fèi)，具有成形精確、效率高和預(yù)鍛件內(nèi)部質(zhì)量好的特點(diǎn)。

優(yōu)選的，步驟(2)壓扁鐓粗后獲得預(yù)制坯的軸向截面尺寸比擠壓模具內(nèi)腔尺寸小1～2mm。便于將預(yù)制坯置入擠壓模具型腔。

優(yōu)選的，步驟(3)中所述的預(yù)鍛件，其桿部7’為圓柱形，在中部6’和桿部7’的過(guò)渡區(qū)采用過(guò)渡圓弧結(jié)構(gòu)。

由于軸箱體的桿部7具有不同型腔深度的“H”形，所以軸箱體的桿部鍛造為終鍛成形過(guò)程充型較為困難的部分。當(dāng)預(yù)鍛件桿部7’為圓柱形時(shí)，更容易充滿軸箱體終鍛件的“H”形型腔部分，且無(wú)折疊和缺肉等鍛造缺陷，同時(shí)，在預(yù)鍛件中部6’和桿部7’的過(guò)渡區(qū)采用過(guò)渡圓弧結(jié)構(gòu)，可避免軸箱體終鍛件在中部6和桿部7過(guò)渡區(qū)出現(xiàn)鍛造折疊缺陷。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述預(yù)鍛件的中部6’和桿部7’之間的過(guò)渡區(qū)采用較大過(guò)渡圓角，其圓弧半徑為110mm；所述預(yù)鍛件的端部5’和中部6’之間過(guò)渡圓角的圓弧半徑比軸箱體鍛件此處的端部5和中部6之間的過(guò)渡圓弧半徑大5～10mm。除上述圓弧半徑以外，預(yù)鍛件端部5’和中部6’區(qū)域的其它棱邊均采用圓弧過(guò)渡，其圓弧半徑為7-8mm。預(yù)鍛件不存在尖角，可減少預(yù)鍛件成形過(guò)程中擠壓模具的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述預(yù)鍛件中部6’的形狀為近似長(zhǎng)方體形狀，使之在終鍛模具型腔中基本呈鐓粗方式成形，中部垂直于中心線的兩個(gè)面(即圖2Ⅲ所示的預(yù)鍛件中部6’的左右兩個(gè)側(cè)面)的拔模斜度與終鍛件的拔模斜度一致，即分別為7°，以使預(yù)鍛件在終鍛模膛中的定位更準(zhǔn)確。

進(jìn)一步優(yōu)選的，預(yù)鍛件中部6’的前后兩個(gè)表面和上下兩個(gè)表面均設(shè)計(jì)為直壁。一是便于終鍛時(shí)使金屬更容易充滿終鍛模具的中部深腔，延遲飛邊形成的時(shí)間；二是保證擠壓成形預(yù)鍛件時(shí)擠壓凹模的側(cè)壁為直壁，減小擠壓載荷，并避免凸模和凹模之間產(chǎn)生擠壓毛刺。

進(jìn)一步優(yōu)選的，圖3所示的預(yù)鍛件擠壓模具的上端不設(shè)分流結(jié)構(gòu)，而擠壓模具的凹模下端具有分流結(jié)構(gòu)，此部位凹模型腔的高度比預(yù)鍛件的桿部長(zhǎng)度高5-10mm。

在擠壓預(yù)鍛件過(guò)程中，金屬在擠壓模具型腔中上、下雙向流動(dòng)，一是金屬向上流動(dòng)，充滿形成預(yù)鍛件的端部5’的形狀，二是金屬向下流動(dòng)，進(jìn)入凹模的桿部型腔，成形出預(yù)鍛件的桿部7’的形狀。由于金屬向上流動(dòng)阻力較小，金屬很容易充滿擠壓模具的上端型腔和成形出預(yù)鍛件的端部5’的形狀，而金屬向下流動(dòng)阻力較大，擠壓模具的下端型腔充填較慢。采用上端不設(shè)分流結(jié)構(gòu)而下端設(shè)置分流結(jié)構(gòu)的擠壓模具，在預(yù)鍛件擠壓成形結(jié)束后，預(yù)鍛件的桿部不與擠壓凹模底端相接觸，仍有材料流動(dòng)空間，為材料變形提供了很好的分流通道，可減少擠壓載荷，提高擠壓模具壽命。

優(yōu)選的，步驟(3)中獲得的預(yù)鍛件的長(zhǎng)度比終鍛模具型腔的長(zhǎng)度短3-6mm。

根據(jù)長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件在鍛造過(guò)程中的材料流動(dòng)規(guī)律和定位需要，預(yù)鍛件的長(zhǎng)度應(yīng)略小于終鍛件的模膛長(zhǎng)度，這樣，可方便將預(yù)鍛件放入終鍛模具型腔，且有利于定位的穩(wěn)定性。

優(yōu)選的，步驟(4)中，采用帶有飛邊的開(kāi)式模鍛工藝，將預(yù)鍛件置入軸箱體終鍛模具模膛，進(jìn)行軸箱體的終鍛成形，獲得終鍛件。

進(jìn)一步優(yōu)選的，軸箱體終鍛件的中部6和桿部7位置的分模面位于其最大投影面上，軸向體終鍛件端部5的分模面位于其上頂面；軸箱體終鍛件端部5和中部6的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)的分模面為沿軸箱體終鍛件的端部5和中部6的彎曲過(guò)渡面拓展而成，并與端部5的分模面和中部6的分模面光滑銜接。

上述各部位的分模面組成臺(tái)階狀分模面，適應(yīng)于本申請(qǐng)中形狀復(fù)雜且沿長(zhǎng)度方向截面高度落差較大的軸箱體鍛件的分模面設(shè)置。

優(yōu)選的，上述鍛造方法還包括對(duì)步驟(4)中獲得的軸箱體鍛件的鍛后處理工藝步驟。

按照上述鍛造方法，可鍛造成形出軸箱體終鍛件。

本發(fā)明的有益效果為：

1、預(yù)鍛件的體積分布與終鍛件的體積分布吻合良好，預(yù)鍛件成形采用擠壓工藝，不產(chǎn)生飛邊；預(yù)鍛件在終鍛模腔中定位穩(wěn)定，可保障終鍛件良好成形。預(yù)鍛件的桿部為圓柱形，可保證終鍛件的“H”形筋部充填飽滿，無(wú)折疊和穿流缺陷，鍛造流線合理，鍛件變形均勻性良好；由于預(yù)鍛件已獲得了合理的體積分布，終鍛過(guò)程中的材料利用率較高。

2、預(yù)鍛件包括端部、中部和桿部，其體積分布分別與終鍛件的對(duì)應(yīng)部位相吻合，形狀簡(jiǎn)單，但體積分配合理，沒(méi)有小幾何特征的難成形結(jié)構(gòu)，預(yù)鍛件長(zhǎng)度比終鍛模膛長(zhǎng)度略短，預(yù)鍛件中部?jī)蓚€(gè)側(cè)面的拔模斜度與終鍛件相同，有利于預(yù)鍛件在終鍛模膛中的穩(wěn)定定位。

3、軸箱體終鍛件的分模面為臺(tái)階式分模面，基本處于終鍛件的最大水平投影面上，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的終鍛模膛充填、飛邊控制和出模。

4、預(yù)鍛件成形采用正擠壓工藝，與傳統(tǒng)預(yù)鍛相比，擠壓工藝的三向壓應(yīng)力有利于材料內(nèi)部缺陷鍛合，材料內(nèi)部纖維分布合理，不產(chǎn)生飛邊，有利于提高材料利用率。預(yù)鍛件的桿部不與擠壓凹模底端接觸，留有一定流動(dòng)空間作為變形材料的分流通道，減小擠壓載荷和提高模具壽命。

附圖說(shuō)明

圖1中，(a)所示為軸箱體終鍛件的基本結(jié)構(gòu)和幾何特征輪廓圖，A、B面為終鍛件中部的兩個(gè)側(cè)面；(b)為終鍛件桿部的第一截面的結(jié)構(gòu)示意圖；(c)為其第二截面的結(jié)構(gòu)示意圖；(d)為其第三截面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為軸箱體鍛件的鍛造工藝流程示意圖，圖中，Ⅰ-原始坯料；Ⅱ-預(yù)制坯件；Ⅲ-預(yù)鍛件；Ⅳ-帶飛邊的終鍛件。

圖3為預(yù)鍛件擠壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-第一截面；2-第二截面；3-第三截面；4-分模面；5-軸箱體鍛件端部；5’-預(yù)鍛件端部；6-軸箱體鍛件中部；6’-預(yù)鍛件中部；7-軸箱體鍛件桿部；7’-預(yù)鍛件桿部；8-模柄；9-上模板；10-導(dǎo)套；11-凸模固定板；12-導(dǎo)柱；13-凹模壓緊圈；14-凹模墊板；15-下模板；16-頂桿；17-內(nèi)六角螺釘；18-凹模；19-內(nèi)六角螺釘；20-預(yù)鍛件；21-壓扁鐓粗的預(yù)制坯；22-凸模；23-內(nèi)六角螺釘。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步介紹。

如圖1所示為高速列車(chē)軸箱體鍛件的主要幾何特征輪廓圖，軸箱體鍛件分為軸箱體鍛件端部5、軸箱體鍛件中部6和軸箱體鍛件桿部7組成(簡(jiǎn)稱(chēng)端部5、中部6和桿部7)，其材料為7050高強(qiáng)鋁合金，軸箱體熱鍛件(含飛邊)總體積約為3.404×10⁷mm³，中部6所占體積最大，約為2.5515×10⁷mm³，桿部7的體積為6.749×10⁶mm³，而端部5的體積僅為1.736×10⁶mm³，可見(jiàn)各部分體積差很大，此外，端部5與中部6和桿部7的最大輪廓線也不在同一水平線上，如果按照最大輪廓線確定分模面，則分模面為臺(tái)階狀的分模面，桿部7的截面為H形，從右到左，H形截面的筋部高度逐漸增加，筋部最大高寬比可達(dá)4.3。可見(jiàn)，難以采用簡(jiǎn)單原始棒料直接一次鍛造成形，因此，預(yù)成形工序及各工序的形狀設(shè)計(jì)就成為鍛造工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

首先繪制軸箱體鍛件沿長(zhǎng)度方向截面積圖，根據(jù)沿長(zhǎng)度方向的截面積分布，將預(yù)鍛件設(shè)計(jì)成與熱鍛件截面積分布基本相同的形狀，預(yù)鍛件也分為預(yù)鍛件端部5’、預(yù)鍛件中部6’和預(yù)鍛件桿部7’三個(gè)部分(分別簡(jiǎn)稱(chēng)為端部5’、中部6’、桿部7’)，各部分體積基本與熱鍛件各部分體積分布一致，獲得如圖2中Ⅲ所示的預(yù)鍛件形狀，該預(yù)鍛件形狀宜采用正擠壓工藝成形。預(yù)鍛件的長(zhǎng)度略小于終鍛件的模膛長(zhǎng)度，預(yù)鍛件桿部截面為圓形截面，其直徑為150mm，圓形截面更容易充滿軸箱體鍛件桿部的H形型腔，且不易產(chǎn)生折疊缺陷。預(yù)鍛件中部形狀設(shè)計(jì)成近似長(zhǎng)方體形狀，使之在終鍛模具型腔中基本呈鐓粗方式成形，預(yù)鍛件兩個(gè)側(cè)面具有7°的拔模斜度。為使金屬更容易充滿終鍛件中部的型腔，延遲飛邊產(chǎn)生的時(shí)間，減少預(yù)鍛件擠壓成形時(shí)的擠壓載荷和便于擠壓的預(yù)鍛件出模，預(yù)鍛件的前后兩個(gè)表面設(shè)計(jì)為直壁。為避免軸箱體終鍛件在中部和桿部過(guò)渡區(qū)出現(xiàn)鍛造折疊缺陷，預(yù)鍛件在中部和桿部過(guò)渡區(qū)采用較大過(guò)渡圓角，過(guò)渡圓角為110mm。此外，預(yù)鍛件的中部和端部區(qū)域的棱邊采用較大圓角過(guò)渡，為7-8mm。

針對(duì)本發(fā)明設(shè)計(jì)的預(yù)鍛件形狀，本發(fā)明采用正擠壓工藝成形預(yù)鍛件，其擠壓模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。包括模柄8、上模板9、導(dǎo)套10、凸模固定板11、導(dǎo)柱12、凹模壓緊圈13、凹模墊板14、下模板15、頂桿16、內(nèi)六角螺釘17、凹模18、內(nèi)六角螺釘19、預(yù)鍛件20，壓扁鐓粗后的預(yù)制坯21、凸模22、內(nèi)六角螺釘23。

本發(fā)明涉及的預(yù)鍛件擠壓模具工作原理為：當(dāng)壓扁鐓粗后預(yù)制坯21置于正擠壓模具型腔內(nèi)時(shí)，模柄8與熱模鍛壓機(jī)滑塊相連，滑塊向下移動(dòng)，帶動(dòng)模柄8和與之相連的上模板9向下移動(dòng)。通過(guò)凸模固定板11與上模板9固定在一起的凸模22向下移動(dòng)，推動(dòng)預(yù)制坯21向下移動(dòng)，通過(guò)擠壓模具的凹模18，形成所需要的形狀；考慮到金屬很容易充滿上端型腔，而下端桿部擠壓型腔則較難充滿，因而本發(fā)明設(shè)計(jì)的預(yù)鍛件擠壓模具上端無(wú)分流通道，下端具有分流通道，凹模18的底部通道高度比預(yù)鍛件桿部軸向長(zhǎng)度大5-10mm，當(dāng)預(yù)鍛件擠壓成形結(jié)束時(shí)，預(yù)鍛件的桿部端面不與模具底端相接觸，仍有材料流動(dòng)空間，為材料變形提供了分流通道，可減少擠壓載荷。另外，預(yù)鍛件形狀的棱邊過(guò)渡圓弧半徑設(shè)計(jì)為7-8mm，對(duì)應(yīng)的擠壓模具的圓弧過(guò)渡半徑也為7-8mm，不存在尖角，可減少擠壓模具的應(yīng)力集中。

基于上述設(shè)計(jì)的預(yù)鍛件及其擠壓工藝與模具結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用的預(yù)鍛件擠壓用坯料為原始棒料經(jīng)簡(jiǎn)單壓扁鐓粗后的預(yù)制坯。原始棒料直徑選擇為368mm，根據(jù)軸箱體鍛件體積計(jì)算得出原始棒料長(zhǎng)度為320mm，原始棒料如圖2中I所示。將原始棒料平放在平砧上，進(jìn)行簡(jiǎn)單側(cè)面壓扁鐓粗，壓扁至高度222mm，獲得輪廓尺寸長(zhǎng)寬高約為462mm、396mm、222mm的預(yù)制坯件，將預(yù)制坯件沿軸向放入預(yù)鍛件擠壓模具型腔，進(jìn)行預(yù)鍛件的擠壓成形。

軸箱體終鍛工藝為帶分邊的模鍛工藝，終鍛模具型腔形狀按照其熱終鍛件形狀設(shè)計(jì)，分模面設(shè)置在軸箱體鍛件的最大投影面處，如圖1中的4所示，分模面為臺(tái)階狀，軸箱體終鍛件的中部與桿部處的分模面設(shè)置在中間的最大投影面處，而端部的分模面設(shè)置在端部的頂部最大輪廓處，端部與中部過(guò)渡區(qū)由兩部分的分模面光滑過(guò)渡連接。

綜上所述，高速列車(chē)軸箱體鍛件的基本鍛造工序?yàn)椋轰彺蚕铝?、橫向鐓粗壓扁獲得預(yù)制坯、擠壓成形獲得預(yù)鍛件、終鍛，如圖2所示。

本實(shí)施例鍛造成形過(guò)程為：

步驟(1)：采用直徑為368mm的圓柱形擠壓棒料，經(jīng)鋸切下料，獲得所需長(zhǎng)度的坯料，坯料直徑為368mm，坯料長(zhǎng)度為320mm，坯料體積為3.404×10⁷mm³。

步驟(2)：將坯料加熱至要求鍛造溫度，將加熱后的坯料橫向放置于平砧上，進(jìn)行自由壓扁鐓粗，其壓下量為146mm，獲得如圖2中II所示形狀的預(yù)制坯件。

步驟(3)：將預(yù)制坯件沿軸向放入正擠壓模具中，通過(guò)擠壓獲得如圖2中III所示形狀的預(yù)鍛件，該預(yù)制坯件中部6’的尺寸為262.9×226×400mm，桿部7’的直徑為150mm，中部6’和桿部7’之間的過(guò)渡圓角為110mm，端部5’的高度為75mm，比鍛件在此處的高度高10mm，為避免終鍛過(guò)程中預(yù)鍛件端部和中部之間的大圓角過(guò)渡部分產(chǎn)生充不滿現(xiàn)象，預(yù)鍛件在該部分的過(guò)渡半徑應(yīng)比鍛件大5～10mm。

步驟(4)：將預(yù)鍛件置入終鍛模具型腔中，進(jìn)行終鍛成形，預(yù)鍛件中部?jī)蓚€(gè)側(cè)面的拔模斜度與終鍛件拔模斜度一致，這樣，當(dāng)預(yù)鍛件放入終鍛模腔時(shí)，可很容易地與終鍛模腔內(nèi)的對(duì)應(yīng)表面產(chǎn)生面接觸，使預(yù)鍛件在終鍛模具型腔內(nèi)的初始定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定和簡(jiǎn)單。終鍛成形設(shè)備選擇1.25萬(wàn)噸的熱模鍛壓機(jī)，經(jīng)鍛造成形獲得軸箱體終鍛件。

步驟(5)：終鍛結(jié)束后，取出鍛件，然后進(jìn)行相應(yīng)的鍛后處理。

所述原始圓柱形坯料經(jīng)壓扁獲得的作為預(yù)鍛件擠壓用的預(yù)制坯件，不局限于圓柱形坯料壓扁，也可包括滿足擠壓用坯料幾何尺寸的長(zhǎng)方體坯料或長(zhǎng)方體坯料鐓粗獲得的預(yù)制坯件。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。