锻造工艺与装备在机车车辆生产中的若干应用

锻造工艺与装备在机车车辆生产中的若干应用

摘要：随着国内外交流越来越频繁，国家经济不断上升，国民生活质量也在提高，对于出行的交通运输工具的使用也越来越普遍，交通运输工具的使用已经深

入到国民的生活中去。人们对于交通运输的安全性。可靠性的关注度也越来越高，在进行机车车辆的制造过程中，火车路与轴作为机车制造中的两个主要部件，对

于机车的整体构造以及车体的安全性有着很大的影响。内燃机车主要应用大型柴

油机，所以机曲轴与栏杆的重要性也很高，在进行应用中，需要应用塑性成形工

艺来进行内在质量的保障。目前，国内铁路的发展目标为重载荷提速，为了能够

满足铁路发展的需求，需要对铁路车辆制造中的主要期间进行一定的锻造工艺生产，提供零件质量，从而确保铁路运输的载重量提高的同时，速度也会提升。

关键词：锻造工艺；装备；机车；铁路；应用

国家对外交流频繁，带动了国家各方面行业的不同程度的发展。国内地铁运

输等方面的发展尤为突出，随着国民生活质量的提升，国家的地铁运输的应用越

来越频繁，其发展前景良好。面对这一发展前景，铁路运输主要希望能够进行载

重量的改善以及运输速度的提高，从而能够更好的进行铁路运输的工作，确保铁

路运输的发展能够越来好。

一、火车轮

火车轮作为车辆制造中的主要部件之一，在制造中，主要是依靠钢锭通过锻

压与轧制后机进行加工，只有少量采用铸钢进行加工。俄罗斯近年的火车轮的生

产制造中的工艺流程与德国、英国、美国等一些国家进行的火车轮的生产工艺流

程相比，后半部分到结束是一样的，区别主要在于前半部分中的锻压。俄罗斯的

前半部分中钢坯需要进行四个工步，要三台压水机，后者则只需要两个工步，一

台压水机。前者相较于后者生产力高，但是机器设备过多，需投入的资金也过多，后者锻压过程简单，机数少，但是生产率没有前者高，导致后续设备发挥不完美。目前，国内主要是以辗钢车轮生产为主要技术，国内的第一家火车辗钢车轮轮箍

制造厂是在20世纪60年代初建造的，我国的生产工艺主要是四机组工艺。

二、车轴锻造工艺

车轴，作为我国铁路车辆中，影响行走部分的重要零件，它的存在主要是为

了承受车辆的白重与负荷，减轻在列车行驶中和停车过程中出现的冲击力与制动力。火车进行提速与载重量后，火车中车轴的受力范围就更加多，为了保障铁路

火车的安全，对于车轴的锻造要求越来越高。在车轴的锻造过程中，不仅仅需要

保障原材料和锻后热处理过程中能够满足技术要求，还进行成形工艺上，车轴在

进行轧制与锻造两次的塑性变形中还要满足成型时需要的形状与力学性能确保提

高的要求。目前的车轴锻造工艺主要是自由锻工艺和径向锻工艺两种。

自由锻工艺，主要应用水压机等设备，早期自由锻的工艺技术已经逐渐被取代。

径向锻工艺，主要设备是大型数控的径向锻造机，在进行塑性原理的分析中，了解到块段液压机的锻造压力不高，径向的锻造锤头的打击力也不会很高，因为，快液压机锻液压及的锻透效果表现更好些。

三、内燃机曲轴的弯曲镦锻工艺

国外的中级、高级柴油机曲轴主要是应用全纤维镦锻法形成，生产过程专业

化极强，利用计算机进行生产控制，工艺技术逐渐CAE化，。目前德国、意大利

等18家企业已经装置了中21套镦锻装置，主要来进行特定的曲轴。镦锻装置在

使用过程中，利用计算机，减少劳动路，同时安全性能高，产品成形效果好，自

动化范围高。弯曲镦锻工艺的第一步是对圆棒料车进行削加工，得到多个凸台状

的坯料，或者对坯料进行分段锻，得出不同直径的间坯，然后利用专门的镦弯模

镦出两侧的拐颈部分，并形成拐颈移位，形成拐柄，在进行中间力施加的过程中，还进行垂直弯曲力施加。利用水平镦粗力形成棒料镦粗成手臂，中间垂直力的作

用形成曲柄销。完成后，相同的进行相邻曲拐的镦锻。

四、内燃机连杆自动掉头制坯辊锻工艺

连杆，作为一种长轴类锻件，它的外形主要是大头、小头，其中杆部截面积

相差程度较大，在锻造中，需要利用坯使坯料体积沿轴线合理分布后再进入模锻

工序，连杆特别适用于辊锻制坯。内燃机连杆自动掉头制坯辊锻工艺目前主要工

艺流程为感应加热一辊锻制坯一弯曲一预锻一终锻一切边一热校正。制坯辊锻的

成形主要采用4模6辊工艺方案，也就是利用4副辊锻模，一共进行6道次辊锻。。整个工艺过程复杂，但是，客户对于对辊锻毛坯图的要求的完成只能依靠

4模6辊工艺方案来满足，最终也就采用了4模6辊工艺方案。4模6辊工艺方

案在使用过程中，通过工艺、设备、电控三个方面的配合，满足了预期目标，证

明了工艺的而可行性。

五、铁路货车钩尾框精密辊锻与整体模锻复合工艺

铁路货车的钩尾框主要有壁薄，深腔，异形大孔的特点，是一种大型的长轴

类结构部件，铁路货车的钩尾框的两端主要是深腔结构，而且有两段非常薄的长臂，它的整体结构很复杂。这一部件在初期的锻造过程中应用过整体锻造的工艺

技术，但是在锻造过程中，应用的大型设备所需要的资源消耗过高，资金投入过高，而且大量机所消耗的加工工时非常多，效率不高，费用消耗大，推广不成功。目前应用的工艺为自由锻，之后采用大吨位摩擦压力机进行模锻后的折弯工艺。

但是制坯精度不高，效率低下，需要进行多火次成形，需要成本也比较高。

六、组合式制动梁与锻造中间支柱生产

朱和师铁路车辆制动梁是一体成形的弓形梁，中间有一个支柱设置，两端设

有对称的有闸瓦托。组合式铁路车辆制动梁结合多方面因素，主要因素有强度、

重量、制造工艺性和检修方便性为主要因素，减少了应力集中情况，避免了因老

式制动梁造成的强度不高、制造工艺过于繁杂，运行可靠度不高，在使用过程中，维修不方便等问题。组合式铁路车辆制动梁能够确保制动梁的使用年限有所提高，减少资源消耗，确保列车在出行中的安全性，有效减少了问题出现的频率，提高

铁路效益。梁架主要是根据原材料方钢进行轧制形成十字形钢或梁架专用热轧型钢，再利用专业设备进行切分、拉伸。

结束语：

为了能够更好的确保我国的机车车辆制造发展更加迅速，要提高铁路车辆部

件的锻造工艺，确保铁路车辆在运输过程中，能够确保安全性，同时整体性能有

所提高。更好的应用锻造工艺在机车车辆制造中的应用，才能推动机车行业的发展，从而提高社会经济，带动国民生活质量更好的提升。

参考文献：

[1]高玉斌. 探究机车车辆的车轴锻造工艺[J]. 科技资讯，2014，12（08）

[2]周利梅. 中国技术贸易竞争力研究[D].福建师范大学，2016.（02）