Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспуБлик (si>s В 21 H 1/04, В 21 К 1/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4825889/27 (22) 15.05.90 (46) 07.01,93. Бюл. № 1 (71) Институт черной металлургии (72) А,А. Конышев, С.А. Королев, В.А. Тарасова, M.Ñ. Валетов, А.А. Яндимиров, М.А, Пронцев и А.Г. Киселев (73) Выксунский металлургический завод и

Институт черной металлургии (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1338943, кл. В 21 Н 1/02, 1986.

Технологические инструкции по производству цельнокатаных колес и их механической обработке ТИ 243-П-0384 и ТИК

32-74, Днепропетровск, 1972.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии изготовления цельнокатаных железнодо- . рожных колес.

Известен способ, по которому для повышения качества изделий заготовку кантуют на 360 между прессами для осадки и формовки. При этом характер течения металла торцовых поверхностей исходной заготовки идентичен деформации без кантовки, Недостатком этого способа является то, что боковая поверхность заготовки, являющаяся источником дефектов сталеплавильного происхождения, вследствие кантовки заготовки на 360 и последующей деформации переходит на необрабатываемую часть готового изделия.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ изготовления железнодорожных колес, включающий неравномерный нагрев исход„„5LJ„„1787059 АЗ

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС (57) Использование: обработка металлов давлением, в частности при производстве железнодорожных колес. Сущность изобретения; предварительную осадку заготовки осуществляют со степенью 55-65), Перед окончательной осадкой заготовку фиксируют более нагретым торцом на нижней плите, Осажденную заготовку подвергают разгонке и прокатке. Технологическую и ремонтную обточки цельнокатаного колеса совмещают в одну операцию путем дополнительной обточки внутренней поверхности обода с наружной стороны колеса до выхода на диск. 1 табл.; 1 ил. ной заготовки по высоте, предварительную и окончательную осадку на плитах с последующей разгонкой, формовку и прокатку коево леса, а также его механическую обработку, включающую технологическую обточку боко-: 3 вых поверхностей и поверхности катания o6o- GQ да и последующую ремонтную обгочку до с. удаления дефектов на специальных станках. ()

При этом боковая поверхность исходных за- (Л готовок, являющаяся источником дефектов сталеплавильного происхождения в виде отпечатков от утепляющих смесей, переходит на диск и внутреннюю поверхность обода с внутренней стороны колеса. Перед техноло- 6 ) гической обточкой дефекты на диске и внутренней поверхности обода удаляют на специальных ремонтных станках.

Недостатки этого способа: низкое качество колес из-за выхода дефектов сталеплавильного прохождения на диск и внутреннюю поверхность обода внутренней

1787059 стороны колеса, т. е. на участки усталостных разрушений колес в эксплуатации; малый выход годного; снижение производительности отделения механической обработки изза обточки 30 — 50% колес на ремонтных станках для удаления дефектов передтехнологической обточкой.

Целью изобретения является повышение качества колес и выхода годного за счет устранения поверхностных дефектов на диске и ободе их внутренней стороны.

Поставленная цель достигается тем, что предварительную осадку заготовки осуществляют со степенью 55-65%, а перед окончательной осадкой заготовку фиксируют более нагретым торцом-на ни>кней плите; технологическую и ремонтную обточки совмещают в одну операцию путем дополнителъной обточки внутренней поверхности обода с наружной стороны колеса до выхода на диск.

На чертеже приведена схема распределения кромок торцевой поверхности.

Верхняя торцевая поверхность А-Б исходной заготовки 1 после предварительной осадки 2 со степенью 55 — 65% получает преимущественное течение с наружной стороны за счет более высокой температуры верхнего торца заготовки при нагреве под деформирование. После предварительной осадки 2 производят кантовку 3 исходной заготовки на 180 . При этом перед окончательной осадкой заготовку фиксируют более нагретым торцом на нижней плите пресса, а разгонку ведут со стороны менее нагретого торца заготовки. На операции окончательной осадки и разгонки 4 преимущественно характер течения наблюдается со стороны нижнего торца А-Б заготовки.

После этой операции производят формовку

5 заготовки, При этом кромка торцевой поверхности В-Г переходит на внутреннюю поверхность обода наружной стороны заготовки, а кромка торцевой поверхности А — Б переходит на боковую поверхность обода внутренней стороны заготовки. В процессе прокатки 6 кромки торцевых поверхностей

А — Б и В-Г имеют аналогичное расположение:

А-Б — на боковой поверхности обода внутренней стороны колеса;

 — Г- на внутренней поверхности обода наружной стороны колеса.

Граничные значения степени предвари. тельной осадки 55 — 65% имеют следующее объяснение.

При степени предварительной деформации менее 55% кромки торцевой поверхности заготовки нижнего торца переходят на внутреннюю поверхность обода внутренней стороны колеса, которая не подвергается технологической обточке, Удаление поверхностных дефектов на этом участке обода производят на ремонтных станках.

С увеличением степени предваритель5 ной осадки более 65% кромки торцевой поверхности заготовки у верхнего торца перемещаются на прокатанную часть диска с наружной стороны колеса, которая не подвергается технологической обточке в соответствии с предлагаемым способом. В

10 случае дефектов на этой поверхности колеса также направляются на ремонт.

Таким образом, характер течения металла кромок торцевых поверхностей в

15 соответствии с предлагаемым способом позволяет гарантированно удалить дефекты поверхности, связанные с качеством поверхности исходной заготовки, с диска и необрабать.ваемой части обода на боковую его логической механической обточке со съемом стружки толщиной 4,5 — 6 мм, С наружной стороны колеса торец заготовки выходит на внутреннюю поверхность обода, т. е, для выведения дефектов, связанных с боковой поверхностью исходной заготовки, необходима обточка внутренней поверхности обода наружной его стороны до выхода на диск, что и предлагается настоящим способом, т. е. технологическую и ремонтную обточки совмещают в одну операцию путем дополнительной обточки внутренней поверхности обода с наружной стороны колеса до выхода на диск.

35

Пример. Для опробования способа были отобраны колесные заготовки высотой

360 мм и максимальным диаметром 475 мм с конфигурацией поперечного сечения типа "ромашка". Исходные заготовки нагревали в коль40 цевой печи до 1280 С, Неравномерность нагрева по высоте заготовки составляли при этом 50 С. Предварительную осадку колесной заготовки производили со степенью 45, 53, 55, 60, 65, 67, 70% до высоты 162, 191, 198, 216, 234, 241, 252 мм соответственно.

После предварительной осадки заготовку кантовали на 180О и производили окончательную осадку до высоты 106 MM и разгонку центральной части заготовки. Часть заготовок прокатали без кантовки, при этом менее нагретый торец заготовки фиксировали на нижней плите пресса для окончательной осадки и разгонки. Прокатанные колеса подвергали технологической обточке по следующим элементам: поверхности катания, боковым поверхностям обода, внутренней поверхности обода наружной стороны колеса до выхода на диск. Кслеса, прокатанные по технологии протстипа, не подвергали механической об20 поверхность, которая подвергается техно1787059 механическую обработку, включающую. технологическую обточку боковых поверхностей и поверхности катания обода и последующую ремонтную обточку до удале5 ния дефектов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества колес, выхода годйого и производительности механической обработки, предварительную осадку заготовки осуществляют со степенью 5510 65%, перед окончательной осадкой заготовку фиксируют более нагретым торцом на нижней плите, а технологическую и ремонтную обточки совмещают в одну операцию путем Дополнительной обточки внутренней

15 поверхности обода с наружной стороны колеса до выхода на диск.

Причина ремонта (брака) колес*"

Ремонт,%/ брак,%

Условия деформиро- Количество прока- Ремонт, ваниясравнитель- танных колес, шт. шт./брак, шт. ных па тий колес

П е агаемая технология

Плены на внутренней поверхности обода внутренней стороны колеса

5/5/100

Плены на внутренней поверхности обода внутренней стороны колеса

2,06/97

Плены на диске с наружной стороны колеса

5,45/6/110

П ототип

Степень предварительной осадки

35 о

31/4

30/4

Заг ан ичные значения.

Плены на внутренней поверхности обода и диске внутренней стороны колеса

15,7/70

7,4/7/95

9,1/21,2/2,4

18/2

* Степень предварительной осадки задавали по циферблату указателя осадки.

** Учитывались только плены, связанные с дефектами сталеплавилвного происхождения на боковой поверхности исходных заготовок. работке по внутренней поверхности обода наружной стороны колеса.

Данные о качестве сравнительных партий колес приведены в таблице.

Как следует из данных таблицы, использование предлагаемой технологии позволит снизить ремонт и брак колес по поверхностным дефектам в сравнении с технологией прототипа соответственно на 26,8 и 4%.

Ф о рмула изобретения

Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес, включающий неравномерный нагрев заготовки по высоте, предварительную и окончательную осадки на плитах с последующей разгонкой, формовку и прокатку колес, а также их

Степень предварительной осадки

55% (нижнее граничное значение)

Степень предварительной осадки

60% (оптимальное, среднеграничное значение)

Степень предварительной осадки

65% (верхнее граничное значение

Степень предварительной осадки

45% (нижнее граничное значение)

Степень предварительной осадки

53% (за гра н ич н се значение)

Степень предварительной осадки

67% (заграчичное значение)

Степень предварительной осадки

70% (верхнее заграничное значение

Плены. на внутренней поверхности обода

Плены на прокатанной части диска наружной стороны колеса

Плены на прокатанной части диска наружной стороны колеса

1787059

Составитель В. Тарасова

Техред M,Mîðãåíòàë

Редактор А, Рожкова

Корректор С. Пекарь

Произаодстаенно- издательскии комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 262 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5