Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес

(яр 821 Н ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН РСКОМУ С ТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗ ГОТОВ ТАНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОР (57) Изобретение может для изготовления цель дорожных колес. Пред диска в осевом направл в процессе осадки обод пицы по длине. Оконца ска осуществляют прошивкой отверстия чением величины осево 3 ил. ЕНИЯ ЦЕЛЬНОКАОЖНЫХ КОЛЕС быть использовано окатаных железноварительную выгибку ении осуществляют а по ширине и стуельную выгибку диодновременно с ступице с ограниго смещения обода,лецкий,(71) Институт черной металлургии(56) Авторское свидетельство ССС+795712, кл, В 21 К 1/28, 1981. Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению цельнокатаных .железнодорожныхколес путем горячего деформирования.Известные технологические способыизготовления цельнокатаных железнодорожных колес путем горячего деформирования, включающие осадку, формовку,прокатку колеса, выгибку и прошивку отверстия в ступице, не обеспечивают стабильного положения обода относительно ступицыв осевом направлении. Это вынуждает увеличивать припуски на мехобработку отдельных элементов колеса, что ведет кувеличению расхода металла,Известны способы изготовления железнодорожных колес, которые на заключительной стадии дефсгрмирования включаютосадку обода по ширине, выгибку диска восевом направлении и прошивку отверстияв ступице. При этом прошивку ведут пуансоном при зажатом выгибными штампами диске,Известны также способы изготовленияцельнокатаных железнодорожных колес,которые включают штамповку и прокатку диска с одновременной гибкой его в осевом направлени, выгибку диска и прошивку отверстия в ступице при зажатом штампами диске, прокатку диска по длине, равную окончательной длине, а выгибку диска ведут без вытяжки его по длине.Недостатком всех этих способов является то, что, осуществляя прошивку отверстия в ступице при зажатом диске, в дальнейшем при термообработке меняется положение обода относительно ступицы в осевом направлении.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления железнодорожных колес, в соответствии с которым осуществляют осадку ступицы по длине, выгибку диска, осадку обода по ширине и открытую прошивку отверстия в ступице. При этом выгибку диска ведут до получения промежуточной его формы, а окончательное формообразование колес производят воздействием термических на-пряжений в процессе термообработкиНедостатком этого способа является низкая точность окончательного формооб35 40 45 50 разования колеса с помощью термических напряжений (перемещение ступицы в осевом направении относительно обода), так как эти .термические напряжения перемещают ступицу в осевом направлении как в сторону наружной поверхности колеса, уменьшая величину К (фиг.2), так и в сторону внутренней поверхности колеса, увеличивая значение К, Это зависит от уровня и характера остаточных напряжений, которые образуются при прошивке отверстия в ступице при зажатом штампами диске. Поэтому задача заключается в том, чтобы эти Остаточные напряжения, возникающие при прошивке, довести до уровня, близкого к нулю, что позволит в дальнейшем уменьшить смещение ступицы относительно обода при термической обработке,Цель изобретения - экс номия металла за счет повышения точности параметров колес и снижения припусков на механическую обработку,Поставленная цепь достигается тем, что предварительную выгибку диска в осеном напрзвлении осуществляют в процессе осад. обода по ширине и ступицы по длине, а окончательную выгибку диска осуществляют одновременно с прошивкой отверстия в ступице с Огроничение 1 л величины осевого смещения обола На фиг.1 изобра ено прокатаное колесо перед преднг, .тельной выгибкай; нн фиг,2 - колесо после предварительной выгибки диска с одновременной осадкой обода по ширине и ступицы по длине (контур пунктиром - после осадки обода и ступиць 1, контур сплошной линией - до осадки); на фиг,З - то же, после окончательной выгибки диска (контур колеса обозначен пунктиром) в процессе прошивки отверстия в ступице.На чергежах обозначены обод 1 колеса, диск 2 колеса, ступица 3 колеса, верхний выгибной штамп 4, нижний выгибной штамп 5, прошивень б, выдавка 7, прошивочньй штамп 8 и упор 9,Сущность изобретения состоит в том, что для получения железнодорожных колес требуемого качества, размеров и конфигурации диска предварительную выгибку (на величину К 1) диска (фиг.2) прокатанного колеса (фиг.1) в осевом направлении осуществляют в процессе осадки обода по ширине (обжатия Ь 1 и Ь 2) и ступицы 3 по длине:(обжатия Ьз и Ьл) штампами 4 и 5. При этом остаточные напряжения о колесе вследствие наличия процесса деформации снижаются. Окончательную выгибку диска в том же направлении на окончательные размеры (величину К 2) ведут при прошивке прошивнем б отверстия в ступице 3 (удаление выдавки 7), При этом ограничение хода обода в осевом направлении осуществляется упором 9.Использование предлагаемых технологических операций. обеспечивает получение требуемого размера выгибки диска (параметра К 2, фиг.З), В частности, обеспечивает эконоею металла за счет снижения припусков на мехобработку обода и ступицы.П р и м е р . Исходную заготовку для вагонных железнодорожных комс диаметром 950 мм, массой 470 кг нагревали в кольцевой печи до температуры деформирования 1260-1280 С, осаживали на 30",4 высоты на прессе усилием 2000 тс для удаления окалины с боковой поверхности, осаживали гладкими плитами в технологическом кольце на прессе усилием 5000 тс, На этом же прессе осуществляли разгонку центральной зоны металла пуансоном для распределения обьемов металла между ободом и ступицей, на прессе усилием 10000 тс формовали ступицу длиной 215 мм, на колесопрокатном стане. прокатывали другую часть диска и обода (колесо после прокатки - на фиг.1), обеспечивая ширину обода 142 мм, но прессе усилием 3500 тс штампами 4 и 5 (фиг.2), осуществляли при 850-900 С предварительную выгибку диска до размера К 1-79 мм одновременно с осадкой обода по ширине (Ь = 2,5 мм, Ь 2 = 1,5 мм), на прессе 500 тс прошивали пуансоном,б (фиг.З) отверстие в ступице 3, удаляя выданку /. При этом обеспечивали перемещение обода относительно ступицы 3 на величину К 2 - К 1 = 3 мм, ограничивая это перемещение упором 9. Полученные колеса имели стабильное положение обода 1 относительно ступицы 3, т.е. в пределах 82-84, что позволило снизить припуск на мехобрабо тку боковых поверхностей обода и торцов ступицы с (Ь 1+ Ь 2) = 7-8 мм и (Ьз+ Ьл = 20-21 мм до соответственно 4,5-5,5 и 14-15 мм. Это обеспечило зкономию металла на одном колесе до 10 кг.Таким образом, использование предлагаемого способа обеспечивает, по сравнению с прототипом, зкономию металла путем повышения точности положения обода относительно ступицы и уменьшения припусков на мехобработку этих элементов колеса. Ф о р мул а и зо бр етен и я Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес, включающий штамповку, прокатку, осадку обода и ступицы, предварительную выгибку диска в осевом направлении, прошивку отверстия в ступице и окончательную выгибку диска,Заказ 1465 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью экономии металла за счет повышения точностных параметров и снижения припусков на механическую обработку, предварительную выгибку диска в осевом направлении осуществляют в процессе осадки обода по ширине и ступицы по длине, а окончательную выгибку диска осуществляют одновременно 5 с прошивкой отверстия в ступице с ограничением величины осевого смещения обода.