Способ изготовления цельноштампокатаных колес с криволинейным диском

(57) Изобретке металловприменение п ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕОЛЕС С КРИВОЛИНЕ обработт найти цельноние относитс авлением и м и изготовленколес путем орячег ампокатаных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 47/27-27.90. Бюл. М 33тут черной металлалетов, И.И.СтароМ.В.Кузьмичев7.04(088.8)ское свидетельствкл. В 21 Н 1/02,(21) 43870 (22) 01.03 (4 б) 07.09 (71) Инсти (72) М.С.В В.И.Корж и (53) б 71.7 (5 б) Автор М 383504,Цель. изобретения - повышение экономии металла за счет снижения допусков на размеры и припусков на механичес-, кую обработку колес. Нагретую до температуры деформирования заготовкуФормуют. В процессе формовки приступичную часть диска 2 штампуют под углом (р) 5к горизонтальной плоскости, где р в .угол наклона диска готового колеса к горизонтальной плоскости. Затем осуществляют прокатку приободной части диска 3 в горизонтальной плоскости и последующую калибровку. Способ позволяет снизить допуски на толщину диска, на ширину обода и спицы. 2 ил., 3 табл.Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частнос.и к изготовлению цельноштампокатаных колес путем горячего деформирования штучных заготовок.Целью изобретения является повышение экономии металла за счет снижениядопусков на размеры и припусков на мехобработку.На Фиг. 1 показано колесо после формовки ступицы и приступичной части диска и прокатки обода и приободной части диска; на Фиг. 2 - .о же., после калибровки (выгибка колеса) . Способ осуществляют следующим образом.Исходную заготовку после нагрева до температуры горячего деформирования осаживают на прессе, между плоскими плитами на 302 ее высоты, Затемосуществляют осадку заготовки на окон,чательные ра.змеры в технологическом кольце плоскими плитами, разгонку центральной зоны металла пуансоном, В процессе Формовки выполняют окончательных размеров и конфигурации ступицу 1, при этом Формуют приступичную часть 2 диска под углом (р - 5") ) 5 к горизонтальной плоскости. После этого осуществляют прокатку гриободной части 3 диска в горизонтальной плоскости. Прокатку приободнойчасти диска ведут одновременно .с раскаткой обода ц по диаметру, В качестве финишной операции колесо калибруют по конфигурации диска и ширине обода. В процессе калибровки колеса диску 5 придают требуемую Форму. При этом изгиб диска колеса осуществляется главным обре.зом вокруг плоскости сопряжения приступичной 2 и приободной 3 частей диска и при отсутствии или пониженной вытяжке диска по длине, что обеспечит отсутствие трсщин на диске и, как сле;ствие, псвысит усталостную прочность колеса в эксплуатации. С другой стороны, наличие плоскости в средней части диска, в50 которой происходит изгиб его при выгибке, обеспечивает более точное положение ступицы относительно обода в готовом колесе, в меньшей мере сказывается при этом возвратное действие5 упругой деФормации (чем просто при вытяжке, диска, тем самым снижаются)припуски на мехобработку обода и ступицы и допуски на их размер Пределы угла о, наклона приступичной части диска к горизонтальной плоскости приняты по следующим соображениям. При угле о 5процесс гибки диска осуществляется вокруг места перехода обода в диск с одновременной его вытяжкой ло длине, а не вокруг плоскости перехода приступичной части диска в приободную, Этот угол 5 для применяемых железнодорожных колес диаметром 898-1000 мм является критическим углом, характеризуюшим лишь упругую деформацию диска при его гибке . Поэтому угол наклона должен быть больше 5 . С другой стороны, этот угол не должен быть больше условного угла наклона диска готового колеса, так как суммарная длина частей диска приободной и приступичной окажется больше общей длины диска готового колеса, что приведет к повышенным сжимающим напряжениям в диске готового колеса при гибке такого диска. Для колес с криволинейным диском уменьшение максимально допустимого угла Ы с(р) на 5 гарантирует отсутствие указанных сжимающих напряжений в ,писке. Опасность появления больших сжимающих или растягивающих напряжений. в диске при его выгибке вызвана тем, что при последующих после чистовой механической обработки нагрева под термообработку и закалке колеса меняется, причем существенно, положение ступицы относительно обода, а также появлением трещин в зонах перехода диска в ступицу и обод,В табл. 1 приведены данные изменения положения ступицы относительно обода при термообработке колес.Данные ремонтной обточки колес (припусков на мехобработку) по дефектам на диске в зависимости от угла представлены в табл . 2.Результаты экспериментальных исследований на опытных плавках, выполненных для цельноштампокатаных колес с криволинейным диском, показали, что допуски на размеры диска колеса при соблюдении угла наклона его при Формовке в диапазоне 5 М(р) уменьшаются в 1,5-2,0 раза (табл.3).П р и м е р. Исходную заготовку для вагонных колес диаметром 838 мм, массой 350 кг нагревают ло температуры деформирования 1260-1280 С осаживают на прессе усилием 2000 тс для159017 Т а б л и ц а 1 Значения показателей при размере колеса, мм Показатели Угол наклона диска колеса, р, градУгол в, град Смещение ступицы относительно обода при термообработке, мм 19 14 19 17 1913 11 13 13 О,0,5 1,0 0 0,6 1,1 Таблица 2 с 4 6 14 17 19д 5 5 2,1 2 О 2 О 2,1 45,0 5 8 11 132,6 2,2 2,0 2,1 Т а б л и ц а 3 Распределение допусков, мм, на толщину диска в опытной партии колес, шт.+6 24 28 17. П р и м е ч а н и е, Допуск на толщину диска по действующим ТУ+10 мм. удаления окалины, осаживают гладкими плитами в технологическом кольце на прессе усилием 5000 тс, на этом же прессе осуществляют разгонку центральной зоны металла пуансоном, на прессе усилием 10000 тс формуют ступицу и приступичную часть диска под углом 10 к горизонтальной плоскости. (угол наклона диска готового колеса составляет 19 о)прокатывают на стане приободную часть диска в горизонтальной плоскости, после чего осуществляют калибровку колеса н прессе усилием 3500 тс, и прошивают отверстие в ступице. Полученное колесо имеет диск без трещин, допуски на толщину диска находятся в пределах 1,0 мм, а по ширине обода и ступицы 1,5 мм, что примерно в 2 раза ниже, чем на серийно 20 производимых колесах,Способ позволяет повышать коэффициент использования металла за счетснижения допусков на размеры и припусПоказатели . Колесо диаметром 838 мм 9 6ков на последующую механическую .обработку,Формула изобретения Способ изготовления цельноштампокатаных колес с криволинейным диском, включающий формовку заготовки с образованием ступицы и приступичной части диска с наклоном ее к горизонтальной плоскости, прокатку обода и приободной части диска и калибровку колеса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономии металла за счет снижения допусков на размеры и припусков на мехобработку, формов ку приступичной части диска осуществляют под углом р о( ) 5 к горизонтальной плоскости, где ф - угол наклона готового диска к горизонтальной плоскости, а прокатку приободной части диска осуществляют в горизонтальной плоскости.1590179 орректор 11.Пож икова лактор 9 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин аказ НИИПИ с удар с т не н но 11303Составитель М.АнтошинТехред Л.Кравчук Тираж 4 б 1 Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГК Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5