МЕТАЛЛУРГИЯ XXI СТОЛЕТИЯ

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС С КРИВОЛИНЕЙНЫМ ДИСКОМ И МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАЛИБРОВОК

Колупаева И. В. (ОМД-10м), Донецкий национальный технический университет
Руководитель – д.т.н., профессор кафедры ОМД Яковченко А.В.

Организация и информационное освещение: ФМФ ДонНТУ, УкАС, ST

Анализ существующих схем штамповки железнодорожных колес в колесопрокатных цехах ВАТ «Нижнеднепровский трубный завод» (Украина) и ВАТ «Выксунский трубный завод» (Россия) позволил установить причины получения заката или невыполнения гребня. Ими являются: значительный разновес заготовок, формовка колесных заготовок без предварительного получения гребня, выполнение ассиметричных заготовок.

Работа направлена на усовершенствование технологической схемы штамповки железнодорожных колес и методов компьютерного проектирования калибровок, что определяет ее актуальность.

Была рассмотрена технологическая схема штамповки колесных заготовок с гребнем для колес диаметром 957 мм с криволинейным диском. Предусматрено использование верхней фигурной плиты на заготовочном прессе силой 50 МН, что обеспечивает предварительную формовку части обода и ступицы.

Технологическая схема штамповки колесных заготовок с гребнем диаметром 957 мм

Рисунок 1 – Технологическая схема штамповки колесных заготовок с гребнем диаметром 957 мм.

На рисунке 1 показана последовательность технологических операций. Осадку исходной заготовки на прессе силой 20 МН производят в верхнем технологическом кольце. Одновременно с осадкой выполняется формовка части боковой поверхности заготовки (рис. 1, а). Затем заготовка кантуется и подается на пресс силой 50 МН. Ее центровка в нижнем технологическом кольце выполняется по отформованной на прессе силой 20 МН конической боковой поверхности заготовки. Причем нижнее технологическое кольцо пресса силой 50 МН устанавливается по оси штамповки (рис. 1, б). На прессе силой 100 МН заготовка центруется верхним формовочным кольцом (рис. 1,г). Представлены первый, промежуточный и последний моменты заполнения металлом штампа (рис. 1, г, д, е). Обеспечивается практически одновременное заполнение обода и ступицы. Верхний формовочный штамп обеспечивает самоцентровку заготовки. Она возможна, так как заготовка (рис. 1, г) не зажимается штампами в первый момент контакта, потому, что первым с заготовкой контактирует формовочное кольцо, которое и выполняет ее самоцентровку. Обеспечивается уменьшение ассиметрии заготовок на прессах силой 20 МН, 50 МН и 100 МН.

С помощью компьютерной программы была спроектирована усовершенствованная калибровка для колес диаметром 957 мм с криволинейным диском. Для указанных условий (предварительная формовка части обода и ступицы, выполнение гребня) на основе планового расчетного эксперимента была получена зависимость для расчета положения нейтрального сечения у = Dn/dc , относительно которого металл течет в зону обода и ступицы в последний момент штамповки. Представлено окно визуализации формоизменения металла в штампах (рис. 2). Откуда видно, что относительно указанной нейтральной линии массы соответствующих частей заготовки равны.

Формоизменение металла в штампах при соотношении hT/hD=1

Рисунок 2 – Формоизменение металла в штампах при соотношении hT/hD=1

Весь комплекс данных операций позволяет обеспечить повышение точности железнодорожных колес, снижение брака по дефектам профиля и затрат металла за счет уменьшения припусков.


СТАТЬИ

ПОПУЛЯРНОЕ

КОНФЕРЕНЦИИ

КНИГИ