RU2335373C2 - Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес - Google Patents

Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес Download PDF

Info

Publication number
RU2335373C2
RU2335373C2 RU2006128068/02A RU2006128068A RU2335373C2 RU 2335373 C2 RU2335373 C2 RU 2335373C2 RU 2006128068/02 A RU2006128068/02 A RU 2006128068/02A RU 2006128068 A RU2006128068 A RU 2006128068A RU 2335373 C2 RU2335373 C2 RU 2335373C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
workpiece
wheels
hub
billet
Prior art date
Application number
RU2006128068/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006128068A (ru
Inventor
Алексей Владиславович Кушнарев (RU)
Алексей Владиславович Кушнарев
Анатолий Александрович Киричков (RU)
Анатолий Александрович Киричков
Василий Данилович Шестак (RU)
Василий Данилович Шестак
Юрий Петрович Петренко (RU)
Юрий Петрович Петренко
Алексей Александрович Васильев (RU)
Алексей Александрович Васильев
Игорь Евгеньевич Султинских (RU)
Игорь Евгеньевич Султинских
Александр Федорович Зудов (RU)
Александр Федорович Зудов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") filed Critical Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК")
Priority to RU2006128068/02A priority Critical patent/RU2335373C2/ru
Publication of RU2006128068A publication Critical patent/RU2006128068A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2335373C2 publication Critical patent/RU2335373C2/ru

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. Нагретую до температуры деформирования заготовку центрируют в формовочном штампе и осаживают между верхней и нижней плоскопараллельными частями штампа. Осадку ведут в области, ограниченной внутренней конусной поверхностью технологического кольца. Угол конуса указанной поверхности кольца составляет 12-15°. При осадке происходит самоцентрирование внутренней поверхности технологического кольца по смещаемому объему металла заготовки. Для этого обеспечивают перемещение кольца в радиальных направлениях на величину до 30 мм в зависимости от направления течения металла заготовки. Затем осаженную заготовку извлекают перемещением пуансона. Пуансон установлен в верхней части формовочного штампа. В процессе осадки нижний торец пуансона располагается на уровне нижней плоскости верхней части штампа. В результате обеспечивается повышение точности колес и улучшение качества их поверхности. 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к изготовлению цельнокатаных колес.
При производстве осесимметричных изделий типа колес для колесопрокатного стана наиболее характерным дефектом является эксцентриситет обода колеса относительно ступицы. Существующие стандарты устанавливают достаточно жесткие ограничения на допустимые величины эксцентриситета обода. Это делается с целью уменьшения дисбаланса колесных пар в эксплуатации, приводящего к резкому повышению динамических нагрузок на подвижной состав.
Специфичность этого дефекта заключается и в том, что при последующих после прокатки переделах колес (выгибке диска и механической обработке) он трансформируется в целый ряд других размерных отклонений, таких как разностенность ступицы и разнотолщинность обода, перекос торца ступицы, смятие ступицы и утяжка обода, овальность внутреннего и наружного диаметров обода и некоторые другие.
Механической обработкой колес удается несколько снизить эксцентриситет обода, но годными после такой обточки становятся лишь колеса, в которых эксцентриситет обода ненамного превышал допустимый.
Для снижения отбраковки колес приходится предусматривать увеличенные припуски на механическую обработку. Поэтому снижение числа колес с эксцентриситетом обода является значительным резервом повышения выхода годного.
К причинам появления эксцентриситета обода в первую очередь следует отнести размерные отклонения задаваемых в стан отформованных заготовок, а именно разноширинность и разнотолщинность обода заготовки, являющихся следствием неравномерного заполнения периферийной полости формовочных штампов. Это является следствием нарушения условий центрирования заготовки в формовочном прессе или подачи в пресс заготовки с неравномерно распределенным объемом металла относительно ее оси.
Известен способ изготовления заготовок для цельнокатаных колес, заключающийся в том, что после осадки заготовки в калибровочном кольце и калибровки ее наружной поверхности заготовку центрируют по этой поверхности и окончательно осаживают с одновременной разгонкой металла пуансоном и выполнением основания ступицы с калибровкой его наружной поверхности, а центрирование заготовки перед формовкой на формовочном прессе осуществляют по откалиброванной поверхности ступицы [а.с. №650704, В21Н 1/04, опубл. в БИ №9, 05.03.1979].
К недостатку этого способа относится то, что окончательное оформление ступицы осуществляется на калибровочном прессе после прокатки заготовки на колесопрокатном стане, в результате чего металл ступицы теряет температуру, а это приводит к образованию таких дефектов, как невыполнение верхней части ступицы, к появлению дефектов в виде рванин, трещин, плен.
Кроме того, в результате формовки ступицы пуансоном на калибровочном прессе возникающие в металле центральной зоны напряжения вызывают его течение из ступицы в диск, что приводит к увеличению толщины диска у ступицы и искажению его конфигурации, т.е. к снижению точности размеров диска колеса. В дальнейшем такие колеса требуют ремонтной обточки по диску, что снижает технико - экономические показатели производства и ухудшает товарный вид продукции.
Известен также способ изготовления заготовок для цельнокатаных колес, включающий осадку исходной заготовки, разгонку ее пуансоном, центрирование на формовочном штампе, имеющем верхнюю и нижнюю части, и формовку заготовки горячей штамповкой, включающей формообразование подвижных пуансоном ступицы с полостью и перемычкой [а.с. №841773, кл. В21К 1/28, БИ №24, 30.06.1981].
Недостатком этого способа является невысокое качество поверхности готовых колес, приводящее к повышенному ремонту и браку колес. Одной из причин этого недостатка является переход поверхностных дефектов металлургического происхождения на механически необрабатываемые элементы железнодорожных колес.
Известен также способ изготовления заготовок изделий типа колес, по которому при предварительном деформировании по меньшей мере на одном торце заготовки формируют выступ в виде усеченного конуса, высота которого составляет 0,1-0,4 от высоты исходной заготовки, диаметр у основания равен 0,55-0,9 от диаметра исходной заготовки, а угол конусности составляет 30-40° [а.с. №718212, кл. В21К 1/28, опубл. в БИ №8, 29.02.1980].
Характерным дефектом данного способа изготовления заготовок является эксцентриситет обода колеса относительно ступицы, который приводит к разностенности ступицы и разнотолщинности обода, что в конечном итоге ведет к дополнительной отсортировке колес.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изготовления заготовок для цельнокатаных колес, заключающийся в том, что после осадки заготовки в калибровочном кольце и калибровки ее наружной поверхности заготовку центрируют по этой поверхности и окончательно осаживают с одновременной разгонкой металла пуансоном и выполнением основания ступицы с калибровкой его наружной поверхности, а центрирование заготовки перед формовкой на формовочном прессе осуществляют по откалиброванной поверхности ступицы [а.с. №650704, В21Н 1/04, опубл. в БИ №9, 05.03.1979].
К недостатку этого способа относится то, что окончательное оформление ступицы осуществляется на калибровочном прессе после прокатки заготовки на колесопрокатном стане, в результате чего металл ступицы теряет температуру, а это приводит к образованию таких дефектов, как невыполнение верхней части ступицы, к появлению дефектов в виде рванин, трещин, плен.
Кроме того, в результате формовки ступицы пуансоном на калибровочном прессе возникающие в металле центральной зоны напряжения вызывают его течение из ступицы в диск, что приводит к увеличению толщины диска у ступицы и искажению его конфигурации, т.е. к снижению точности размеров диска колеса. В дальнейшем такие колеса требуют ремонтной обточки по диску, что снижает технико-экономические показатели производства и ухудшает товарный вид продукции.
Технической задачей изобретения является достижение строго регламентированных геометрических размеров и повышение качества поверхности колес.
Техническая задача достигается тем, что в способе штамповки заготовок для цельнокатаных колес, включающем осадку нагретой до температуры деформирования заготовки между верхней и нижней плоскопараллельными частями формовочного штампа в области, ограниченной внутренней конусной поверхностью технологического кольца, с самоцентрированием внутренней конусной поверхности технологического кольца по смещаемому в процессе осадки объему металла заготовки путем обеспечения перемещения упомянутого кольца в радиальных направлениях в зависимости от направления течения металла осаживаемой заготовки, и извлечение осаживаемой заготовки из технологического кольца, согласно изобретению осуществляют центрирование исходной заготовки в формовочном штампе, используют технологическое кольцо с углом конуса внутренней поверхности, составляющим 12-15°, перемещение технологического кольца при его самоцентрировании обеспечивают на величину до 30 мм, а извлечение осаженной заготовки осуществляют перемещением пуансона, установленного в верхней части формовочного штампа, с расположением в процессе осадки его нижнего торца на уровне нижней плоскости верхней части штампа.
На чертеже показана схема осадки заготовки в калибровочном кольце,
где обозначено: нижняя часть формовочного штампа 1; верхняя часть формовочного штампа 2; осаживаемая заготовка 3; пуансон 4 для формовки ступицы; технологическое кольцо 5 с меняющимся направлением перемещения и шток 6, выталкивающий заготовку из кольца.
Отличительными признаками в заявляемом способе являются:
- штамповку заготовки производят между двумя плоскопараллельными штампами в области, ограниченной внутренней конусной поверхностью в 12-15 градусов;
- конусная поверхность технологического кольца в процессе штамповки заготовки самоцентрируется по смещаемому объему металла в пределах до 30 мм.
Сущность способа заключается в следующем.
Нагретую до температуры деформирования заготовку для осадки укладывают на нижнюю часть 1 формовочного штампа, центрируют ее.
Для симметричного распределения металла штамповку заготовки производят между двумя плоскопараллельными штампами 1, 2 в области, ограниченной внутренней конусной поверхностью с углом конуса внутренней поверхности, составляющим 12-15°. Перемещение технологического кольца при его самоцентрировании производят на величину до 30 мм во всех радиальных направлениях, обеспечивая этим симметричность распределения металла в конусном объеме технологического кольца 5.
Для свободного извлечения заготовки из технологического кольца в конструкции предусмотрен пуансон 4, который во время рабочего хода поднимается на фиксированную величину, образуя с верхним штампом 2 единую плоскость, а при обратном ходе пресса, путем воздействия на него усилия штока 6, выталкивает заготовку из кольца.
В результате данной операции осаженная заготовка 3 имеет осесимметричную форму с равномерным распределением металла по конусному объему, ограниченному штампами и технологическим кольцом.
В дальнейшем, во время захвата заготовки роботом-манипулятором, она центрируется относительно клещевин манипулятора и устанавливается в формовочном прессе по оси симметрии штампов.
Нажатием верхней части формовочного штампа усилием Р осуществляют формирование заготовки. После этого движение верхней части штампа прекращают и фиксируют его в данном положении относительно нижней части формовочного штампа.
Важной особенностью данного способа осадки является то, что получение осесимметричной заготовки производится за один рабочий ход обжимного пресса, в то время как на других действующих колесопрокатных линиях применяется промежуточное центрирование заготовки при осадке, а сама осадка производится за два-три рабочих хода, или применяется дополнительный пресс для предварительной осадки заготовки.
Предлагаемый способ осадки позволяет получать осесимметричную заготовку с равномерным распределением металла по объему за один рабочий ход пресса без увеличения общего времени штамповки на обжимном прессе и без применения дополнительных устройств и агрегатов.
Пример.
Способ опробован в условиях колесопрокатного цеха ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат".
Было изготовлено две партии железнодорожных колес по способу-прототипу и предлагаемому способу. В каждой партии по 150 колес, все из одной плавки. Заготовка последовательно подвергалась предварительной осадке в самоцентрирующем технологическом кольце, затем разгонке, формовке, прокатке и калибровке.
При изготовлении железнодорожного цельнокатаного колеса диаметром 957 мм по предлагаемому способу нагретую до температуры 1260°С исходную заготовку массой 475 кг и высотой 412 мм для симметричного распределения металла производили между двумя плоскопараллельными штампами в области, ограниченной конусной поверхностью в 12-15 градусов и диаметром 840,9 мм, причем поверхность кольца в процессе штамповки самоцентрируется по смещаемому объему металла заготовки в пределах до 30 мм в зависимости от направления течения металла осаживаемой заготовки.
В верхний штамп устанавливают перемещаемый пуансон, который нижним торцом самопроизвольно устанавливается в процессе штамповки на уровне нижней плоскости верхнего штампа.
Толщина отштампованной заготовки составляла 106±3 мм.
Способ штамповки Забраковано колес, %
малый наружный диаметр невыполнение гребня невыполнение ступицы невыполнение обода разностенность ступицы общий брак
Предлагаемый способ штамповки 2,15 1,16 0,04 0,03 0,38 7,8
Способ-прототип 9,18 8,21 0,24 0,1 4,02 37
Качественные показатели осмотренных колес свидетельствует, что при штамповке колес по предлагаемому способу брак колес по причине неравномерности выкатки диска и эксцентриситете ступицы относительно обода значительно снизился (см. таблицу).
Таким образом, использование предлагаемого способа штамповки в сравнении с известными способами позволяет существенно повысить качество поверхности колес.

Claims (1)

  1. Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес, включающий осадку нагретой до температуры деформирования заготовки между верхней и нижней плоскопараллельными частями формовочного штампа в области, ограниченной внутренней конусной поверхностью технологического кольца, с самоцентрированием внутренней конусной поверхности технологического кольца по смещаемому в процессе осадки объему металла заготовки путем обеспечения перемещения упомянутого кольца в радиальных направлениях в зависимости от направления течения металла осаживаемой заготовки и извлечение осаженной заготовки из технологического кольца, отличающийся тем, что осуществляют центрирование исходной заготовки в формовочном штампе, используют технологическое кольцо с углом конуса внутренней поверхности, составляющим 12-15°, перемещение технологического кольца при его самоцентрировании обеспечивают на величину до 30 мм, а извлечение осаженной заготовки осуществляют перемещением пуансона, установленного в верхней части формовочного штампа с расположением в процессе осадки его нижнего торца на уровне нижней плоскости верхней части штампа.
RU2006128068/02A 2006-08-01 2006-08-01 Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес RU2335373C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128068/02A RU2335373C2 (ru) 2006-08-01 2006-08-01 Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128068/02A RU2335373C2 (ru) 2006-08-01 2006-08-01 Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006128068A RU2006128068A (ru) 2008-02-10
RU2335373C2 true RU2335373C2 (ru) 2008-10-10

Family

ID=39265899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006128068/02A RU2335373C2 (ru) 2006-08-01 2006-08-01 Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335373C2 (ru)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006128068A (ru) 2008-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11458528B2 (en) Wheel automatic closed die forging production line and aluminum alloy wheel
CN102672061B (zh) 冲头加工工艺
CN112404340B (zh) 三片式法兰球阀阀盖辗扩锻造成形工艺
CN109127982B (zh) 同一口径不同压力三通阀体通用模具及成形方法
CN102672433B (zh) 一种锥环形球冠状钢质工件的制造方法
RU2335373C2 (ru) Способ штамповки заготовок для цельнокатаных колес
RU2419505C1 (ru) Способ изготовления поковок типа стержня с фланцем
CN213645740U (zh) 一种三片式法兰球阀阀盖辗扩模
RU2300439C2 (ru) СПОСОБ ШТАМПОВКИ КОЛЬЦЕОБРАЗНЫХ ПОКОВОК КОНИЧЕСКИХ ШЕСТЕРЕН ДИАМЕТРОМ 638 мм
CN106670364A (zh) 变截面薄壁不锈钢半球封头成形方法
RU2404009C2 (ru) Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес
RU2030947C1 (ru) Способ изготовления заготовок для цельнокатаных колес
CN104942536B (zh) 发动机空心气门毛坯精密成形方法
SU1750842A1 (ru) Способ получени заготовок железнодорожных колес
RU1791066C (ru) Способ изготовлени цельнокатаных железнодорожных колес
RU2105629C1 (ru) Способ эксплуатации оборудования при осадке заготовок
RU2404877C2 (ru) Способ изготовления цельнокатаных железнодорожных колес
SU996013A1 (ru) Способ изготовлени кольцевых изделий
RU2253538C1 (ru) Способ изготовления изделий типа колес
CN112296228A (zh) 三片式法兰球阀阀盖辗扩模
RU2283719C2 (ru) Способ изготовления профильных заготовок для осей подвижного состава
SU818717A1 (ru) Способ получени заготовок желез-НОдОРОжНыХ КОлЕС
RU2648916C1 (ru) Способ и штамп для изготовления крупногабаритных пробок шаровых кранов
SU882688A1 (ru) Способ изготовлени колес
SU1750819A1 (ru) Способ изготовлени цельнокатаных колес с изогнутым диском