Спосіб виготовлення колісної заготовки

Реферат: Спосіб виготовлення колісної заготовки включає осадку вихідної заготовки з одночасним або подальшим розгоном металу з її центральної частини в периферійну, підготовку частини обода і зовнішньої бічної поверхні заготовки, що звужується до периферії, а також отримання з неї в формувальних штампах колісної заготовки. На початковому етапі в формувальних штампах виконують поступально-обертальне переміщення осадженої і розігнаної заготовки на закругленні штампа, що формує дугу сполучення ободу з диском з внутрішньої сторони колісної заготовки, до суміщення осі заготовки з віссю штампів, а потім виконують пластичну деформацію металу. В процесі деформації металу внутрішню сторону колісної заготовки формують зі сторони осадженої і розігнаної заготовки з попередньо підготовленою частиною обода, діаметр D3 зовнішньої бічної поверхні осадженої і розігнаної вісесиметричної заготовки створюють рівним: 0,96Dф≤D3≤0,98Dф, де D3 - максимальний діаметр зовнішньої бічної поверхні осадженої і розігнаної вісесиметричної заготовки; Dф - діаметр формувального кільця в точці по його висоті, що відповідає мінімальному зазору між осадженою і розігнаною вісесиметричною заготовкою та формувальним кільцем, який виміряний по нормалі до робочої поверхні цього кільця при співвісному розташуванні заготовки і формувальних штампів. UA 103425 C2 (12) UA 103425 C2 UA 103425 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до обробки металів тиском, а саме до області гарячої осадки і об'ємного штампування, і призначений для використання при виробництві залізничних коліс. Відомий спосіб виготовлення колісної заготовки [Шифрин М.Ю., Соломович М.Я. Производство цельнокатаных колес и бандажей. - Μ.: "Металлургиздат", 1954, 500 с.], що включає на першому етапі осадку попередньо нагрітої заготовки на гладких плитах, потім її осадку і розгін в технологічному кільці і на заключному етапі штампування колісної заготовки в формувальних штампах. Для реалізації даного способу використовується центрування заготовки після її укладання на нижній формувальний штамп триважілевим центрувачем. Ця технологія не забезпечує збіг осі заготовки з віссю формувальних штампів. А штампування асиметрично покладеної заготовки призводить до незаповнення штампів з одного боку, їх переповнення з іншого і дає нестабільні розміри колісних заготовок і прокатаних Із них залізничних коліс, а також підвищену витрату металу. Найбільш близьким за технічною сутністю є вибраний як прототип спосіб виготовлення колісної заготовки [Пат. 79312UA, ΜΠΚ Β21Κ 1/28 B12S 1/00, В21Н1 1/00. Опубл. 11.06). 2007.], який включає осадку заготовки з одночасним або подальшим розгоном металу з її центральної частини в периферійну та отримання колісної заготовки в формувальних штампах. В процесі розгону з однієї зі сторін заготовки виконують формування частини обода, що становить за об'ємом не менше 75 % від об'єму відповідної частини обода в відштампованій колісній заготовці. У процесі штампування формувальним кільцем зміщують заготовку в горизонтальній площині до суміщення осі заготовки з віссю штампів. Спосіб дозволяє сумістити вісь заготовки з віссю штампів в тому випадку, якщо вона укладена зі зміщенням. Але передбачається, що сама заготовка після осадки і розгону є вісесиметричною. Недоліком способу є неможливість виправлення асиметрії заготовки, отриманої в процесі осадки і розгону вихідної заготовки, що, зрештою, призводить до нестабільних розмірів колісних заготовок і підвищеної витрати металу при виробництві штампованих або штамповано-катаних залізничних коліс. До загальних ознак прототипу і способу виготовлення колісної заготовки, що заявляється, відносяться: 1) осадка заготовки з одночасним або подальшим розгоном металу з її центральної частини в периферійну; 2) підготовка частини обода в процесі розгону металу з центральної частини заготовки в периферійну; 3) отримання колісної заготовки в формувальних штампах. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу виготовлення колісної заготовки шляхом усунення на етапі отримання колісної заготовки в формувальних штампах як зміщення осі заготовки щодо осі формувальних штампів, так і асиметрії самої заготовки, що забезпечує стабільність розмірів колісних заготовок і прокатаних із них коліс. Це дозволить зменшити номінальні припуски при проектуванні профілів коліс, величину їх обточування і, відповідно, знизити витрати металу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі виготовлення колісної заготовки,що включає осадку вихідної заготовки з одночасним або подальшим розгоном металу з її центральної частини в периферійну, підготовку частини обода і зовнішньої бічної поверхні заготовки, що звужується до периферії, а також отримання з неї в формувальних штампах колісної заготовки, при цьому на початковому етапі в формувальних штампах виконують поступально-обертальне переміщення осадженої і розігнаної заготовки на закругленні штампа, що формує дугу сполучення ободу з диском з внутрішньої сторони колісної заготовки, до суміщення осі заготовки з віссю штампів, а потім виконують пластичну деформацію металу, в процесі якої внутрішню сторону колісної заготовки формують зі сторони осадженої і розігнаної заготовки з попередньо підготовленою частиною обода, згідно до винаходу, діаметр D3 зовнішньої бічної поверхні осадженої і розігнаної вісесиметричної заготовки отримують рівним 0,96Dф≤Dз≤0,98Dф, де Dз - максимальний діаметр зовнішньої бічної поверхні осадженої і розігнаної вісесиметричної заготовки; Dф - діаметр формувального кільця в точці по його висоті, що відповідає мінімальному зазору між осадженою і розігнаною вісесиметричною заготовкою та формувальним кільцем, який виміряний по нормалі до робочої поверхні цього кільця при співвісному розташуванні заготовки і формувальних штампів. 1 UA 103425 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 1-12 показані контури вихідної заготовки, заготовки після осадки з розгоном і колісної заготовки, а також схеми осадки і поєднаного з нею розгону заготовки та штампування колісної заготовки, що має обід, диск і маточину: фіг. 1 - схема штампування вісесиметричної осадженої і розігнаної заготовки (що відповідає умові 0,96Dф≤Dз≤0,98Dф) в формувальних штампах (розглянуто перший момент штампування при співвісному розташуванні заготовки і штампів); фіг. 2 - схема осадки вихідної заготовки з одночасним розгоном (розглянуто варіант отримання асиметричної заготовки, що відповідає варіанту, коли 0,96D ф≤Dз≤0,98Dф); фіг. 3 - схема штампування асиметричної осадженої і розігнаної заготовки (що відповідає умові 0,96Dф≤Dз≤0,98Dф) в формувальних штампах (розглянуто перший момент штампування при неспіввісному розташуванні заготовки і штампів); фіг. 4 - схема штампування колісної заготовки (розглянуто останній момент штампування для варіанту, коли 0,96Dф≤Dз≤0,98Dф); фіг. 5 - схема штампування вісесиметричної осадженої і розігнаної заготовки (що відповідає умові Dз>0,98Dф) в формувальних штампах (розглянуто перший момент штампування при співвісному розташуванні заготовки і штампів); фіг. 6 - схема штампування асиметричної осадженої і розігнаної заготовки (що відповідає умові Dз>0,98Dф) в формувальних штампах (розглянуто перший момент штампування при неспіввісному розташуванні заготовки і штампів); фіг. 7 - схема штампування колісної заготовки (розглянуто останній момент штампування для варіанту, коли Dз>0,98Dф); фіг. 8 - схема штампування вісесиметричної осадженої і розігнаної заготовки (що відповідає умові Dз