Способ изготовления заготовок изделий типа колес

 

СОКИ СОВЕТСНИХ

РЕСПУ6ЛИН (1% (11) (59 4 В 21 Н 1/04

gCPrr

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4095211/23-27 (22) 16.07.86 (46) 30.04.88. Бюл, Ь 16 (71) Институт черной металлургии (72) М.С.Валетов, А.Б.Илюкович, Ю.Г.Тубольцев, А.В.Шумилин, А.А.Конышев, А.А.Тагунов, А.А.Яндимиров и С.А.Королев (53) 621.073 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II 935178, кл. В 21 Н 1/04, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК

ИЗДЕЛИЙ ТИПА КОЛЕС (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способу получения заготовок железнодорожных колес. Цель — повышение качества колес за счет снижения влияния поверхностных дефектов металлургического происхождения. При осадке цилиндрической заготовки на ее торцах формируют выступы в виде усеченных конусов высотой О, 1...0,4 от высоты исходной заготовки, диаметром у основания 0,55...0,9 от диаметра исходной заготовки и углом конусности

20...40 . При окончательной осадке заготовки сии кается степень перехода металла ее боковой поверхности на торцы изделия. 8 ил., 1 табл.

1391786

Изобретение отноСится к обработке металлов давлением, а именно к объемной штамповке и предназначено для использования в колесопрокатном про5 изводстве.

Цель изобретения — повышение качества получаемых изделий за счет снижения влияния поверхностных дефектов металлургического происхождения.

На фиг.1 представлена исходная заготовка; на фиг.2 — заготовка при осадке в подкладных кольцах; на фиг.3заготовка после окончательной осадки на плоских плитах; на фиг ° 4 — распре- 15 деление поверхностных зон после осадки с использованием подкладных колец, на фиг.5 — то же, с использованием конических плит; на фиг.б — то же, только на плоских плитах; на фиг.7 — 2О распределение боковой поверхности на черновом колесе, изготовленном с использованием осадки на конических плитах (пунктиром показаны механически обрабатываемые элементы колеса, жирной линией — боковая поверхность; на фиг.й †.распределение боковой поверхности на черновом колесе, изготовленном с использованием осадки в подкладных кольцах. 30

На фиг. 1-8 приняты следующие обозначения:

D — диаметр исходной заготовки, Н, — высота исходной заготовки; — угол конусности;

d — диаметр центрального выступа у основания;

h — высота выступа, d диаметр исходной торцовой поверхности после осадки в подкладных кольцах;

d„— диаметр исходной торцовой поверхности после окончательной осадки;

Н, — высота заготовки после окончательной осадки, D — диаметр торцовой поверхности после окончательной осадки.

Способ осуществляется следующим образом. 50

Заготовку (фиг.1) предварительно осаживают в подкладных кольцах с образованием на ее торцах конических вь1стулов высотой равной (О, 1-0,4) вы55 соты исходной заготовки, диаметром

v or.нования — (0,55-0,90) диаметра иоход13ой загс товки и с углом конусО

1в1сти 20-40

Сущность изобретения состоит в том, чтобы уменьшить на торцовых поверхностях заготовки действие сил контактного трения, препятствующих радиальному течению металла. Осадка в подкладных кольцах (далее для краткости рассматриваем осадку в двух кольцах) приводит к формированию массивной центральной части заготовки (фиг.2). На этом этапе происходит перетекание боковой поверхности на торцы заготовки, величина которого зависит от степени высотной деформации. Последующее деформирование на плоских плитах осуществляется, главным образом, за счет осадки центральной, более высокой части заготовки.

Периферийная кольцеобразная часть заготовки деформируется путем растяжения, без контакта с инструментом и перехода боковой поверхности на торцы не происходит. После того, как высоты центральной и периферийной частей заготовки сравниваются, обжатие идет по всей торцовой поверхности, однако вследствие уменьшения величины отношения высоты заготовки к ее диаметру (Н/D), торцовые поверхности увеличиваются в основном за счет радиального течения металла, а переход боковой поверхности на торцы уже незначителем. Таким образом, уменьшая действие сил контактного трения при окончательной осадке (фиг.З), получаем в результате снижение степени перехода боковой поверхности на торцы заготовки.

Пример. Свинцовые цилиндрические заготовки высотой Н =67,0мм и диаметром D =80,0 мм подвергались предварительной осадке в лодкладных кольцах и окончательной осадке на плоских плитах. Степень высоты деформации и размеры колец (олределяющие размеры конических выступов) варьировались. В качестве характеристики перехода боковой поверхности на торцы заготовк11 лри осадке принята вели-! (D ) -(d м) чина K= — !00ã., РавнаЯ ао(D ) ле в 7, которую составляет площадь перешедшей на торцы боковой поверхности от общей поверхности торцов после окончательной осадки. Анализ результатов позволил конкретизировать интервалы изменения параметров, характеризующих способ.

1391786

Т

1 о h

Э град. Но н„., мм

Dn

21,6

137,6 155,4

t43,8 157,1

117,7 152,2

118,6 153,3

129,3 156,7

134,1 158,0

119,7 153,2

119,5 154,7

16,2

17,0

20 0,4 0,90

40,2

40,2

31,9

28,0

17,0

20 О 1 О 90

39,0

40,3

17,0

20 О 1 О 55

Данные, относящиеся к граничным значениям параметров, приведены н таблице °

Выход за пределы значения парамето 5 ров приводит к дефектам: при . 20 и/или d/D, с 0,55 после окончательной осадки наблюдаются складки между периферийной и выступающей частями, при h/Í > 0,4 — двойное бочкообразование, что приводит к складкам на боковой поверхности, при d/D > 0,90— поперечные разрывы на боковой поверхности. Наконец, значения параметров 40 и h/H О,1 просто нерационально выбрать ввиду незначительного уменьшения показателя К по сравнению с осадкой на плоских бойках.

Заготовки диаметром D =470-530 мм и высотой Но=300-360 мм (полученные разрезкой шестизаготовочного слитка конической формы) подвергались предварительной осадке в двух подкладных кольцах. Отверстия в кольцах выполнены таких размеров, что на торцах заготовки образовались при осадке конические выступы высотой h--65 мм каждый, диаметром d=375 мм и с углом конусности =30, т.е. высота выступов h=(0,22-0, 18)Н; диаметр d=(0,800,71)D. Далее заготовки подвергались окончательной осадке и деформиро"

40 Ое4 Ое90 17ьО

40 0,4 0,55 17,0

20 0,4 0,55 17рО

40 О, 1 0,90 17,0

40 О 1 О 55 17 О вались по обычной технологии, принятой для изготовления железнодорожных колес диаметром 9. 950 мм.

У готовых колес по нанесенным эаранее меткам определено положение границы боковой и торцовых поверхностей, Граница расположена на расстоянии 10-30 мм от внутреннего ребра обода на обоих его торцах, т.е. на механически обрабатываемой поверхности. Соответственно отсутствуют и поверхностные дефекты на колесе (фиг.8).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ изготовления заготовок иэделий типа колес, заключающийся в предварительном деформировании заготовки и последующем формировании изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества полученных изделий за счет снижения влияния поверхностных дефектов металлургического происхождения, 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 20-40 о

1391786

Фиг 3

Ф /бд

?иг. Ф

Ф ав

Фиг. Е

4и г. 7

Риг.о

Корректор M.Ëåì÷èê

Тираж 589

Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В.Ковтун

Заказ 1847/14

1391786

4 160

Составитель B.Áåùåêîâ

Техред Л.Сердюкова