Способ изготовления цельнокатаных колес и устройство для его осуществления

 

Использование: обработка металлов давлением методом горячей штамповки и прокатки. Сущность изобретения: в процессе осадки осуществляют удаление окалины с торцов заготовки путем плавного увеличения от 0 до 100% подвергающейся деформации площади ее верхнего торца на первом этапе и другого ее торца на втором этапе осадки. Деформационная поверхность верхней плиты выполнена с наклоном к деформационной поверхности нижней плиты. Угол наклона деформационной поверхности верхней плиты к соответствующей поверхности нижней плиты выполнен равным 2... 10°. 4 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ llATEHTHOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4929163/27 (22) 25,04.91 (46) 23.02.93; Бюл. % 7

{76) M.Ñ.Âàëåòîâ, Г.М.Кузьмичев, А.А.Конышев, С AÊîðoïåâ, ЮМ. Перв|шов и Б.Ф. A»-, тип ов

1 (5о) 1. Явторское свидетельство СССР

М 436076, кл. С 10 m 3/02, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 442240, кл. С 23 g 5/00, опублик. 1974.

3. Авторское свидетельство СССР . М 1729676, кл. В 21 К 1/28, 1990.

4. Шифрин M.IQ. и Соломович M.ß. Производство цельнокатаных колес и бандажей.— Металлургиэдат, t954, с. 133-139, рис. 76, с, 356, рис. 192.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению цельнокатаных железнодорожных колес методом горячей штамповки и прокатки.

Известные способы борьбы с окалиной решают зту задачу частично, при этом снижается ремонт колес по диску лишь на 1016, что не позволяет снизить применяемый максимальный допуск íà его толщину. T.e. технология в части допусков при этом не .изменяется, а только улучшаются несколько технико-экономические показатели работы колесопрокатных цехов за счет уменьшения работы ремонтных станков.

В качестве прототипа принят наиболее близкий к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту способ изготовления железнодорожных колес.

Этот способ включает двухэтапную осадку

ЯЛ„, 1797513 АЗ (я)5 В 21 К 1/28, В 21 Н 1/04 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ КОЛЕС И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: обработка металлов давлением методом горячей штамповки и прокатки. Сущность изобретения: в процессе осадки осуществляют удаление окалины с торцов заготовки путем плавного увеличения от 0 до 100 g, подвергающейся деформации площади ее верхнего торца на первом этапе и другого ее торца на втором этапе осадки. Деформационная поверхность верхней плиты выполнена с наклоном к деформационной поверхности нижней плиты, Угол наклона деформационной поверхности верхней плиты к соответствующей поверхности нижней плиты выполнен равным 2...10О. 4 ил. заготовки с приложением усилия деформации к ее торцам и ее кантовку на 180 между этапами, последующую формовку и прокатку колеса.

Недостатком этого способа является

его ограниченность применения, т,е. он направлен на повышение качества колес лишь при использовании заготовок с дефектами по наружной поверхности. Другим недостатком является то, что использование плоских обжимных плит для осадки не решает проблемы удаления окалины с торцевых поверхностей.

Известно также устройство для осуществления способа изготовления цельнокатаных колес в виде пресса с верхней и нижней обжимными плитами, имеющие плоские деформацион н ы е поверхности.

Недостатком его является получение низкого качества торцовых поверхностей

1797513 осаженной заготовки с точки зрения удале. ния с них окалины, что не может. вести к увеличению срока службы колес.

Целью изобретения является увеличение срока службы колес в эксплуатации.

Задача, решаемая предлагаемым сгюсобом и устройством, заключается в том, чтобы обеспечить измельчен ие окалины, нарушив ее связь с телом заготовки и удалить в отходы.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе осадки осуществляют удаление окалины с торцов заготовки путем плавного увеличения от 0 до 100 подвергающейся деформации площади ее верхнего торца на первом этапе и другого ее торца на втором ее этапе. Это обеспечивается устройством, в котором .деформационная поверхность верхней плиты выполнена с наклоном к де-. формационной поверхности нижней плиты, причем угол наклона предпочтительно выполнен равным 2...10 .

На фиг.1 показана исходная заготовка и деформационные поверхности обжимных плит перед первым этапом осадки; на фиг.2 — заготовка и обжимные плиты после первого 3T 0с К ; на фиг.3 — заготовка (после кантовки на 180 ) и обжимные плиты перед вторым этапом осадки, на фиг,4- заготовка и обжимные плиты после второго этапа осадки;

Сущность предлагаемых способа и устройства для его осуществления состоит в том, чтобы, воздействуя верхней наклонной плитой на горизонтальную верхнюю торцевую поверхность исходной заготовки, вначале на первом этапе осадки измельчить окалину. Затем, на втором этапе осадки, после кантовки заготовки на 180, воздействием горизонтальной верхней обжимной плитой на наклонную верхнюю торцовую поверхность (в исходной заготовке это ниж няя торцовая поверхность) выполняется та же технологическая операция, что и на первом этапе., Технология изготовления цельнокатаных колес по предлагаемому способу и ра. бота устройства для его осуществления заключаются в следующем.

Нагретую до температуры деформирования исходную заготовку 1 (фиг.1) после удалейия с нее гидросбивом основной массы окалины устанавливают на горизойтальную обжимную плиту 2 и осуществляют осадку на 25-35 высоты верхней наклонной под углом а=2...10 по отношению к нижней обжимной плитой 3 (первый этап осадки), Точками а, б, в и г обозначены на всех фигурах граничные положения торцовых (верхней и нижней) поверхностей заготовки до и после осадки, а также до и после кантовки. На фиг.2 приведен вид осаженной

5 наклонной плитой 3 заготовки 4, В процессе последовательной деформации слоев верхней торцовой поверхности заготовки в радиальном ее направлении измельчающаяся окалина с приконтактных зон частично сду10 вается воздухом. После осадки на первом этапе(после подъема верхней плиты) с заготовки окончательно удаляют оставшуюся измельченную окалину воздухом или водой высокого давления. Затем заготовку 5 после

15 кантовки на 180 устанавливают очищенным торцом на нижнюю горизонтальную плиту 6 (фиг.З}, после чего осаживают (второй этап осадки) горизонтальной обжимной плитой 7 с последовательной деформацией

20 слоев в радиальном направлении (как и на первом этапе осадки) до получения плоских и параллельных между собой верхней и нижней торцовых поверхностей заготовки 8 (рис.4). В дальнейшем формируют ступицу и

25 .диск колеса со средним допуском по толщине-и прокатывают обод увеличенной толщины.

Пример. Нагретую до температуры

1260-1280 С исходную заготовку массой

30 470 кг пропускали через гидрокамеру (давление воды 180 атм) и очищали от легкоудаляемой окалины. Затем ее устанавливали торцом на нижнюю горизонтальную обжимную пЛиту пресса усилием 2000 т.с., и оса35 живали на 25 высоты верхней наклонной под углом 6 плитой. В.процессе осадки на . первом этапе на свободный участок верхне-. го торца заготовки под давлением 6 атм подавали воздух и удаляли огделяющуюся

40 окалину. После первого этапа осадки с верхнего торца заготовки воздухом удаляли остатки окалины, а саму заготовку кантовали на 180 и устанавливали на нижнюю горизонтальную плиту пресса усилием 5000 т.с., 45 где осуществляли второй этап осадки верхней горизонтальной обжимной плитой судалением воздухом остатков окалины с другого торца исходной заготовки. Очищен- . ную от окалины заготовку подавали на

50 пресс усилием 1000 т.с., где формовали ступицу и диск толщиной 26 мм, используя средний допуск, а затем — на колесопрокатный стан, где прокатывали обод. его размеры не выходили по толщине за пределы ->5 менее 72 мм (70 + 2). Дополнительные 2 мм по толщине обода позволяют увеличить величину пробега колес в эксплуатации до 80 . тыс. км, 1797513

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что угол наклона деформационной поверхности верхней плиты к соответствующей поверхности нижней плиты выполнен равным 2-10О. ъ.

Составитель М. Кузьмичев.

Техред M.Mîðråíòàë Корректор H. внучок

Редактор М. Кузнецов г

Заказ 660 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Способ изготовления цельнокатаных колес, включающий двухэтапную осадку заготовки с приложением усилия деформации к ее торцам и с ее кантовкой на 180 между этапами, последующую формовку и прокатку колеса, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы колес, в процессе осадки осуществляют удаление окалины с торцов заготовки путем плавного увеличения от 0 до 100 подвергающейся деформации площади ее верхнего торца на первом этапе и другого ее торца — на втором этапе осадки, 2. Устройство для изготовления цельнокатаных колес, выполненное в виде пресса с верхней и нижней плитами, имеющими плоские деформационные поверхности, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что деформационная поверхность верхней плиты выполнена с наклоном к деформационной поверхности нижней плиты.