雙輪緣行車輪的軋制成形工藝

1、第43卷第1期Vol43No1FGlNG行車輪軋制一次模鍛成形分體結(jié)構(gòu)模具DOI:1013330jissn10003940201801017中圖分類號:TG335文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:10003940(2018)01009705RollingprocessofdoubleflangedrivingwheelZhangPeng(TaiyuanHeavyIndustryRailwayTransitEquipmentCo.Ltd.Taiyu

2、an030032China)Abstract:Fthedisadvantagesofonestepdiefgingfdoubleflangedrivingwheelbasedonthespecialproductionlineof“diefgingrollingcompoundfming”ftrainwheelsthefmingtechnologyofdoubleflangedrivingwheelwasstudiedtheexisti

3、ngrollingmillequipmentwasimprovedbyanalyzingthestructureacteristicsofdoubleflangedrivingwheel.Firstofallatechnologicalplanfrollingstraighttreaddrivingwheelswasproposedthedoubleflangepartsweremachinedwithaqualifiedrateof9

4、31%astablequalityofbillet.Thenthedoubleflangerollingprocessplanwasputfwardthediestructurewasdesignedimprovedwithaqualifiedrateof964%anidealsizeappearancequalityofbillet.Atlastthisfgingrollingprocesswasverifiedbythebatchp

5、roductionoftheotherdrivingwheelswithahighqualifiedratehighermaterialavailability.Inadditionaversatilediewasdesignedaccdingtothestructuresizeofvarietyofdrivingwheelsthemanufacturingcyclewasdeducedtheproductionefficiencywa

6、simproved.Keywds:doubleflangedrivingwheelrollingonestepdiefgingsplitdiestructure收稿日期:20170513修訂日期:20170728作者簡介:張鵬(1987)男學(xué)士工程師Email:517540245@qqcom雙輪緣行車輪被廣泛應(yīng)用于港口、船舶、礦山、工程機(jī)械等領(lǐng)域具有形狀復(fù)雜、承受載荷大、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)。目前隨著港口機(jī)械市場復(fù)蘇雙輪緣行車輪已占據(jù)市場

7、一定比例呈現(xiàn)出品種多、數(shù)量大、尺寸差異大等特點(diǎn)。行車輪通常采用一次模鍛成形方式進(jìn)行生產(chǎn)[1]但使用該方式生產(chǎn)的行車輪具有諸多弊端如:(1)脫模角度大、下料重量較大、成材率低(2)鍛造成形壓力大(3)輪坯尖角充形不飽滿(4)各部位余量分布不均勻需離線粗加工后才能進(jìn)行熱處理浪費(fèi)能耗降低了生產(chǎn)效率(5)機(jī)械切削加工余量大刀具磨損嚴(yán)重等。鑒于以上種種弊端尋求一種經(jīng)濟(jì)、可行、成材率高的生產(chǎn)方式尤為必要。借助于成熟的火車輪生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)[2]對雙輪緣行車

8、輪的成形工藝進(jìn)行深入研究以期提高成材率降低制造成本提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。1雙輪緣行車輪鍛軋成形工藝難點(diǎn)分析太原重工軌道交通設(shè)備有限公司的車輪熱成形生產(chǎn)線是最為典形的“模鍛軋制復(fù)合成形”火車輪專用生產(chǎn)線[3]主要工藝流程為:60MN壓機(jī)鐓粗、預(yù)成形10MN壓機(jī)沖孔七輥軋機(jī)擴(kuò)徑軋制30MN壓機(jī)輻板壓彎。對于現(xiàn)有裝備萬方數(shù)據(jù)改進(jìn)。為盡可能減少輪坯在軋機(jī)上不能穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況增加了主軋輥外圓角度由0增加到8以期將輪坯進(jìn)行機(jī)械限位改善輪坯“上下躥

9、動”的情況從而改善由此造成的質(zhì)量問題。圖3所示為成形坯外形圖。分析認(rèn)為成形坯外圓因考慮脫模的原因常規(guī)設(shè)置為10的拔模斜度成形時外圓與內(nèi)輞面過渡的自由倒角處(B處)填充較好。由于該行車輪高輞寬(成形坯輞寬為2535mm)的尺寸特點(diǎn)成形坯外側(cè)輪輞面與外圓倒角(A處)直徑較內(nèi)側(cè)輪輞面與踏面倒角直徑小約73mm。在后續(xù)軋制過程中內(nèi)側(cè)直徑過早達(dá)到軋制坯外形尺寸要求為保證外側(cè)直徑處填充飽滿繼續(xù)軋制時極易使內(nèi)側(cè)直徑處多圖3成形坯外形圖Fig3Shap

10、eoffmingblank余金屬順延至內(nèi)輞面區(qū)域從而在內(nèi)輞面形成折疊缺陷。另外同樣的原因?qū)е聣壕o輥上、下側(cè)軸承受力不均勻下側(cè)軸承受力較大且軋制過程接觸時間過長極易出現(xiàn)異常磨損現(xiàn)象見圖4。圖4壓緊輥裝配示意圖Fig4Schematicdiagramofcompressingrollerassembly綜上考慮將成形坯的角度由10更改為6并相應(yīng)地將成形環(huán)模具由10更改為6以此來減小成形坯A處和B處的直徑差值從而減緩內(nèi)輞面折疊以及壓緊輥下部軸

11、承受力不均勻的問題。經(jīng)過數(shù)次的工藝、工裝改進(jìn)攻克難關(guān)解決了直踏面行車輪軋制過程中的一系列質(zhì)量問題。最后一次大批量試制生產(chǎn)合格率為931%毛輪質(zhì)量已基本趨于穩(wěn)定見圖5。圖5直踏面行車輪實(shí)物圖Fig5Physicalmapofstraighttreaddrivingwheel32雙輪緣軋制321工藝方案制定鑒于直踏面行車輪軋制工藝已基本趨于穩(wěn)定開始進(jìn)入軋制雙輪緣階段制定的工藝方案如圖6所示。322模具設(shè)計通過在模具中的壓緊輥和主軋輥外圓上設(shè)