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火车车轮锻造工艺分析

2024-10-31 15:29:24
由 hclun 发表

我国火车车轮形制特征简析火车车轮锻件是火车整车零件中的一个关键组成部分,是火车机车生产中技术较髙的环节之一由于火车的种类繁多,工作环境和机车构 造也不尽相同,所以火车车轮的结构形式和形制特征也多种多样。一般由轮毂、轮辋、辐板个部分组成。

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火车车轮锻件属于典型的金属塑性成形产品,常常会出现多种内部和外部缺陷。比较常见的有偏心缺陷、组织和填充不完全等缺陷。所以车轮生产中对锻压技术要求较髙我国现行车轮生产工艺。

当前包括我国在内的世界各国普遍采用模锻一一乳制法(又称整体辗钢车轮生产法进行火车车轮锻造生产,这一方法主要采用模锻和轧制扩径两个主要步骤来完成车轮主体的成形。和铸造法相比较,该法所生产的车轮内在质量要好很多,与全模锻制造法相比,该法的优点在于对模锻设备的要求较低。全世界有20 多个生产厂家,虽然各自的生产工艺有其独有特点,但是总体来说从流程来讲可以分为三个

主要步骤:预成型及成型、轧制扩径和压弯冲孔。通过初步总结,各厂家在工艺 上的差别,主要体现在预成型及成型的差异上,压弯压力机的配置方面则基本相同,冲孔设备的配置也只是稍有差别。

车轮预成型工艺。

车轮坯料采用圆柱形钢坯下注,坯料直径介于380nmi——406mm之间。使用高速锯床对钢坯进行锯切成段,成段坯料经加热后,有机械手夹持上料到压力机进行预成型工序。在预成型工序中,上磨具采用成型模,下模具则选用中央突起的压痕模,以此实现对轮辋、轮毂的金属体积分配。在压力机模锻工序采用的是静压力锻造,整个锻造过程在一次行程中完成。优异的车轮预成型工艺,不但能够保证车轮初步形状的成形同时还可以起到改善车轮内部组织结构和金属流线的双重作用。但是如果此阶段的工艺不合理,则会直接导致车轮偏心、填充不完全等缺陷。给后续加工阶段操作带来困难,严重的还会直接导致车轮报废。

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在车轮的成型阶段,主要得到的是轮毂和压制辐板的形状,同时完成轮辋主要部位的成形。其过程属于典型的开式无飞边模锻。模具压下后,首先受压的是车轮的辐板处,车轮内层金属受到来自中央冲头的作用力,带动外侧金属沿水平方向流动。随着下压量的急剧增大,轮坯的最外侧金属和成形模的内壁接触在中央冲头和成形模内壁的共同作用下,轮坯内的金属形成一个分流面,分别流向轮毂和轮辋下侧以及轮辋上侧。在该流程中,轮辋下侧的填充情况最佳。此外,由于该工序中模具模膛的高度有所不同,所以直接导致轮坯中不同部分的金属变形量不一样,其中辐板处变形量最为突出,而轮辋部分的变形量则最小。车轮成形工艺是热成形机组轧压能力匹配的关键工艺。合理科学的成形工艺,不仅要保证压力机的压力极限数值满足事先设定的工艺数值,同时还要满足下道工序中轧机的轧制能力需求.

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