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。目前隨著港口機械市場復(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。行車輪通常采用一次模鍛成形方式進行生產(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行熱處理浪費能耗降低了生產(chǎn)效率(5)機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、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[2]對雙輪緣行車

8、輪的成形工藝進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壓機鐓粗、預(yù)成形10MN壓機沖孔七輥軋機擴徑軋制30MN壓機輻板壓彎。對于現(xiàn)有裝備萬方數(shù)據(jù)改進。為盡可能減少輪坯在軋機上不能穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)的情況增加了主軋輥外圓角度由0增加到8以期將輪坯進行機械限位改善輪坯“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)