Способ изготовления железнодорожных цельнокатаных колес Советский патент 1992 года по МПК B21C51/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии изготовления цельнокатаных железнодорожных колес.

Наиболее близким к заявляемому способу, принятый в качестве прототипа, является известный способ изготовления железнодорожных колес, включающий калибровку обода по ширине верхним и ниж- ним калибровочными кольцами с одновременным внедрением клеймовочной верстатки по наружной боковой поверхности обода колеса с последующей механической обработкой этой поверхности. Осадку обода при калибровке осуществляют до величины 1,061-1,077 ширины обода в готовом колесе, т. е. с размера 138-140 на размер 130 мм.

Недостатком известного способа явпя- ется то, что при наличии дефектов на ободе в виде газовых пузырей и неметаллических включений, он не обеспечивает получение минимального допустимой ширины обода в соответствии с требованиями ГОСТ 9036 -88 (130 мм).

Ширина обода после технологической обточки и ремонта для удаления дефектов по известному способу составляет

138-140-7-4 127-129,

где 7 - припуск на технологическую обточку обода по боковым поверхностям, мм;

4 - припуск на ремонт боковой поверхности обода наружной стороны, мм.

VJ 00

00 О

со

Другим недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает сохранение маркировки на ободе у 30% колес в случае их ремонта по дефектам боковой поверхности. Окончательная глубина мар- кировки осле технологической обточки и ремонта

6-8-(2-И)0-2,

где 6-8 - величина внедрения клеймовоч- ной верстатки с учетом рассеяния значений ширины обода, мм;

2 - припуск на технологическую обточку боковой поверхности обода с наружной сто- роны колеса, г«м;

4 - припуск на ремонт боковой поверхности обода с ь нужной стороны, мм.

Из расчета видно, у колес с глубиной внедрения клеймовочной верстатки, равной величине припуска на технологическую обточку 1л ремонт, маркировка полностью срезается.

Таким образом, прототипу присущи следующие недостатки1

калибровка обода по ширине с осадкой АО величины 1,061-1,077 (138-140 мм) ширины обода готового изделия не обеспечивает получение колес с шириной обода в соответствии с ГОСТ 9036-88;

внедрение клеймовочной верстатки на величину 1,00-1,33 припуска на технологическую обточку и ремонт приводит к забра- кованию 5% колес по срезанной маркировке..

Поставленная цель достигается тем, что калибровку обода по ширине осуществляют с осадкой до величины 1,085-1,1 ширины обода готового изделия, а клеймовку осуществляют при внедрении клеймовочной вер- статки на величину 1,17-1,5 заданной величины технологического припуска на последующую механическую обработку.

Изобретение поясняется чертежом, где калибровка обода 1 по ширине осуществля- ется верхним 2 и нижним 3 калибровочными кольцами. При этом калибровку обода по ширине осуществляют с осадкой до величины 1,085-1,1 ширины обода готового изделия, а клеймовку осуществляют при внедрении клеймовочной верстатки на ве- личину 1,17-1,5 заданной величины технологического припуска на последующую механическую обработку

Номинальное значение ширины обода, до которого производят осадку обода при калибровке, составляет 1,92 ширины обода в готовом колесе (142/130) С учетом фактического рассеяния значений, обусловленного технологическими возможностями

5

0

5

0

5

0

5

0

5 5

10

оборудования, эта величина составит 1,085- 1,1(141-143/130). При такой ширине обода, в случае ремонта боковой поверхности по газовому пузырю и неметаллическим включениям, ширина обода чистового колеса составит

141-143-7-4 130-132 мм,

где 7 - припуск на технологическую обточку с наружной (2 мм) и внутренней (5 мм) сто- пон обода по боковой поверхности, мм;

4 - припуск на ремонт боковой поверхности обода наружной стороны для удаления дефектов, мм.

При калибровке обода по ширине с осадкой до величины менее 1,085 ширина обода готового колеса будет менее 130 мм, т. е. не будет выполняться ГОСТ 9036-88 по этому параметру.

Калибровка обода по ширине с осадкой до величины более 1,1 технологически нецелесообразна, поскольку в этом случае в процессе технологической обточки будет срезаться бездефектный слой металла.

Номинальная величина внедрения клеймовочной верстатки в соответствий с предлагаемым способом составляет 1,033 (8/6) от припуска на технологическую обточку и ремонт. С учетом фактического рассеяния значений величины внедрейия клеймовочной верстатки, обусловленного технологическими возможностями оборудования, эта величина составит

7-9 мм (1,17-1,50) от припуска на технологическую обточку и ремонт. В этом случае после технологической обточки и ремонта боковой поверхности окончательная величина внедрения клеймовочной верстатки составит

7-9-(2+4)1-Змм.

При глубине внедрения маркировки менее 1,17 от величины технологического припуска на последующую механическую обработку возникает опасность частичного срезания маркировки после механической обработки из-за разнотолщинности диска, который служит базой для установки колеса на колесообрабатывающем станке.

Увеличение величины внедрения клеймовочной верстатки более 1,5 величины технологического припуска на последующую механическую обработку нецелесообразно из-за интенсивного изнашивания клейм.

Пример Для опробования способа в условиях колесопрокатного цеха Выксун- ского металлургического завода были отобраны 6 плавок колесной стали с

подповерхностными дефектами исходных заготовок небраковочного признака, а также с поверхностными включениями утепляющих смесей. Заготовки всех плавок были разделены на 2 группы и прокатаны на колеса ф 950 мм по ГОСТ 9036-88.

В соответствии с предлагаемым способом, калибровку обода по ширине осуществляли с осадкой до величины 1,085-1,100 (141-143 мм) ширины обода в готовом колесе; а величина внедрения клеймовочной верстатки оставляла 1,17-1,50 (7-9 мм) величины технологического припуска на механическую обработку по этой поверхности (2+4 мм).

В соответствии с технологией прототипа: калибровку обода по ширине осуществляли с осадкой до величины 1,061-1,077 (138-140 мм) ширины обода готового изделия, а величина внедрения клеймовочной верстатки составляла 1,0-1,33(6-8 мм) величины технологического припуска на последующую механическую обработку по этой поверхности.

При прокатке группы колес в соответствии с предлагаемым способом рассеяние значений ширины обода составляло 141- 143 мм, соответственно внедрение клеймовочной верстатки на черновых колесах 7-9 мм (1-3 мм - внедрение верстатки и 6 мм - глубина внедрения клейм). При технологической обточке обода съем стружки с наружной стороны обода 2 мм и с внутренней - 5 мм.

При прокатке группы колес по технологии прототипа рассеяние значений ширины обода составляло 138-140 мм; соответственно внедрение клеймовочной верстатки на черновых колесах 6-8 мм. Съем стружки при технологической обточке обода с наружной и BHyTC9i PH его стороны составил соответственно 2 и 5 мм.

После осмотра колес на стендах после технологической обточки часть колес 5 (40%) была направлена на ремонт по поверхностным дефектам. В процессе ремонта с боковой поверхности обода наружной стороны колеса последовательно снимали стружку толщиной 1 мм до полного удале0 ния дефекта. Результаты ремонта колес по газовому пузырю и неметаллическим включениям приведены в таблице 1.

Как следует из данных таблицы, использование предлагаемой технологии позволит

5 практически устранить брак колес по срезанной маркировке и заниженной ширине обода (следствие ремонта колес по газовому пузырю и включениям теплоизолирующих смесей на ободе), который в настоящее вре0 мя составляет 2-3% (от общего выпуска колес); в плавках, пораженных газовым пузырем небраковочного признака, брак по указанным видам дефектов составляет до 5%.

5 Формула изобретения

Способ изготовления железнодорожных цельнокатаных колес, включающий калибровку обода по ширине с одновременным клеймением клeймoвoч ой

0 верстаткой по наружной поверхности об( да колеса и последующую механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий, калибровку обода по ширине осуществляют с осадкой

5 до величины 1,085-1,100 ширины обода готового изделия, а клеймовку осуществляют при внедрении клеймовочной верстатки на величину 1,17-1,50 заданной величины технологического припуска на последующую

0 механическую обработку.

Продолжение таблицы

Использование в обработке металлов давлением, для изготовления цельнокатаных железнодорожных колес. Сущность изобретения: способ заключается в калибровке обода по ширине с одновременн IM клеймением клеймовочной верстаткой по боковой поверхности обода колеса и последующей механической обработкой, калибровку обода по ширине осуществляют с осадкой до величины 1,085. .1,100 ширины обода готового изделия, клеймовку осуществляют при внедрении клеймовочной верстатки на величину 1,17..1,50 за данной величиной технологического припуска на последующую механическую обработку. 1 ил. 1 табл. СП с

4 з