Колупаєва Ірина Володимирівна

Фізико - металургійний факультет

Спеціальність: Обробка металів тиском

Науковий Яковченко Олександр Васильович

Реферат з теми випускної роботи

Удосконалення технології виробництва залізничих коліс з криволінійним диском та методу проектування калібровок

    Мета роботи є вдосконалєння методів комп'ютерного проектування калібрувань і розробка нової технології штампування й прокатки коліс , що дозволяє знизити витрата металу й браку на прокаті по заходу й невиконанню гребеня за рахунок використання точних по масі заготовок і попереднього формування гребеня перед прокаткою.

    Удосконалення технології виробництва коліс з точних (важок до 5 кг) і зменшених за масою до (470-475) кг вихідних заготовок вимагає розробки та аналізу нових технологічних схем і калібрувань і вибору з них найбільш раціональних. Нова технологія повинна забезпечити підвищення точності коліс і зниження витрати металу.

    У даній роботі розглянуто технологічна схема штампування колісних заготовок з гребенем для коліс. Ця схема передбачає використання верхньої фігурної плити на заготівельному пресі силою 50 МН і забезпечує попередню формовку частини обода і маточини. Дана схема, на відміну від існуючої технології на ВАТ «ВМЗ» і ВАТ «НТЗ», передбачає осадження вихідної заготовки (після її нагрівання і виконання операції гідрозбиву окалини) на пресі силою 20 МН у верхньому технологічному кільці. Може використовуватися підвісне технологічне кільце або верхнє плаваюче технологічне кільце. Але і в одному і іншому варіанті потрібно забезпечити виштовхування осадженої заготовки. Одночасно з осадкою виконується формування частині бічної поверхні заготовки. Потім заготівля кантується і подається на прес силою 50 МН.

    Центрування заготовки в нижньому технологічному кільці преса зусиллям 50 МН виконується за відформованої на пресі силою 20 МН конічної бічній поверхні заготовки. Причому нижнє технологічне кільце преса зусиллям 50 МН у даному випадку відразу встановлюється по осі штампування. Деформація металу на пресі силою 50 МН виконується після опускання верхнього фасонного штампа або верхньої фігурної плити.

    Забезпечується істотне зменшення асиметрії заготовок на пресах силою 20 МН, 50 МН і 100 МН. Верхній формувальний штамп виконує самоцентрування заготовки. Самоцентрування можливо тому, що заготовка не затискається штампами в перший момент контакту (як це має місце за існуючої технології. Першим із заготівлею контактує формувальне кільце, яке і виконує її самоцентрування. Тому можливо розглядати питання про виключення центрування заготовки на пресі силою 100 МН трьохважеля центрователя. Зазначені заходи в сукупності забезпечують стабільні розміри колісних заготовок, що мають обід, диск і маточину, що істотно підвищить точність розмірів коліс.

    Існує необхідність вдосконалення методів комп'ютерного проектування калібровок по металу і калібрувань інструменту деформації для виробництва штамповано-катаних коліс. Калібруванням по металу є сукупність контурів поперечних перерізів колісних заготовок і чорнових коліс, які отримують осадкою, штампуванням і прокаткою на всіх агрегатах пресопрокатной лінії КПЦ. На основі калібрування по металу розробляються калібрування інструменту деформації: калібрування валків (похилих, головних, натискних) і штампів (формувальних, вигібних). Калібрування розробляються проти ходу штампування і прокатки.

    Спочатку, на основі контуру перетину колеса, яке отримують на вигібном пресі, розробляється калібрування по металу для КПС. Контур перетину колеса, яке отримують на КПС, необхідний для проектування контуру перерізу колісної заготівлі, одержуваної на формувальному пресі. Надалі цифрова інформація по цих контурах в автоматичному режимі повинна передаватися у відповідні вікна, де виконується проектування калібрів. Після їх отримання цифрова інформація вже за калібрами повинна передаватися у відповідні вікна для проектування валків. Причому на кожному етапі калібрувальник повинен мати можливість управляти даним процесом, в тому числі контролювати цифрову і графічну інформацію, визначати режими роботи, коригувати будь-які розміри у наявних для цього таблицях.(рисунок 2).

    У правій частині вікна виконується контрольне побудова контуру перерізу чорнового колеса після КПС, поєднаного з контуром чорнового колеса після вигібного преса. У нижній частині вікна дається таблиця, в якій розраховується як маса всього спроектованого колеса після КПС, так і маси його окремих частин (обода, диска і маточини). Причому, паралельно розраховуються ці ж маси по чорновому колесу після вигібного преса. Таке зіставлення дозволяє уточнити величини обтиснень колеса на вигібном пресі і, відповідно, розміри всіх основних елементів колеса. p>

    Проектування калібрування для переходу «колесопрокатний стан - формувальний прес» є відповідальним етапом, тому що форма і розміри відштампований колісної заготовки повинна забезпечити прокатку на КПС колеса без дефектів прокатного походження. Удосконалення моделей було пов'язано з необхідністю забезпечення можливості проектування калібровок з попередньою формуванням гребеня на пресі силою 100 МН.(рисунок 3)

    В умовах прессопрокатних ліній колесопрокатний цехів ВАТ «Інтерпайп НТЗ» і ВАТ «ВМЗ» осадку заготовок у нижньому технологічному кільці і їх розгонку виконують на пресі силою 50 МН. Розгонку попередньо осаджених заготовок виконують пуансоном, діаметр якого, як правило, дорівнює 500 мм

    Калібрування по металу для заготівельного преса розробляється на основі калібрування по металу для формувального преса. Вона, визначаючи режим деформації металу при штампуванні колісної заготовки, в першу чергу, повинна забезпечити практично одночасне заповнення металом формувальних штампів у зоні обода і маточини.(рисунок 4)

    Після того, як обраний тип розрахунку і в таблицю вихідної інформації задані значення: розгонки заготовки; радіусів;ухилу технологічного кільця та інших величин, необхідно визначити параметри видавкі, одержуваної на формувальному пресі (в умовах ВАТ «Інтерпайп НТЗ» і ВАТ «ВМЗ» це прес силою 100 МН)(рисунок 5).

    Тут після контрольного побудови контуру перерізу спроектує-ванної заготівлі контролюють її захід у формувальні штампи. При цьому розраховується величина зазору між заготівлею та формувальним кільцем в перший момент штампування. Величина зазору надає певний вплив на формозмінення металу. Тому для отримання необхідного зазору калібрування може бути скорректована(рисунок 6).

    Після чого проводиться розрахунок маси заготовки. Маса заготівлі визначається як сума мас заготовки з преса силою 20 МН і металу на угар.

Висновки:

    1. Для візуалізація формозміни металу в формовочних штампах преса силой 100 МН при штамповки колісної заготовки з гребнем із заготовок частино підготовленими на пресі 50 МН ободом та маточиною при співвідношенні hT / hD в інтервалі 1-1.2 ;.

    2.Для проектування калібровки по металу для переходу «прес силою 100 МН – колесопрокатний стан» й визначають радіальні та осьові обтиснення металу.

    3.При прокатці колісної заготовки з гребенем можливо усунути такі дефекти, як невиконання гребеня і захід по гребеню з внутрішньої сторони колеса, який часто пов'язаний з переповненням металом гребньовій частини калібру.