Глава VI

ДЕФОРМИРОВАНИЕ ЗАГОТОВОК ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ КОЛЕС

§ 17. Состав прессо-прокатного оборудования

Деформирование литой заготовки, полученной разрезкой и ломкой слитка, производится на нескольких агрегатах. В задачу деформирования входит придание заготовке формы готового ко­леса с заданными размерами. Технические условия на приемку готовых колес строго регламентируют допускаемые отклонения в размерах, поэтому деформирование должно происходить в усло­виях, исключающих появление дефектов на различных элементах готового колеса. Необходимость удаления дефектов влияет на окончательные размеры колеса, так как наличие вырубок на ра­бочих частях колеса не допускается. С другой стороны, должна быть обеспечена и прочность элементов колеса, не подвергаемых в дальнейшем термической обработке.

При деформировании нагретой заготовки необходимо обеспе­чить:

а) разрушение исходной литой структуры;

б) рациональное распределение деформации между агрега­тами с целью максимального использования их мощности и обес­печения высокой производительности;

в) центрирование заготовки и равномерное распределение металла по окружности обода;

г) получение на различных этапах обработки отдельных эле­ментов колеса с готовыми размерами, не изменяющимися в про­цессе дальнейшего деформирования.

Эти требования и определяют как применяемую технологию, так и состав оборудования.

Технологический процесс изготовления вагонных цельноката­ных колес предусматривает многократное деформирование заго­товки. Деформирование носит специфический характер, сочетая в себе элементы штамповки и прокатки. Обычно при производстве колес применяют один или два пресса, осуществляющих подго­товку заготовки к прокатке, колесопрокатный стан, предназначенный для оформления поверхности катания колеса и выкатки гребня, и один пресс для выгибки диска и калибровки обода. Иногда применяют специальный пресс для маркировки колес. Такой состав прессо-прокатного оборудования характерен и для отечественных заводов.

Оборудование, установленное на заводах СССР, идентично и состоит из:

1) парогидравлического пресса мощностью 3000 т для оса­живания и прошивки исходных заготовок;

2) гидравлического пресса мощностью 7000 т для формовки колесной заготовки;

3) колесопрокатного стана;

4) парогидравлического пресса мощностью 2500 т, предназ­наченного для выгибки диска и калибровки обода.

Ниже, при подробном рассмотрении отдельных технологиче­ских операций, будет установлено, насколько указанное обору­дование соответствует своему назначению и какова степень использования его мощности.

§ 18. Распределение деформации между агрегатами

При производстве колес заготовка должна пройти несколько стадий обработки давлением. Основные стадии формоизменения слитка на отечественных заводах следующие:

1) получение плоского круглого диска с прошитым в центре отверстием;

2) формовка колесной заготовки, близкой по конфигурации к готовому колесу (эта заготовка отличается от прокатанного колеса лишь формой и размерами обода);

3) прокатка колесной заготовки;

4) выгибка диска и калибровка обода по ширине.

Такое распределение деформации наиболее рационально. Оно обусловлено следующими обстоятельствами.

Выгибка диска и калибровка обода являются завершающими операциями, так как только при прокатке достигаются оконча­тельные размеры диска и обода.

Необходимость выгибки диска диктуется тем, что при охла­ждении готового колеса в нем возникают напряжения. Под дей­ствием этих напряжений изогнутый диск пластически деформи­руется, и напряжения при этом снимаются. Таким образом, на­значение специального агрегата для этой операции вполне обос­новано. Кроме того, этот пресс используется также и для марки­ровки колес.

Применение колесопрокатного стана обусловливается необхо­димостью придания поверхности катания колеса определенной конфигурации, не допускающей значительных отклонений от установленного профиля. Использование формовочного пресса для этой операции потребовало бы значительного увеличения мощности пресса и не обеспечило бы установленных стандартом размеров гребня.

Подготовка колесной заготовки к прокатке ведется с расчетом получения окончательных размеров ступицы и диска. Формовка колесной заготовки должна производиться в штампах и требует пресса значительной мощности. С этой точки зрения вполне обо­снованным является отделение предварительных подготовитель­ных операций — осаживания и прошивки — от формовки.

Применение двух прессов для подготовки колесной заготовки к прокатке рационально также и с точки зрения сокращения расхода времени на подготовительные операции. Однако и в этом случае продолжительность циклов на каждом агрегате неодина­кова. По опыту колесопрокатного цеха завода им. К.Либкнехта узким местом по производительности является первый пресс. Значительное число вспомогательных операций, обусловленных принятой технологией, в большой мере увеличивает общее время цикла. Сокращение же вспомогательных операций требует изме­нения технологии.

Советскими конструкторами разработаны конструкции прес­сов для осаживания, на которых число вспомогательных опера­ций значительно сокращено. Дальнейшее совершенствование технологии возможно лишь при подробном изучении течения ме­талла при деформации, что, помимо возможного сокращения числа вспомогательных операций, может подсказать и пути улуч­шения качества колес, а следовательно, уменьшения брака.