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文档简介

1、火车车轮成形新工艺的开发研究         1 引言    铁路是世界各国交通运输的重要工具之一。铁路交通运输依靠车辆。车轮是车辆的主要承载零件。现代化车轮的制造都是在钢厂建立专用的生产线。车轮制造工艺的优劣与产品质量以及效益密切相关。目前世界各国火车车轮的制造，除少量采用铸钢外，大多是用钢锭制坯，经锻压和轧制后机加工而成。图1所示为现俄国近年新建车轮成形生产线的工艺流程1。钢坯先在三台水压机上，经镦粗、环内镦粗、压痕和模锻四个工步锻压成锻件，再在轧机上扩径，最后在一台水压机上冲孔、压弯和校正

2、。生产率最高时达每小时120个。图2是日、德、英、美等国家所采用的车轮成形工艺流程。钢锭制成的坯料先在同一台水压机上经预锻和模锻两个工步锻压成锻件，经轧制扩径，后在另一台水压机上冲孔和压弯。生产率每小时80个2。    两种车轮成形工艺流程的后半部基本相同，不同的是前半部锻压部分。前者钢坯经四个工步分别在三台水压机上完成，后者钢坯经两个工步在同一台水压机上完成。前者生产率较高，但需要增加两台水压机并加大模锻水压机的吨位，设备投资和占地面积大。后者锻压工步和水压机台数少，但生产率不高，也未充分发挥后续工序设备的效能。    我国现行火车

3、车轮的生产线是60年代引进前苏联技术建造的。钢锭折断下料的钢坯，经加热后先在一台30MN的水压机上用自由镦粗、环内镦粗和压痕三个工步制坯，再在80MN水压机上模锻成形，然后在轧机上轧制扩径，并在另一台30MN水压机上冲孔和压弯。如图3所示，生产率每小时80个。    2 车轮成形新工艺的试验研究    为了比较分析各种火车车轮的制造工艺，对车轮的锻压工艺流程进行了系统全面的试验研究，以求得优化的新工艺。    试验以塑泥和铅做试样，按实际尺寸10：1缩小，并制造出各种相应的成形模具，对车轮锻压过程各种工步

4、的变形状态进行了模拟试验，测定各种工步的变形力。    首先对我国现行火车车轮的制造工艺进行了模拟分析。和英、日、德等国的生产线比较，此工艺流程虽多了一台水压机，但由于锻压工步多，生产率并未提高。且由于钢坯大小难以控制，端面不平，易出偏心，不得不加大机加工量。同时由于压痕深度不易控制，镦粗环和模锻模腔的拔模斜度方向相反，模锻过程会出现充不满而报废，如图4所示。    研究工作对各种制坯预成形工步进行了系统的试验比较。结果表明，只要预成形的模腔和模锻的模腔设计合理，模锻时锻件都能充满良好，如图5所示。制坯预成形是在型砧上自由镦粗，只需一个工步，不需要大型水压机。这样车轮制造前半部分锻压工

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