7.3 Производство железнодорожных колес
Производство колес для железнодорожного транспорта является комбини-рованным процессом обработки металлов давлением, включающим ковку и прокатку.
Исходным материалом для изготовления цельнокатаных колес служат слитки многогранного сечения, вес которых выбирают таким образом, чтобы из одного слитка можно было изготовить несколько колес.
Последовательность операций изготовления колес следующая.
Мартеновские слитки двенадцатигранного сечения весом 3 – 5 т поступают в пролет склада слитков, где их осматривают и в случае необходимости зачи-щают. Затем производят надрезку слитка и разделение его на части. После взве-шивания слитки нагревают. Нагретую заготовку вынимают из печи и подают ее в окалиноломатель для сбивки окалины с торцов заготовки. Затем передают на пресс для предварительной осадки с целью удаления окалины с боковых поверхностей заготовки, после чего производится осадка в кольце и прошивка отверстия в центре заготовки. Прошитую заготовку транспортируют к другому прессу, где штампуют ступицу, диск и грубые контуры обода. Операция вы-полняется за один ход пресса.
Колесная заготовка, полученная на штамповочном прессе, поступает на колесопрокатный стан, на котором производится раскатка диска, прилегающего к ободу, раскатка обода, а также выкатка гребня на ободе колеса.
Прокатанное колесо передают на третий пресс, где производится выгибка
диска колеса, калибровка обода и горячее клеймение всех знаков на колесе.
После пресса колеса передают к печам с целью предупреждения образова-ния флокенов. Затем осуществляют закалку и отпуск.
7.3 Производство зубчатых колес
Раньше зубчатые колеса получали путем механической обработки. Такой способ характеризовался большими отходами металла в стружку и недоста-точной производительностью. В настоящее время разработан метод изготов-ления зубчатых колес прокаткой нагретой заготовки в специально профилиро-ванных зубчатых валках. Этот способ обеспечивает увеличение производи-тельности, повышение механической прочности и снижение расхода металла.
Накатка зубчатых колес методом прокатки происходит путем пласти-ческого деформирования поверхностного слоя нагретого металла, волокна ко-торого изгибаются по конфигурации зубьев. Металл при этом уплотняется и получает поверхностный наклеп, обеспечивающий повышенную прочность и твердость.
Основными преимуществами прокатки зубчатых колес являются экономия металла, улучшение структуры металла,повышение прочности и твердости, бо-лее высокая износостойкость.
Технологический процесс прокатки зубчатых колес включает следующие операции: подготовку исходного материала, нагрев, горячую прокатку, терми-ческую обработку.
Возможны два способа обработки зубьев: с осевой подачей обраба-тываемой заготовки (прутковая прокатка) и прокатка с радиальной подачей вал-ков (штучная прокатка). Прутковая прокатка шестерен (рисунок 52) применя-ется для обработки прямозубых и косозубых шестерен с небольшими модулями (до 6 мм) и диаметром до 200 мм. Образование зубьев при прокатке осу-ществляется перемещением нагретой в кольцевом индукторе заготовки между двумя вращающимися зубчатыми валками, модуль которых равен модулю про-катываемой шестерни.
1 – заготовка; 2 – кольцевой индуктор; 3 – зубчатые валки; 4 – шестерня
Рисунок 52 – Схема прокатки шестерни с осевой подачей заготовки
В начале прокатки заготовка приводится во вращение дополнительным зубчатым колесом, находящимся в зацеплении с валками. После выхода из за-цепления шестерня вращается валками.
Способ прокатки шестерен с осевой подачей зготовки может осу-ществляться также двумя различными путями:
- в качестве заготовки используется плоский диск;
- прокатка ведется из круглой длинной заготовки или из заготовок, сло-женных стопой. После прокатки и охлаждения зубчатый цилиндр разрезается на отдельные шестерни.