火车车轮锻造工艺分析标准范本
火车车轮成形新工艺的开发研究

火车车轮成形新工艺的开发研究内容摘要:在比较分析技术先进国家的火车车轮成形工艺流程后,采用试验研究和数值模拟相结合方法,研究开发出优化的新工艺。
钢坯先在一台水压机上预成形制坯,再在另一台压机上模锻,经轧制扩径后冲孔压弯。
关键词火车车轮制造车轮成形工艺优化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。
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。
高铁车轮锻造工艺研究

doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2021.19.056
0 引言 高铁车轮作为承载机车的重要行驶部分,在工作过 程中承受着来自高铁的全部静、动载荷,加之运行过程中 的频繁减速制动等,使得车轮的工况相当复杂。随着高速 铁路技术的飞速发展,对高铁车轮的质量要求越来越高, 而当前国产的车轮存在制造设备精度不够、生产工艺不 熟练、废品率较高等诸多问题,不能满足高铁车轮的使用 要求。 目前,高铁车轮大多是用模锻—轧制的方法制造[1]。这 种制造方法相对复杂,其热成形工艺更是决定高铁车轮整 体组织性能的关键。国内外学者对车轮锻造工艺进行了大 量分析。武胜飞[2]分析了坯料和模具的装配位置以及模具 倾斜对车轮成形造成的影响,得出了最优的模具型腔。宋 光鑫[3]通过数值模拟的方法得到了工艺参数对车轮成形时 金属填充情况的影响及成形过程中力的变化。郑仰利[4]通 过建立镦粗和预成形工艺的数学模型分析了不同工艺参 数对火车车轮预成形效果的影响。Kushnarev 等[5]对车轮模 锻预成形中预锻和终锻进行了三维模拟,初步分析了影响 预成形坯形状和尺寸的因素。 本文采用数值模拟技术开展不同预锻模具型腔、摩擦 系数及压弯工艺对车轮成形质量的影响研究,以期为提高 车轮锻造质量提供理论指导。 1 高铁车轮成形工艺分析 目前,高铁车轮成形工艺的第一步是锻造成形,锻造 过程分为预锻和终锻两部分,预锻工艺主要负责对毛坯进 行镦粗以及分配金属,终锻则是在预锻坯的基础上进行约 束墩挤。第二步是轧制,对成形车轮的轮辋部位及辐板部
时刻的模具轴向反力随摩擦系数的增大而增大。因此,摩 擦系数 f=0.3 时得到的结果是最理想的。
1.1.3 高铁车轮锻造成形金属流动规律 为进一步研究高铁车轮的锻造工艺,运用 ABAQUS, 在满足最优的模具以及合适参数的条件下,模拟了车轮的 终锻过程,模拟结果如图 8 所示。 结果表明,在成形初始时刻,模具刚开始下压,坯料处 于镦粗状态,金属在水平方向上有向外流动的趋势,在竖 直方向上整体呈向下流动的趋势;模具继续下压,由于轮 毂部位和轮辋部位的模具压入轮坯的距离较小,辐板下方 的金属受压向两侧流动,分别流入轮毂和轮辋部位;模具 再继续下压,当轮坯外侧面与模具型腔侧面接触时,模具 上冲头已压入轮坯一定距离,金属流动受到轮毂和轮辋部 位型腔侧面的阻力影响,辐板处的金属向内外分流减小, 挤压过来的金属向下流动,填充轮毂部位的下半型腔;在 模具下腔充填到一定程度时,金属向下流动受到型腔侧壁
行车轮加工工艺

行车轮加工工艺一、车轮行车轮是比较容易损坏的部件。
根据行车的使用特点,要求车轮踏面有较高的硬度,并且有一定的淬硬层深度和过渡层(深度>10mm,硬度HRC40一48),以提高承载能力、耐磨性和抗接触疲劳的性能。
同时,要求其基体组织要有良好的综合力学性能和良好的组织状态,硬度应达HBS187~229,使之具有高的韧性,提高抗冲击性能和抗开裂性能。
方案一:1、材质:ZG50SiMn2、加工工艺流程:(1)铸造:铸造保证材质均匀,无气孔、砂眼,然后进行退火处理。
(2)车床粗车毛坯内孔、外圆,直径留2mm余量待热处理后精车成。
(3)热处理(淬火+回火)行车轮的材质为中碳合金钢,如按正常的加热淬火、回火,则踏面和心部为相同的硬度,综合力学性能不好,无法满足其技术要求。
为了达到图纸技术要求,使其表面达到淬火温度,而心部温度相对较低;实现加深表面淬硬层深度、提高表面和外沿的硬度,而心部硬度较低的目标,我们采用以下方法。
装炉方法:工件热处理装炉时,用一块钢板放在料盘上面,将三个车轮叠放在一起放在钢板上,保证它们之间严密接触,内孔装入铸铁屑(防止工件内孔氧化),车轮间用耐火纤维毡填实,上面再放上一块钢板压实。
(这样可以使其表面达到淬火温度,而心部温度相对较低;实现加深表面淬硬层深度、提高表面和外沿的硬度,而心部硬度较低的目标。
)加热速度:适当提高淬火温度和淬火加热速度对提高表面硬度有利。
加热温度:工件室温---750度时保温1小时----淬火温度(860~890度)---淬火(注意此时不保温)。
本方法采用高温零保温的差温热处理新工艺,可有效地提高工件表面硬度和保持较低的心部硬度,是一种行之有效的热处理方法.淬火介质:采用水淬是提高硬度最有效的方法,但该材质水淬开裂的危险特别大,尤其是外沿要开裂,所以不能采用。
水淬油冷方法也可提高表面硬度,但是工件的外沿尺寸较小,与踏面的截面差较大,淬火时冷却时间不一致,水冷时间不好控制,也不易采用。
火车车轮生产工艺

火车车轮生产工艺火车车轮生产工艺火车车轮作为火车重要零部件之一,在火车运行过程中承受着巨大的压力和摩擦力。
因此,火车车轮的质量和性能对火车的运行安全和效率起着至关重要的作用。
下面是火车车轮的生产工艺。
1. 材料选择:火车车轮一般采用耐磨铸铁或英国标准的耐磨铸钢制造。
这些材料具有良好的强度、韧性和磨损特性,能够承受高速列车长时间运行的要求。
2. 铸造工艺:火车车轮一般采用砂型铸造工艺。
首先,根据车轮的尺寸和重量,制作适当大小的砂型。
然后,在砂型中注入熔化的铸造材料,保持一定的浇注温度和时间,使得熔融金属填充整个砂模腔体。
待金属冷却后,砂型被敲击击碎,得到初步成型的车轮。
3. 精修工艺:初步成型的车轮还需要经过精修工艺才能符合要求。
首先,进行车轮的切割和修削,将车轮的外形和尺寸修整到标准要求。
然后,进行车轮的磨削和抛光,使其表面光滑,减小摩擦阻力。
最后,进行车轮的热处理,提高其硬度和强度,增加其使用寿命。
4. 车轮组装:经过精修工艺的车轮需要进行组装。
首先,将车轮与火车车轴连接,使用螺栓将车轮固定在车轴上。
然后,进行车轮的动平衡调整,使车轮在运行时不会产生过大的振动。
最后,进行车轮的润滑和防锈处理,以保护车轮不受到湿气和腐蚀的影响。
5. 检验和测试:制造完成的车轮需要经过严格的检验和测试才能出厂。
常见的检验项目包括外观检查、尺寸测量、硬度检测、磨损测试等。
只有通过各项检验项目的要求,车轮才能符合质量标准并投入使用。
总之,火车车轮的生产工艺包括材料选择、铸造工艺、精修工艺、车轮组装以及检验和测试等环节。
只有在每个工艺环节严格控制和质量检测的基础上,才能生产出质量优良、性能稳定的火车车轮,确保火车运行的安全和效率。
火车车轮锻造工艺分析(正式)

编订:__________________单位:__________________时间:__________________火车车轮锻造工艺分析(正式)Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-4032-19 火车车轮锻造工艺分析(正式)使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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铁路交通是我国运输系统的重要组成部分,在国民经济和社会发展过程中,铁路运输扮演着不可替代的重要角色。
我国一直以来都十分重视铁路运输的发展。
最近几年以来,随着以高铁为代表的新型铁路运输技术的应用,我国铁路运输朝着高速、重载方向发展,车轮在复杂的运行工况和恶劣的工作条件下,受到来自于速度效应和制动方式的双重影响,对其耐磨性、强韧性以及抗疲劳性提出了更高的要求。
但是我国现有的车轮锻压生产技术,还不能完全满足铁路运输发展对火车车轮质量的要求。
尤其是我国高速列车的车轮,在车轮的制造中,还存在废品率较高的现象。
因此,笔者认为,研究火车车轮锻压生产工艺,提高我国火车车轮锻压生产技术水平,制造优质火车车轮,对于降低我国火车整车生产成本,促进铁路运输的发展,有十分重要的现实意义。
1.火车车轮概述。
1.1.我国火车车轮形制特征简析火车车轮是火车整车零件中的一个关键组成部分,是火车机车生产中技术较高的环节之一。
由于火车的种类繁多,工作环境和机车构造也不尽相同,所以火车车轮的结构形式和形制特征也多种多样。
火车车轮成形新工艺的开发

通过数值模拟优化,可以预测和调整车轮径向压 延过程中的材料流动、应力和应变等参数,进一 步优化工艺参数。
成形工艺适应性
新工艺具有广泛的材料适应性,可以应用于多种 材质的车轮制造,如铸钢、锻钢等。
研究不足与展望
实验设备与条件限制
由于实验设备与条件的限制,目前的研究仍存在一定的局限性, 如样本数量较少、实验条件单一等。
经济效益评估
评估新工艺在降低生产成本、提 高生产效率方面的经济效益。
分析新工艺对产品质量提升、售 后服务和品牌形象的影响,评估
其间接经济效益。
预测新工艺的投资回报周期及投 资风险,为投资者提供决策依据
。
06
研究结论与展望
研究结论
1 2 3
车轮径向压延法
通过径向压延法成形的新工艺可以生产出高质量 的火车车轮,这种方法能够有效降低生产成本和 提高生产效率。
高可靠性
新工艺经过严格的材料和 工艺验证,确保车轮产品 的可靠性和稳定性。
新工艺优势对比
与传统工艺相比,新工艺具有更 高的材料利用率和更短的制造周
期。
新工艺能够降低生产成本和提高 产品质量,具有更强的市场竞争
力。
新工艺能够满足现代制造业对绿 色、智能制造的需求,具有更广
泛的应用前景。
04
新工艺实施关键技术
热处理
将车轮放入高温炉中加热,达到一定 的温度后保温一定时间,以改善材料 的力学性能。
精加工
对车轮进行精细加工,如钻孔、切削 等操作,完成车轮的制造。
传统成形工艺特点
01
02
03
制造周期长
传统成形工艺流程繁琐, 制造周期较长。
依赖人力
传统成形工艺需要大量的 人工操作,如切割、打磨 等。
锻造轮毂工艺操作规范

锻造轮毂工艺操作规范 Final revision on November 26, 2020
1.进料与切料:锻造轮毂所使用的铝棒材质为6061,这是一种军事级的铝料,和一般铸造轮毂所使用的A356.2铝材,不管在材质、强度、延展性及耐久性都远远的超过。
将铝棒切割成制造轮毂所需的大小。
2.铝棒预热:将切割好的铝棒放入加热炉中进行加热,加热到设定温度后,使材料达到均衡的温度后,取出进行锻造作业。
3.锻压成胚:以超过8000吨的锻压机,将预热的铝材,以直锻方式,锻压成毛胚。
4.强力旋压成型:以直立式旋压机,以每旋轮高达25吨的3旋轮,将毛胚旋压成形。
5.热处理:铝轮毂在旋压成型后,需要热处理强化,热处理的工艺包含a.高温固溶处理,b.淬水处理,及c.低温时效处理。
6.车床加工处理:将热处理完成之轮毂雏形,用车床加工,直刻出设计之外型。
7.中心孔及钻孔加工:按设计钻孔,如PCD5*120,CB72.56等等。
8.轮毂表面处理:a.精车加工,b.表面抛光处理,及c.表面涂装处理。
、
9.锻造轮毂完成。
《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》范文

《7A04高强铝合金轮毂锻造成形工艺研究》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展,轻量化、高强度、耐腐蚀的轮毂材料已成为现代汽车制造的重要需求。
7A04高强铝合金因其出色的机械性能和良好的加工性能,在轮毂制造领域得到了广泛应用。
本文旨在研究7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺,以提高其生产效率和产品质量。
二、材料与设备本研究采用7A04高强铝合金作为轮毂材料,其具有高强度、良好的耐腐蚀性和加工性能。
设备方面,主要使用锻压机、加热炉、模具等。
其中,锻压机用于轮毂的锻造过程,加热炉用于材料预热,模具则用于成型。
三、锻造成形工艺7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺主要包括材料准备、预处理、锻造过程和后处理四个步骤。
1. 材料准备:选择合适的7A04高强铝合金材料,并进行化学成分分析和物理性能测试,确保材料质量符合要求。
2. 预处理:将铝合金材料进行预热处理,以消除内应力,提高材料的可锻性。
同时,对材料进行表面处理,如喷砂、清洗等,以去除表面杂质和氧化物。
3. 锻造过程:将预处理后的材料放入锻压机进行锻造。
锻造过程中,通过控制温度、压力和速度等参数,使材料在模具中发生塑性变形,从而得到所需形状的轮毂。
4. 后处理:锻造完成后,对轮毂进行冷却、清洗和表面处理等工序,以提高其表面质量和耐腐蚀性。
四、工艺参数优化为了进一步提高7A04高强铝合金轮毂的锻造成形质量和效率,需要对工艺参数进行优化。
通过调整锻造温度、压力和速度等参数,可以获得不同的锻造效果。
通过实验和仿真分析,确定最佳的工艺参数组合。
五、实验结果与分析通过实验和仿真分析,可以得到不同工艺参数下7A04高强铝合金轮毂的锻造成形效果。
分析结果表明,在合适的温度、压力和速度下,可以获得表面质量好、机械性能优良的轮毂。
同时,通过对工艺参数的优化,可以提高轮毂的生产效率,降低生产成本。
六、结论本研究通过对7A04高强铝合金轮毂的锻造成形工艺进行研究,得出以下结论:1. 7A04高强铝合金具有优秀的机械性能和加工性能,适用于轮毂制造。
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铁路交通是我国运输系统的重要组成部分,在国民经济和社会发展过程中,铁路运输扮演着不可替代的重要角色。
我国一直以来都十分重视铁路运输的发展。
最近几年以来,随着以高铁为代表的新型铁路运输技术的应用,我国铁路运输朝着高速、重载方向发展,车轮在复杂的运行工况和恶劣的工作条件下,受到来自于速度效应和制动方式的双重影响,对其耐磨性、强韧性以及抗疲劳性提出了更高的要求。
但是我国现有的车轮锻压生产技术,还不能完全满足铁路运输发展对火车车轮质量的要求。
尤其是我国高速列车的车轮,在车轮的制造中,还存在废品率较高的现象。
因此,笔者认为,研究火车车轮锻压生产工艺,提高我国火车车轮锻压生产技术水平,制造优质火车车轮,对于降低我国火车整车生产成本,促进铁路运输的发展,有十分重要的现实意义。
1.火车车轮概述。
1.1.我国火车车轮形制特征简析火车车轮是火车整车零件中的一个关键组成部分,是火车机车生产中技术较高的环节之一。
由于火车的种类繁多,工作环境和机车构造也不尽相同,所以火车车轮的结构形式和形制特征也多种多样。
一般由轮毂、轮辋、辐板三个部分组成。
火车车轮属于典型的金属塑性成形产品,常常会出现多种内部和外部缺陷。
比较常见的有偏心缺陷、组织和填充不完全等缺陷。
所以车轮生产中对锻压技术要求较高。
1.2.我国现行车轮生产工艺。
当前包括我国在内的世界各国普遍采用模锻——轧制法(又称整体辗钢车轮生产法)进行火车车轮锻造生产,这一方法主要采用模锻和轧制扩径两个主要步骤来完成车轮主体的成形。
和铸造法相比较,该法所生产的车轮内在质量要好很多,与全模锻制造法相比,该法的优点在于对模锻设备的要求较低。
全世界有20多个生产厂家,虽然各自的生产工艺有其独有特点,但是总体来说从流程来讲可以分为三个主要步骤:预成型及成型、轧制扩径和压弯冲孔。
通过初步总结,笔者认为,各厂家在工艺上的差别,主要体现在预成型及成型的差异上,压弯压力机的配置方面则基本相同,冲孔设备的配置也只是稍有差别。
2.火车车轮锻造工艺分析。
2.1.车轮预成型工艺。
车轮坯料采用圆柱形钢坯下注,坯料直径介于380mm——406mm之间。
使用高速锯床对钢坯进行锯切成段,成段坯料经加热后,有机械手夹持上料到压力机进行预成型工序。
在预成型工序中,上磨具采用成型模,下模具则选用中央突起的压痕模,以此实现对轮辋、轮毂的金属体积分配。
在压力机模锻工序采用的是静压力锻造,整个锻造过程在一次行程中完成。
优异的车轮预成型工艺,不但能够保证车轮初步形状的成形,同时还可以起到改善车轮内部组织结构和金属流线的双重作用。
但是如果此阶段的工艺不合理,则会直接导致车轮偏心、填充不完全等缺陷。
给后续加工阶段操作带来困难,严重的还会直接导致车轮报废。
2.2.车轮成型工艺。
在车轮的成型阶段,主要得到的是轮毂和压制辐板的形状,同时完成轮辋主要部位的成形。
其过程属于典型的开式无飞边模锻。
模具压下后,首先受压的是车轮的辐板处,车轮内层金属受到来自中央冲头的作用力,带动外侧金属沿水平方向流动。
随着下压量的急剧增大,轮坯的最外侧金属和成形模的内壁接触。
在中央冲头和成形模内壁的共同作用下,轮坯内的金属形成一个分流面,分别流向轮毂和轮辋下侧以及轮辋上侧。
在该流程中,轮辋下侧的填充情况最佳。
此外,由于该工序中模具模膛的高度有所不同,所以直接导致轮坯中不同部分的金属变形量不一样,其中辐板处变形量最为突出,而轮辋部分的变形量则最小。
车轮成形工艺是热成形机组轧压能力匹配的关键工艺。
合理科学的成形工艺,不仅要保证压力机的压力极限数值满足事先设定的工艺数值,同时还要满足下道工序中轧机的轧制能力需求。
2.3.车轮压弯工艺。
车轮压弯工序一般情况下是和冲孔工序一起在同一台压力机上进行,是火车车轮热成形中的最后一道工序。
其主要目的是对辐板进行压弯成形、对轮辋表面进行平整以及确定车轮两侧和车轮内径等的成形。
2.4.轮坯各个部位加工余量的确定。
车轮加工中的锻造余量,是整个车轮锻造工艺设计中非常重要的环节。
它与车轮材料的利用率、成品率以及生产率密切相关,直接决定着车轮生产的成本。
因此,要合理确定轮坯合理的锻造余量。
踏面余量的确定。
在确定轮坯踏面余量时,轮坯的椭圆度和热处理过程中直径0.1—0.2%的变化量应该予以充分考虑。
但是,主要还是要注意踏面上表面氧化皮压入、裂纹以及结疤等的消除。
经过实践中的反复摸索,笔者认为,踏面锻造余量的确定取8mm较为合适。
轮毂外径余量确定。
轮毂外径余量的确定,主要取决于设备对轮毂、轮辋偏心的精度控制。
目前,山西某重型机械集团公司在这一精度控制上可以达到6mm以内。
为了确保最大偏心后,轮毂能有3mm的加工余量,初期生产中,应该把轮毂余量确定为9mm。
实践证明,在设备正常情况下的批量生产中,轮毂外径余量取7mm比较适宜。
轮毂、轮辋端面的余量确定。
这两项余量的确定主要取决于端面氧化皮压入、端面的不平整状况以及预成形时轮毂端面尖角部位填充不完全所造成的轮毂端部圆角三个因素。
在模具首次设计中,这一余量一般取7mm和6mm。
为了降低成本,曾经试图降低这两种余量,结果造成轮毂端面尖角部位加工不起来。
所以,最终仍然将轮毂、轮辋的单边余量设定至7mm和6mm的初期水平。
辐板和轮辋内径加工余量的确定。
由于在淬火和冷却处理过程中辐板会出现变形,因此辐板加工余量的确定,不仅要考虑氧化皮压入、表面裂纹等缺陷的去除,还要格外重视辐板变形的影响。
经生产企业长期批量生产经验的积累,辐板单边余量确定为6mm最为适合。
轮辋内径也取相同尺寸为宜。
淬火下沉量的确定。
车轮淬火后,轮辋的增大量叫做淬火下沉量。
压弯模设计时,应该确保车轮压弯成形以后,毂辋距减小一个淬火下沉量,以确保淬火后的毂辋距符合要求尺寸。
淬火下沉量的确定,和火车轮的型号有关。
据苏联资料介绍,915车轮淬火下沉量为3—5mm。
安徽某钢厂在915车轮模具设计时,淬火下沉量取6mm。
2.5.车轮锻造过程中的数值模拟分析。
由于火车车轮的锻造工序繁多,各环节中对轮坯不同部分的数据误差要求较高,且由于涉及到材料金属物理化学性质的变更,因此对锻造过程中的数据控制和数值模拟要求较高,所以对于锻造工作的每个环节而言,建立数值模拟分析是十分必要的。
目前在数值分析方面,主要采取的是有限元数值分析法,这是一种将连续体根据实际需要,分化为若干个大小有限的单元个体集合,以方便分析连续体力学问题相关数据的方法。
这一方法应用在车轮锻造生产过程中,可以精确求解轮坯变形时内部速度场、应力场以及应变场等的变量,从而为车轮锻造各道工序,提供了科学的理论依据。
在目前我国火车车轮生产中,基于有限元理论和相关软件支持,已经普遍建立起了火车轮预成形和成形工步数值模拟分析模型、压弯过程数值模拟分析模型、冲孔过程数值模拟分析模型等一系列环节的模拟分析模型。
使得工作人员能够及时掌握各阶段数值的变化,以及由此带来的对成品质量的影响,实时调整参数设置,确保车轮最终质量得以实现。
2.6.当前火车车轮锻造工艺存在的问题。
随着对火车车轮数量要求的增加和质量要求的提高,我国火车车轮锻造工艺的缺陷也显露出来。
目前主要问题在于各工步,尤其是在车轮预成形和压弯工步,对金属变形量的分配以及模具结构和尺寸的设计等诸多问题,有待进一步研究和改进。
这些问题的存在不仅使得车轮锻造工序和模具设计的周期更长、对模具和车轮的调试以及模具维修的过程趋于复杂,而且还会导致车轮辐板出现裂纹、车轮成形形状和尺寸满足不了设计要求等一系列质量问题,使得当前的火车车轮生产,从数量到质量都与实际需要存在相当差距。
火车车轮的锻造,是一个从材料选择、模具设计制造、到前期预成形、成形、再到后期压弯和冲孔的连续性工序系统。
由于金属在各工艺阶段会发生相应的物理和化学变化,因此常常会出现诸如填充不充分和偏心等缺陷,导致产品质量不能达到预期要求,严重者产生废品。
从加工流程优化、数值模拟分析等方面加以完善,是弥补当前车轮锻造工艺相关环节缺陷,保证车轮最终质量的有效途径。
以有限元理论为基础的数值模拟分析模型,是目前实现锻造过程数值模拟分析的可靠途径,是实现对锻造过程中相关数值精确控制的有效手段。
笔者认为,我国火车车轮锻造工艺的改进,除了要注重生产设备和新型工艺的开发外,对以有限元理论为依托的计算机软件辅助分析系统的开发运用也应该予以重视,将其纳入工艺改进的重要组成部分。
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