火车车轮锻造工艺分析(新编版)
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。
火车车轮生产工艺流程
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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。
动车组车轮的制造工艺与质量控制
动车组车轮的制造工艺与质量控制摘要：高速铁路的安全运输是关系到国计民生的重大问题。
车轮是高速列车的关键安全部件之一，技术标准高，生产难度大。
文章介绍了动车组车轮的质量标准、工艺设计和优化，以及坯料冶炼和热处理的工艺方法。
研制的车轮具有内部质量好、物理机械性能高的优点，从而保证了产品的安全性和可靠性。
从产品工艺设计、工艺控制、质量体系等方面保证标准车轮质量的动态稳定性。
关键词：动车组；制造工艺；质量控制中图分类号：RT987文献标识码；A1动车组车轮制造工艺1.1钢坯冶炼工艺钢坯的冶金质量是影响车轮安全可靠的关键因素。
近年来，马钢在方坯无氧化防护铸造技术和结晶器电磁搅拌技术方面取得了很大进展，效果明显。
（1）采用小型电动搅拌与大型电动搅拌相结合的控制方法，有效地防止了碳偏析和枝晶偏析。
（2）采用清洁度控制技术，实现夹杂物的细小分散分布。
（3）加强连铸的保护浇注作业，特别是加强二次氧化的控制，优化覆盖剂和保护渣的操作。
.（4）设置合理的成分控制范围，在标准中允许精确控制硫和铝的含量。
1.2车轮热成型工艺采用数值模拟的方法对380mm车轮加热用圆坯的温度变化进行了模拟分析。
图1钢坯加热过程温度分布由图1可见，当加热时间达到5h时，钢坯温度总体较均匀。
图2车轮用Φ380mm圆坯加热过程数值模拟与实测结果对比1.3热处理工艺热处理工艺的关键是如何有效地发挥v的强化作用和晶粒细化作用，从而提高车轮的强韧性匹配，提高车轮的质量。
用formastor热模拟试验机测定了d2和er8的cct曲线，用金相显微镜观察了显微组织，并测定了5kg维氏硬度。
为热处理工艺参数的设计提供了参考。
Cct曲线如图3所示。
图3D2/ER8的CCT曲线3质量控制3.1标准动车组质量管理体系的构建针对标准动车组认证后的大批量生产，根据零缺陷管理体系和产品实现过程中的要求，以iris和iso9001标准体系为依据，从标准车轮的技术条件入手，根据目前的生产条件、管理水平和员工的业务素质，提出了一种基于iso9001标准体系的车轮零缺陷管理系统,针对高速高风险的特点，注重预防，准确识别产品安全特征，全面识别产品和工艺生产模式，明确工艺参数和产品特征值控制要求，明确设备精度参数要求，加强工艺控制，实施生产过程各要素跟踪，加强工艺监督，明确工作责任，实施严格的质量追溯制度。
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。
火车车轮锻造工艺分析
火车车轮锻造工艺分析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。
火车车轮锻造工艺分析正式样本
文件编号：TP-AR-L5280In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编制：_______________审核：_______________单位：_______________火车车轮锻造工艺分析正式样本火车车轮锻造工艺分析正式样本使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
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。
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火车车轮锻造工艺分析(新编版)
火车车轮锻造工艺分析(新编版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。
生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。
当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。
"安全第一"
的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。
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。