火车轮锻件的锻造过程

2019-07-08 17:26:09 山西中信重工 10

       在火车轮的成型阶段,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。

       火车轮锻件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。

车轮锻件

       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。这一方法应用在火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。

       这样就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。