PL244841B1

PL244841B1 - Method of rolling axisymmetric stepped forgings

Info

Publication number: PL244841B1
Application number: PL434408A
Authority: PL
Inventors: Janusz Tomczak; Zbigniew Pater; Tomasz Bulzak
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2024-03-11
Also published as: PL434408A1

Abstract

Sposób walcowania osiowosymetrycznych odkuwek stopniowanych polega na tym, że półfabrykat (7) nagrzewa się do temperatury w zakresie od 1000°C do 1280°C, następnie nagrzany półfabrykat (7) umieszcza się w tylnym obrotowym uchwycie (4) znajdującym się w strefie wejściowej (I) przestrzeni roboczej czterech stożkowych walców (1a, 1b, 1c i 1d) oraz w tulei wprowadzającej (6), następnie wprawia się cztery stożkowe walce (1a, 1b, 1c i 1d) w ruch obrotowy w tym samym kierunku i z jednakowymi prędkościami, po czym wprawia się tylny obrotowy uchwyt (4) w ruch postępowy ze stałą prędkością w kierunku stożkowych walców (1a, 1b, 1c i 1d) i przemieszcza się półfabrykat (7) w kierunku obracających się stożkowych walców (1a, 1b, 1c i 1d), następnie doprowadza się do styku skrajnego końca półfabrykatu (7) z powierzchniami stożkowymi (2a, 2b i 2d) czterech stożkowych walców (1a, 1b, 1c i 1d), i wprawia się półfabrykat (7) wraz z tylnym obrotowym uchwytem (4) w ruch obrotowy w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów stożkowych walców (1a, 1b, 1c i 1d) i zgniata się skrajny koniec półfabrykatu (7), przez co redukuje się przekrój poprzeczny skrajnego stopnia (8a) na półfabrykacie (7) oraz kalibruje się powierzchnię ukształtowanego skrajnego stopnia (8a) na półfabrykacie (7) walcowymi powierzchniami (3a, 3b, 3d) stożkowych walców (1a, 1b, 1c, 1d), następnie wprawia się cztery stożkowe walce (1a, 1b, 1c i 1d) w ruch postępowy w kierunkach promieniowych z jednakowymi prędkościami i stopniowo odsuwa się cztery stożkowe walce (1a, 1b, 1c i 1d) od osi walcowanego półfabrykatu (7) i kształtuje się stożkowy stopień (8b), następnie chwyta się przednim obrotowym uchwytem (5), który znajduje się w strefie wyjściowej (II) za ukształtowany stopnień (8a) na półfabrykacie (7).The method of rolling axisymmetric stepped forgings is that the semi-finished product (7) is heated to a temperature ranging from 1000°C to 1280°C, then the heated semi-finished product (7) is placed in the rear rotating holder (4) located in the entrance zone ( I) the working space of four conical rolls (1a, 1b, 1c and 1d) and in the introductory sleeve (6), then the four conical rolls (1a, 1b, 1c and 1d) are set in rotation in the same direction and at the same speeds, then the rear rotating holder (4) is set in translation at a constant speed towards the conical rolls (1a, 1b, 1c and 1d) and the blank (7) is moved towards the rotating conical rolls (1a, 1b, 1c and 1d). ), then the extreme end of the blank (7) is brought into contact with the conical surfaces (2a, 2b and 2d) of the four conical rolls (1a, 1b, 1c and 1d), and the blank (7) together with the rear rotating holder (4 ) into rotation in the direction opposite to the direction of rotation of the conical rolls (1a, 1b, 1c and 1d) and the extreme end of the blank (7) is crushed, thereby reducing the cross-section of the extreme step (8a) on the blank (7) and calibrating the surface of the shaped extreme step (8a) on the blank (7) with the cylindrical surfaces (3a, 3b, 3d) of the conical rolls (1a, 1b, 1c, 1d), then the four conical rolls (1a, 1b, 1c and 1d) are set in motion progressive in radial directions with equal speeds and four conical rolls (1a, 1b, 1c and 1d) are gradually moved away from the axis of the rolled blank (7) and a conical step (8b) is formed, then gripped with the front rotating handle (5), which is located in the starting zone (II) behind the shaped step (8a) on the blank (7).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób walcowania osiowosymetrycznych odkuwek stopniowanych, zwłaszcza odkuwek osi kolejowych.The subject of the invention is a method for rolling axisymmetric stepped forgings, especially railway axle forgings.

Dotychczas znanych i stosowanych jest szereg metod wytwarzania odkuwek stopniowanych osi i wałów w tym osi kolejowych pełnych i drążonych, które ze względu na duże wymiary kształtowanych półwyrobów realizowane są metodami kucia swobodnego i półswobodnego. Szczegółowo procesy kucia ciężkich odkuwek w kształcie stopniowanych wałów i osi opisano w książce Wasiunyk W. „Kucie matrycowe” Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1987 r. Przedstawione w książce procesy kucia osi składają się z kilku operacji, takich jak: spęczanie, wydłużanie, odsadzanie, odcinanie naddatków technologicznych, a w przypadku osi drążonych dochodzi również operacja dziurowania wsadu. Procesy realizowane są na prasach kuźniczych hydraulicznych z zastosowaniem wsadów w postaci wlewków. Pomimo dużej uniwersalności i prostej konstrukcji narzędzi kucie stopniowanych osi dla kolejnictwa obarczone jest dużym nakładem robocizny oraz dużymi stratami materiału.So far, a number of methods are known and used for producing stepped axle and shaft forgings, including solid and hollow railway axles, which, due to the large dimensions of the shaped semi-finished products, are made using free and semi-free forging methods. The processes of forging heavy forgings in the shape of stepped shafts and axles are described in detail in the book Wasiunyk W. "Die forging" National Scientific Publishing House, Warsaw 1987. The axle forging processes presented in the book consist of several operations, such as: upsetting, elongation, offsetting, cutting off technological allowances, and in the case of hollow axles, there is also the operation of punching holes in the input. The processes are carried out on hydraulic forging presses using inputs in the form of ingots. Despite the high versatility and simple design of the tools, forging stepped axles for the railway industry involves a lot of labor and large material losses.

Znane są również procesy walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek stopniowanych osi i wałów. Do najczęściej spotykanych metod walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek zalicza się walcowanie z wykorzystaniem narzędzi płaskich, które podczas procesu przemieszczają się w przeciwnych kierunkach oraz walcowanie z wykorzystaniem klinowych narzędzi w kształcie walców, obracających się w zgodnym kierunku. Szczegółowo procesy walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek zostały opisane w monografii autorstwa Pater Z. pt. „Walcowanie poprzeczno-klinowe”, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2009 r.Cross-wedge rolling processes for stepped axle and shaft forgings are also known. The most common methods of cross-wedge rolling of forgings include rolling using flat tools that move in opposite directions during the process and rolling using wedge-shaped cylindrical tools rotating in the same direction. The processes of cross-wedge rolling of forgings are described in detail in the monograph by Pater Z. entitled "Cross-wedge rolling", Lublin University of Technology Publishing House, Lublin 2009.

Cechą charakterystyczną odkuwek kształtowanych w procesach walcowania poprzeczno-klinowego jest ich symetria osiowa oraz prostoliniowość osi. Ograniczeniem zastosowania WPK odkuwek stopniowanych osi i wałów jest ich wielkość. Obecnie nie spotyka się tego typu procesów, które umożliwiałyby walcowanie odkuwek o średnicach powyżej 100 mm i długościach przekraczających 1000 mm.A characteristic feature of forgings shaped in cross-wedge rolling processes is their axial symmetry and axis straightness. The limitation of the use of WPK forgings for stepped axles and shafts is their size. Currently, there are no such processes that would enable rolling forgings with diameters exceeding 100 mm and lengths exceeding 1000 mm.

Znane i stosowane są również procesy kucia drążonych odkuwek stopniowanych osi i wałów na kowarkach. Procesy kucia na kowarkach opisano w monografii Tomczak J. pt. „Studium procesów obciskania obrotowego odkuwek drążonych”, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2016 r. Kucie odkuwek drążonych na kowarkach realizowane jest na trzpieniu w wyniku cyklicznego uderzania bijaków w materiał, który jest obracany i przemieszczany przez strefę oddziaływania narzędzi - bijaków. Technologia ta charakteryzuje się dużą wydajnością oraz możliwością kucia odkuwek o różnym kształcie. Wymaga jednak stosowania złożonych konstrukcyjnie maszyn i urządzeń.The processes of forging hollow forgings of stepped axles and shafts on cutting machines are also known and used. The forging processes on forging machines are described in the monograph by Tomczak J. entitled "Study of the processes of rotary crimping of hollow forgings", Wydawnictwo Politechniki Lublinskiej, Lublin 2016. The forging of hollow forgings on forging machines is carried out on a mandrel as a result of the cyclic impact of the beaters on the material, which is rotated and moved by the impact zone of the tools - beaters. This technology is characterized by high efficiency and the ability to forge forgings of various shapes. However, it requires the use of structurally complex machines and devices.

Celem wynalazku jest wytwarzanie osiowosymetrycznych odkuwek stopniowanych, głównie osi i wałów pełnych i drążonych, w tym osi kolejowych.The purpose of the invention is to produce axisymmetric stepped forgings, mainly solid and hollow axles and shafts, including railway axles.

Istotą sposobu walcowania osiowosymetrycznych odkuwek stopniowanych, według wynalazku jest to, że półfabrykat nagrzewa się do temperatury w zakresie od 1000°C do 1280°C, następnie nagrzany półfabrykat umieszcza się w tylnym obrotowym uchwycie znajdującym się w strefie wejściowej przestrzeni roboczej czterech stożkowych walców oraz w tulei wprowadzającej, następnie wprawia się cztery stożkowe walce w ruch obrotowy w tym samym kierunku i z jednakowymi prędkościami, po czym wprawia się tylny obrotowy uchwyt w ruch postępowy ze stałą prędkością w kierunku stożkowych walców i przemieszcza się półfabrykat w kierunku obracających się stożkowych walców, następnie doprowadza się do styku skrajnego końca półfabrykatu z powierzchniami stożkowymi czterech stożkowych walców, i wprawia się półfabrykat wraz z tylnym obrotowym uchwytem w ruch obrotowy w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów stożkowych walców i zgniata się skrajny koniec półfabrykatu, przez co redukuje się przekrój poprzeczny skrajnego stopnia na półfabrykacie oraz kalibruje się powierzchnię ukształtowanego skrajnego stopnia na półfabrykacie walcowymi powierzchniami stożkowych walców, następnie wprawia się cztery stożkowe walce w ruch postępowy w kierunkach promieniowych z jednakowymi prędkościami i stopniowo odsuwa się cztery stożkowe walce od osi walcowanego półfabrykatu i kształtuje się stożkowy stopień, następnie chwyta się przednim obrotowym uchwytem, który znajduje się w strefie wyjściowej za ukształtowany stopnień na półfabrykacie, następnie wprawia się stożkowe walce w ruch postępowy z jednakowymi prędkościami w kierunku osi półfabrykatu i jednocześnie przemieszcza się przedni obrotowy uchwyt wraz z półfabrykatem ze stałą prędkością w kierunku osiowym, oddalając go od czterech stożkowych walców i zagłębia się powierzchnie walcowe w półfabrykat, po czym zatrzymuje się stożkowe walce w ruchu postępowym, pozostawiając ich ruch obrotowy i jednocześnie wprawia się przedni obrotowy uchwyt z półfabrykatem w ruch postępowy ze stałą prędkością, w kierunku osiowym i oddala się przedni obrotowy uchwyt z półfabrykatem od czterech stożkowych walców i redukuje się stożkowymi powierzchniami stożkowych walców przekrój półfabrykatu i kształtuje się środkowy stopień na półfabrykacie o średnicy mniejszej od średnicy początkowej półfabrykatu oraz kalibruje się powierzchnię środkowego stopnia powierzchniami walcowymi stożkowych walców, następnie wprawia się cztery stożkowe walce w ruch postępowy w kierunku promieniowym i odsuwa się cztery stożkowe walce z jednakowymi prędkościami od osi walcowanego półfabrykatu i jednocześnie przemieszcza się przedni, obrotowy uchwyt z półfabrykatem ze stałą prędkością zgodnie z kierunkiem walcowania, oddalając przedni obrotowy uchwyt od stożkowych walców, następnie wprawia się stożkowe walce w ruch postępowy z jednakowymi prędkościami w kierunku osi półfabrykatu i jednocześnie przemieszcza się przedni, obrotowy uchwyt wraz z półfabrykatem ze stałą prędkością zgodnie z kierunkiem walcowania, oddalając przedni obrotowy uchwyt od stożkowych walców i zagłębia się powierzchnie walcowe stożkowych walców w półfabrykat i kształtuje się stożkowy stopień, następnie zatrzymuje się stożkowe walce w ruchu postępowym, pozostawiając ich ruch obrotowy i jednocześnie wprawia się przedni obrotowy uchwyt z półfabrykatem w ruch postępowy ze stałą prędkością, zgodnie z kierunkiem walcowania i redukuje się stożkowymi powierzchniami stożkowych walców przekrój półfabrykatu i kształtuje się skrajny stopień na półfabrykacie oraz kalibruje się powierzchnię skrajnego stopnia powierzchniami walcowymi stożkowych walców i uzyskuje się odkuwkę w kształcie stopniowanej osi kolejowej.The essence of the method of rolling axisymmetric stepped forgings according to the invention is that the semi-finished product is heated to a temperature ranging from 1000°C to 1280°C, then the heated semi-finished product is placed in the rear rotary holder located in the entrance zone of the working space of the four conical rolls and in introduction sleeve, then the four conical rolls are set in rotation in the same direction and at equal speeds, then the rear rotary holder is set in translational motion with constant speed towards the conical rollers and the semi-finished product is moved towards the rotating conical rollers, then is brought into contact with the extreme end of the semi-finished product with the conical surfaces of the four conical rolls, and the semi-finished product together with the rear rotary holder is set into rotation in the direction opposite to the direction of rotation of the conical rolls, and the extreme end of the semi-finished product is crushed, thereby reducing the cross-section of the extreme step on the semi-finished product. and the surface of the formed extreme step on the semi-finished product is calibrated with the cylindrical surfaces of conical rolls, then the four conical rolls are set in translational motion in radial directions with equal speeds and the four conical rolls are gradually moved away from the axis of the rolled semi-finished product and a conical step is formed, then it is gripped with the front rotating handle, which is located in the exit zone behind the shaped step on the blank, then the conical rollers are set in translational motion with equal speeds towards the axis of the blank, and at the same time, the front rotating handle with the blank is moved at a constant speed in the axial direction, moving it away from four conical rolls and the cylindrical surfaces are sunk into the blank, then the conical rolls are stopped in translational motion, leaving their rotational motion, and at the same time the front rotary holder with the blank is set in translational motion at a constant speed in the axial direction and the front rotary holder is moved away with the semi-finished product from four conical rolls and the cross-section of the semi-finished product is reduced with the conical surfaces of the conical rolls and the middle step is formed on the semi-finished product with a diameter smaller than the initial diameter of the semi-finished product and the surface of the middle step is calibrated with the cylindrical surfaces of the conical rolls, then the four conical rolls are set in translational motion in radial direction and four conical rolls are moved away from the axis of the rolled semi-finished product with equal speeds and at the same time the front rotary holder with the semi-finished product is moved at a constant speed in the direction of rolling, moving the front rotary holder away from the conical rolls, then the conical rolls are set in translational motion with equal speeds towards the axis of the semi-finished product and at the same time the front rotary holder with the semi-finished product moves at a constant speed in the direction of rolling, moving the front rotary holder away from the conical rolls and the cylindrical surfaces of the conical rolls sink into the semi-finished product and a conical step is formed, then it stops conical rolls in translational motion, leaving their rotational motion, and at the same time, the front rotary holder with the blank is set in translational motion at a constant speed, in accordance with the rolling direction, and the cross-section of the semi-finished product is reduced with the conical surfaces of the conical rolls, and the extreme degree is formed on the semi-finished product, and the surface is calibrated extreme degree with the cylindrical surfaces of conical rolls and a forging in the shape of a stepped railway axle is obtained.

Korzystnie półfabrykat ma kształt odcinka pręta o średnicy początkowej, równej największej średnicy stopni odkuwki i długości początkowej mniejszej od długości odkuwki.Preferably, the semi-finished product has the shape of a section of a rod with an initial diameter equal to the largest diameter of the forging steps and an initial length smaller than the length of the forging.

Korzystnie półfabrykat ma kształt odcinka rury o średnicy początkowej, równej największej średnicy stopni odkuwki i długości początkowej mniejszej od długości odkuwki oraz grubości ścianki mieszczącej się w zakresie od 0,2 średnicy początkowej półfabrykatu do 0,3 średnicy początkowej półfabrykatu.Preferably, the semi-finished product has the shape of a pipe section with an initial diameter equal to the largest diameter of the forging steps and an initial length smaller than the length of the forging and a wall thickness ranging from 0.2 of the initial diameter of the semi-finished product to 0.3 of the initial diameter of the semi-finished product.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że pozwala na walcowanie półwyrobów pełnych i drążonych w kształcie wielostopniowych odkuwek osi i wałów. Kolejnym korzystnym skutkiem wynalazku jest możliwość walcowania odkuwek o różnym kształcie obwiedni przy pomocy jednego zestawu walców roboczych. W trakcie walcowania narzędzia odkształcają materiał stopniowo dzięki czemu wielkości sił nacisku narzędzi są kilkukrotnie mniejsze w stosunku do procesów kucia lub walcowania poprzeczno-klinowego.An advantageous effect of the invention is that it allows the rolling of solid and hollow semi-finished products in the shape of multi-stage axle and shaft forgings. Another advantageous effect of the invention is the possibility of rolling forgings with different envelope shapes using one set of work rolls. During rolling, the tools deform the material gradually, thanks to which the pressure forces of the tools are several times smaller compared to the processes of forging or cross-wedge rolling.

Wynalazek, został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok narzędzi z przodu w początkowym etapie procesu walcowania, fig. 2 - widok narzędzi i półfabrykatu z góry w początkowym etapie walcowania, fig. 3 - widok z przodu narzędzi podczas walcowania stopnia skrajnego, fig. 4 - widok narzędzi i półfabrykatu z góry podczas walcowania stopnia skrajnego, fig. 5 - widok z przodu narzędzi w początkowym etapie walcowania centralnego stopnia odkuwki, fig. 6 - widok narzędzi i półfabrykatu z góry w początkowym etapie walcowania stopnia centralnego odkuwki, fig. 7 - widok z boku podczas walcowania stopnia centralnego, fig. 8 - widok z przodu narzędzi podczas walcowania stopnia centralnego, fig. 9 - widok narzędzi i półfabrykatu z góry podczas walcowania stopnia centralnego, fig. 10 - widok z przodu narzędzi i półfabrykatu po ukształtowaniu centralnego stopnia, fig. 11- widok z góry narzędzi i półfabrykatu po ukształtowaniu stopnia centralnego, fig. 12 - widok z przodu narzędzi w początkowym etapie walcowania skrajnego stopnia, fig. 13 widok z góry narzędzi i półfabrykatu w początkowym etapie walcowania stopnia skrajnego, fig. 14 widok z przodu narzędzi po ukształtowaniu skrajnego stopnia, fig. 15 - widok z góry narzędzi i ukształtowanej odkuwki w końcowym etapie procesu, fig. 16a - kształt półfabrykatu, fig. 16b - kształt uzyskanej odkuwki po walcowaniu w walcarce skośnej .The invention is presented in an embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a front view of the tools at the initial stage of the rolling process, Fig. 2 - a top view of the tools and the semi-finished product at the initial stage of rolling, Fig. 3 - a front view of the tools during rolling of the extreme stage, Fig. 4 - top view of the tools and the semi-finished product during rolling of the extreme stage, Fig. 5 - front view of the tools in the initial stage of rolling of the central stage of the forging, Fig. 6 - top view of the tools and the semi-finished product in the initial stage of rolling the stage central forging, Fig. 7 - side view during rolling of the central stage, Fig. 8 - front view of tools during rolling of the central stage, Fig. 9 - top view of tools and semi-finished product during rolling of the central stage, Fig. 10 - front view tools and the semi-finished product after forming the central stage, Fig. 11 - top view of the tools and the semi-finished product after forming the central stage, Fig. 12 - front view of the tools in the initial stage of rolling the extreme stage, Fig. 13 - top view of the tools and the semi-finished product in the initial stage rolling of the extreme stage, Fig. 14 - front view of the tools after shaping the extreme stage, Fig. 15 - top view of the tools and the shaped forging in the final stage of the process, Fig. 16a - shape of the semi-finished product, Fig. 16b - shape of the obtained forging after rolling in the rolling mill oblique .

Przykład wykonania 1Implementation example 1

Sposób walcowania osiowosymetrycznych odkuwek stopniowanych polegał na tym, że półfabrykat 7 w kształcie odcinka pręta o średnicy początkowej do, która wynosiła 220 mm i była równa największej średnicy stopni 8f i 8g odkuwki 8 oraz długości początkowej Lo, która wynosiła 1600 mm i była mniejsza od długości L1, równej 2400 mm odkuwki 8 nagrzano w nagrzewnicy indukcyjnej do temperatury 1150°C. Następnie nagrzany półfabrykat 7 przeniesiono przy pomocy suwnicy do walcarki skośnej, gdzie umieszczono nagrzany półfabrykat 7 w tylnym obrotowym uchwycie 4, który znajdował się w strefie wejściowej I przestrzeni roboczej czterech stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d oraz w tulei wprowadzającej 6. Następnie wprawiono cztery stożkowe walce 1a, 1b, 1c i 1d w ruch obrotowy w tym samym kierunku i z jednakowymi prędkościami n1, które wynosiły 15 obr/min. Przy czym cztery stożkowe walce 1a, 1 b, 1c i 1d rozmieszczone były symetrycznie na obwodzie walcowanego półfabrykatu 7 co 90° i miały jednakowe średnice zewnętrzne D równeThe method of rolling axisymmetric stepped forgings was that the semi-finished product 7 was in the shape of a rod section with an initial diameter of 220 mm and was equal to the largest diameter of steps 8f and 8g of forging 8 and the initial length Lo, which was 1600 mm and was smaller than the length L1, equal to 2400 mm, forging 8 was heated in an induction heater to a temperature of 1150°C. Then, the heated semi-finished product 7 was transferred using an overhead crane to the inclined rolling mill, where the heated semi-finished product 7 was placed in the rear rotating holder 4, which was located in the input zone and working space of the four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d and in the introduction sleeve 6. Then it was four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d rotate in the same direction and with equal speeds n1, which were 15 rpm. The four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were arranged symmetrically on the circumference of the rolled semi-finished product 7 every 90° and had the same external diameters D equal to

200 mm oraz charakteryzowały się kątem rozwarcia powierzchni stożkowych a równym 40° i podczas walcowania były skręcone względem osi walcowania pod jednakowymi kątami γ, które wynosiły 3°. Następnie wprawiono tylny obrotowy uchwyt 4 w ruch postępowy ze stałą prędkością V ul, która wynosiła 35 mm/s w kierunku stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d i przemieszczano półfabrykat 7 w kierunku obracających się stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d. Następnie doprowadzono do styku skrajnego końca półfabrykatu 7 z powierzchniami stożkowymi 2a, 2b, 2c i 2d czterech stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d, przez co wprawiono półfabrykat 7 wraz z tylnym obrotowym uchwytem 4 w ruch obrotowy w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d, zgniatając skrajny koniec półfabrykatu 7, przez co zredukowano przekrój poprzeczny skrajnego stopnia 8a na półfabrykacie 7 do średnicy d 1 równej 140 mm oraz kalibrowano powierzchnię ukształtowanego skrajnego stopnia 8a na półfabrykacie 7 walcowymi powierzchniami 3a, 3b, 3c, 3d stożkowych walców 1a, 1b, 1c, 1d. Następnie wprawiono cztery stożkowe walce 1a, 1b, 1c i 1d w ruch postępowy w kierunkach promieniowych z jednakowymi prędkościami Vr1, które wynosiły 5 mm/s i stopniowo odsuwano cztery stożkowe walce 1a, 1b, 1ci 1d od osi walcowanego półfabrykatu 7 i ukształtowano stożkowy stopień 8b. Następnie uchwycono przednim obrotowym uchw ytem 5, który znajdował się w strefie wyjściowej II za ukształtowany skrajny stopień 8a na półfabrykacie 7. Po czym wprawiono stożkowe walce 1a, 1b, 1c i 1d w ruch postępowy z jednakowymi prędkościami Vr2, które wynosiły 5 mm/s w kierunku osi półfabrykatu 7 i jednocześnie przemieszczono przedni obrotowy uchwyt 5 wraz z półfabrykatem 7 ze stałą prędkością Vu3, która wynosiła 10 mm/s w kierunku osiowym i oddalono go od czterech stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d, w wyniku czego zagłębiono powierzchnie walcowe 3a, 3b, 3c i 3d w półfabrykat 7. Po czym zatrzymano stożkowe walce 1a, 1b, 1c i 1d w ruchu postępowym, pozostawiając ich ruch obrotowy i jednocześnie wprawiono przedni obrotowy uchwyt 5 z półfabrykatem 7 w ruch postępowy ze stałą prędkością Vu2, która wynosiła 50 mm/s, w kierunku osiowym i oddalono przedni obrotowy uchwyt 5 z półfabrykatem 7 od czterech stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d, redukując stożkowymi powierzchniami 2a, 2b, 2c i 2d stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d przekrój półfabrykatu 7 do średnicy d2, która wynosiła 180 mm i ukształtowano środkowy stopień 8c na półfabrykacie 7 o średnicy d2 mniejszej od średnicy początkowej do półfabrykatu 7 oraz skalibrowano powierzchnię środkowego stopnia 8c powierzchniami walcowymi 3a, 3b, 3c i 3d stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d. Następnie wprawiono cztery stożkowe walce 1a, 1b, 1c i 1d w ruch postępowy w kierunku promieniowym i odsuwano cztery stożkowe walce 1a, 1b, 1c i 1d z jednakowymi prędkościami Vr1, które wynosiły 5 mm/s od osi walcowanego półfabrykatu 7 i jed nocześnie przemieszczono przedni, obrotowy uchwyt 5 z półfabrykatem 7 ze stałą prędkością Vu3, która wynosiła 10 mm/s zgodnie z kierunkiem walcowania, oddalając przedni obrotowy uchwyt 5 od stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d. Następnie wprawiono stożkowe walce 1a, 1b, 1c i 1d w ruch postępowy z jednakowymi prędkościami Vr2, które wynosiły 5 mm/s w kierunku osi półfabrykatu 7 i jednocześnie przemieszczono przedni, obrotowy uchwyt 5 wraz z półfabrykatem 7 ze stałą prędkością Vu3, która wynosiła 10 mm/s zgodnie z kierunkiem walcowania, oddalając przedni obrotowy uchwyt 5 od stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d i zagłębiono powierzchnie walcowe 3a, 3b, 3c i 3d stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d w półfabrykat 7, kształtując stożkowy stopień 8d. Następnie zatrzymano stożkowe walce 1a, 1b, 1c i 1d w ruchu postępowym, pozostawiając ich ruch obrotowy i jednocześnie wprawiono przedni obrotowy uchwyt 5 z półfabrykatem 7 w ruch postępowy ze stałą prędkością Vu4, która wynosiła 35 mm/s, zgodnie z kierunkiem walcowania, redukując stożkowymi powierzchniami 2a, 2b, 2c 2d stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d przekrój półfabrykatu 7 do średnicy d1, która wynosiła 140 mm i ukształtowano skrajny stopień 8e na półfabrykacie 7 oraz skalibrowa no powierzchnię skrajnego stopnia 8e powierzchniami walcowymi 3a, 3b, 3c i 3d stożkowych walców 1a, 1b, 1c i 1d w wyniku czego uzyskano odkuwkę 8 w kształcie stopniowanej osi kolejowej .200 mm and were characterized by an opening angle of the conical surfaces a of 40° and during rolling were twisted relative to the rolling axis at the same angles γ, which amounted to 3°. Then, the rear rotary holder 4 was set in translation at a constant speed Vul, which was 35 mm/s, towards the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d, and the blank 7 was moved towards the rotating conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d. Then, the extreme end of the blank 7 was brought into contact with the conical surfaces 2a, 2b, 2c and 2d of the four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d, which set the blank 7 together with the rear rotary handle 4 in rotation in the direction opposite to the direction of conical rotation. cylinders 1a, 1b, 1c and 1d, crushing the extreme end of the blank 7, which reduced the cross-section of the extreme step 8a on the blank 7 to a diameter d 1 of 140 mm, and the surface of the shaped extreme step 8a on the blank 7 was calibrated with cylindrical surfaces 3a, 3b, 3c , 3d conical cylinders 1a, 1b, 1c, 1d. Then, four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were set in translational motion in radial directions with equal speeds Vr1, which were 5 mm/s, and four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were gradually moved away from the axis of the rolled semi-finished product 7 and a conical step 8b was formed . Then, the front rotary handle 5, which was located in the output zone II, gripped the formed extreme step 8a on the blank 7. Then, the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were set in translational motion with equal speeds Vr2, which were 5 mm/s in direction of the axis of the blank 7 and at the same time the front rotary holder 5 together with the blank 7 was moved at a constant speed Vu3, which was 10 mm/s in the axial direction and moved away from the four conical cylinders 1a, 1b, 1c and 1d, as a result of which the cylindrical surfaces 3a were sunk , 3b, 3c and 3d into the blank 7. Then the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were stopped in translational motion, leaving their rotational motion, and at the same time the front rotating holder 5 with the blank 7 was set in translational motion with a constant speed Vu2, which was 50 mm/s, in the axial direction and the front rotating holder 5 with the blank 7 was moved away from the four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d, reducing the cross-section of the blank with the conical surfaces 2a, 2b, 2c and 2d of the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d 7 to the diameter d2, which was 180 mm and the middle step 8c was formed on the blank 7 with a diameter d2 smaller than the initial diameter of the blank 7 and the surface of the middle step 8c was calibrated with the cylindrical surfaces 3a, 3b, 3c and 3d of the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d. Then, the four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were set in translational motion in the radial direction and the four conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were moved away with equal speeds Vr1, which were 5 mm/s from the axis of the rolled semi-finished product 7 and at the same time moved the front rotating holder 5 with the blank 7 at a constant speed Vu3 which was 10 mm/s in the rolling direction, moving the front rotating holder 5 away from the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d. Then, the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were set in translational motion with equal speeds Vr2, which were 5 mm/s, towards the axis of the blank 7, and at the same time, the front, rotating handle 5 with the blank 7 was moved with a constant speed Vu3, which was 10 mm /s in the direction of rolling, moving the front rotary holder 5 away from the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d and sinking the cylindrical surfaces 3a, 3b, 3c and 3d of the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d into the blank 7, forming a conical step 8d . Then, the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d were stopped in translational motion, leaving their rotational motion, and at the same time the front rotary holder 5 with the blank 7 was set in translational motion with a constant speed Vu4, which was 35 mm/s, in accordance with the rolling direction, reducing with the conical surfaces 2a, 2b, 2c and 2d of the conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d, the cross-section of the blank 7 to the diameter d1, which was 140 mm, and the extreme step 8e was shaped on the blank 7 and the surface of the extreme step 8e was calibrated with the cylindrical surfaces 3a, 3b, 3c and 3d conical rolls 1a, 1b, 1c and 1d, resulting in a forging 8 in the shape of a stepped railway axle.

Przykład wykonania 2Embodiment example 2

Sposób walcowania osiowosymetrycznych odkuwek stopniowanych jak w przykładzie 1 polegał na tym, że półfabrykat 7 miał kształt odcinka rury o średnicy początkowej do, która wynosiła 220 mm, i była równa największej średnicy stopni 8f i 8g odkuwki 8 i długości początkowej Lo, która wynosiła 2000 mm i była mniejsza od długości L1, która wynosiła 2400 mm odkuwki 8 oraz o grubości ścianki, która wynosiła 50 mm. W początkowym etapie półfabrykat 7 nagrzano w nagrzewnicy indukcyjnej do temperatury 1200°C, a następnie zrealizowano proces walcowania jak w przykładzie 1, w wyniku czego uzyskano drążoną odkuwkę 8 osi kolejowej.The method of rolling axisymmetric stepped forgings as in example 1 was that the semi-finished product 7 had the shape of a pipe section with an initial diameter up to, which was 220 mm, and was equal to the largest diameter of steps 8f and 8g of forging 8 and the initial length Lo, which was 2000 mm and was smaller than the length L1, which was 2400 mm of forging 8, and the wall thickness, which was 50 mm. In the initial stage, the semi-finished product 7 was heated in an induction heater to a temperature of 1200°C, and then the rolling process was carried out as in example 1, resulting in a hollow forging 8 of the railway axle.

Wykaz oznaczeńList of markings

1a, 1 b, 1c, 1d 2a, 2b, 2c, 2d 3a, 3b, 3c, 3d 41a, 1 b, 1c, 1d 2a, 2b, 2c, 2d 3a, 3b, 3c, 3d 4

77

8a, 8e 8b, 8d 8c8a, 8e 8b, 8d 8c

8f, 8g I8f, 8g I

II Lo L1 D do d1 d2 go Vu1 Vr1 Vu2 Vr2 Vu3II Lo L1 D to d1 d2 go Vu1 Vr1 Vu2 Vr2 Vu3

Vu4 n1 a γVu4 n1 a γ

- stożkowe walce- conical rollers

- powierzchnie stożkowe stożkowych walców- conical surfaces of conical cylinders

- powierzchnie walcowe stożkowych walców- cylindrical surfaces of conical cylinders

- tylny obrotowy uchwyt- rear rotating handle

- przedni obrotowy uchwyt- front rotating handle

- tuleja wprowadzająca- introductory sleeve

- półfabrykat- semi-finished product

- odkuwka- forging

- skrajne stopnie odkuwki- extreme degrees of forging

- stożkowe stopnie odkuwki- conical forging steps

- środkowy stopień odkuwki- middle stage of forging

- największa średnica stopni odkuwki- the largest diameter of the forging steps

- strefa wejściowa- entrace zone

- strefa wyjściowa- exit zone

- długość początkowa półfabrykatu- initial length of the blank

- długość odkuwki- length of the forging

- średnica stożkowych walców- diameter of conical rollers

- średnica początkowa półfabrykatu- initial diameter of the semi-finished product

- średnica skrajnych stopni odkuwki- diameter of the extreme steps of the forging

- średnica środkowego stopnia odkuwki- diameter of the middle step of the forging

- grubość początkowa ścianki półfabrykatu- initial wall thickness of the semi-finished product

- prędkość ruchu postępowego tylnego obrotowego uchwytu- speed of translation of the rear rotating handle

- prędkość stożkowych walców w kierunku promieniowym od osi walcowania- speed of conical rolls in the radial direction from the rolling axis

- prędkość ruchu postępowego przedniego obrotowego uchwytu- speed of translation of the front rotating handle

- prędkość stożkowych walców w kierunku promieniowym do osi walcowania- speed of conical rolls in the radial direction to the rolling axis

- prędkość ruchu postępowego w kierunku osiowym przedniego obrotowego uchwytu- speed of translational movement in the axial direction of the front rotating handle

- prędkość ruchu postępowego tylnego obrotowego uchwytu podczas walcowania skrajnego stopnia półwyrobu- speed of the translational movement of the rear rotary holder during rolling of the extreme stage of the semi-finished product

- prędkość ruchu obrotowego stożkowych walców- speed of rotation of conical rollers

- kąt rozwarcia powierzchni stożkowych, stożkowych walców- opening angle of the surfaces of conical, conical cylinders

- kąt skręcenia stożkowych walców- angle of rotation of conical rollers

Claims

1. A method of rolling axisymmetric stepped forgings, characterized by the fact that the semi-finished product (7) is heated to a temperature ranging from 1000°C to 1280°C, then the heated semi-finished product (7) is placed in the rear rotary holder (4) located in the entrance zone (I) the working space of the four conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d) and in the introduction sleeve (6), then the four conical rolls (1a), (1b), (1c) and ( 1d) into rotation in the same direction and with equal speeds (n1), and then the rear rotary handle (4) is set into translational movement at constant speed (Vu1) towards the conical cylinders (1a), (1b), (1c) and (1d) and the semi-finished product (7) moves towards the rotating conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d), then the extreme end of the semi-finished product (7) is brought into contact with the conical surfaces (2a) , (2b), (2c) and (2d) of the four conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d), and the blank (7) together with the rear rotary holder (4) are set into rotation in direction opposite to the direction of rotation of the conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d) and the extreme end of the blank (7) is crushed, thereby reducing the cross-section of the extreme step (8a) on the blank (7) and calibrating the surface of the shaped extreme step (8a) on the blank (7) with cylindrical surfaces (3a), (3b), (3c) (3d) of conical cylinders (1a), (1b), (1c), (1d), then four conical rollers (1a), (1b), (1c) and (1d) are set in translational motion in radial directions with equal speeds (Vr1) and four conical rollers (1a), (1b), (1c) are gradually moved away ) and (1 d) from the axis of the rolled blank (7) and a conical step (8b) is formed, then the front rotary handle (5), which is located in the output zone (II), grabs the shaped extreme step (8a) on the blank (7), then the conical rollers (1a), (1b), (1c) and (1d) are set in translational motion with equal speeds (Vr2) towards the axis of the blank (7) and at the same time the front rotating handle (5) is moved together with the blank (7) at a constant speed (Vu3) in the axial direction, moving it away from the four conical cylinders (1a), (1b), (1c) and (1d) and the cylindrical surfaces (3a), (3b) are plunged, (3c) and (3d) into the semi-finished product (7), then the conical rollers (1a), (1b), (1c) and (1d) are stopped in translation, leaving their rotational motion, and at the same time the front rotating holder is set (5) with the blank (7) into a translational movement with constant speed (Vu2), in the axial direction and the front rotating holder (5) with the blank (7) moves away from the four conical cylinders (1a), (1b), (1c) and (1d) and reduces the cross-section of the blank (7) with the conical surfaces (2a), (2b), (2c) and (2d) of the conical cylinders (1a), (1b), (1c) and (1d) and forms the middle step (8c) is placed on the blank (7) with a diameter (d2) smaller than the initial diameter (for) the blank (7) and the surface of the middle step (8c) is calibrated with cylindrical surfaces (3a), (3b), (3c) and (3d) of the conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d), then the four conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d) are set in translational motion in the radial direction and four conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d) move away with equal speeds (Vr1) from the axis of the rolled blank (7) and at the same time the front, rotating handle (5) with the blank (7) moves at a constant speed (Vu3) in the direction of rolling, moving the front rotary handle (5) away from the conical rolls (1a), (1 b), (1c) and (1d), then the conical rolls (1a), (1b) are rolled , (1c) and (1d) into a translational movement with equal speeds (Vr2) towards the axis of the blank (7) and at the same time the front, rotating handle (5) with the blank (7) moves at a constant speed (Vu3) in accordance with rolling direction, moving the front rotary handle (5) away from the conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d) and digging into the cylindrical surfaces (3a), (3b), (3c) and (3d) of the conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d) into the blank (7) and a conical step (8d) is formed, then the conical rolls (1a), (1b), (1c) and (1d) are stopped in translational movement, leaving their rotational movement and at the same time the front rotary holder (5) with the blank (7) is set in translational movement at a constant speed (Vu4), in accordance with the rolling direction and reduced by the conical surfaces (2a), (2b), ( 2c) (2d) of conical cylinders (1a), (1b), (1c) and (1d), a cross-section of the blank (7) and the extreme step (8e) is formed on the blank (7) and the surface of the extreme step (8e) is calibrated with the surfaces cylindrical (3a), (3b), (3c) and (3d) of the conical cylinders (1a), (1b), (1c) and (1d) and a forging (8) in the shape of a stepped railway axle is obtained.

2. The method according to claim 1, characterized in that the semi-finished product (7) has the shape of a rod section with an initial diameter (do) equal to the largest diameter of the steps (8f) and (8g) of the forging (8) and an initial length (Lo) smaller than the length (L1) of the forging (8). ).

3. The method according to claim 1, characterized in that the semi-finished product (7) has the shape of a pipe section with an initial diameter (do) equal to the largest diameter of the stages (8f) and (8g) of the forging (8) and an initial length (Lo) smaller than the length (L1) of the forging (8). ) and a wall thickness ranging from 0.2 of the initial diameter (for) the blank (7) to 0.3 of the initial diameter (for) the blank (7).