blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"blackmet-1199Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИINFORMATION TECHNOLOGIES AND AUTOMATIC CONTROL IN FERROUS METALLURGYВлияние схем штамповки колесных заготовок на силовые режимы работы формовочного пресса и износ инструмента деформацииThe influence of wheel billet stamping schemes at power modes of forming press operation and at the wear of the deformation toolСниткоСергей АлександровичSnitkoS. A.

к.т.н., доцент каф. "Обработка металлов давлением"

SPIN-код 8463-3786

AuthorID 844696

snitko_sa@mail.ruЯковченкоАлександр ВасильевичYakovchenkoA. V.

д.т.н., проф. каф. "Механическое оборудование заводов черной металлургии"

SPIN-код 1314-1795

AuthorID 850425

Doctor of technical sciences, professor of the department "Processing of metals by pressure"

mond1991@mail.ruСотниковАлексей ЛеонидовичSotnikovA. L.

д.т.н., начальник научно-исследовательской части,

проф. каф. «Механическое оборудование заводов черной металлургии»

SPIN-код 5203-7480

Author ID 55808817100

ResearcherID P-4344-2015

Doctor of technical sciences, professor of the department "Mechanical equipment of ferrous metallurgy plants"

0713019870@mail.ruГОУ ВПО "Донецкий национальный технический университет"РоссияDonetsk National Technical UniversityRussian Federation2018060520186151199Copyright © Снитко С.А., Яковченко А.В., Сотников А.Л., 20182018Снитко С.А., Яковченко А.В., Сотников А.Л.Snitko S.A., Yakovchenko A.V., Sotnikov A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1199

Abstract. Ensuring the stability of the dimensions of the stamped-rolled railway wheels, the rational power modes of the press operation and the durability of the metal deformation tool parts, as well as the reduction of the mass of the initial billets, are actual scientific and technical tasks.

This durability largely determines the costs associated with the choice of steel grade for dies, technology of their manufacture and process lubrication.

In the present work, based on the results of finite element modeling, the analysis of the influence of stamping schemes of wheel blanks on the power modes of operation of a forming press and the wear of the deformation tool in relation to modern press rolling lines.

It is shown that the stamping schemes, which provide for the regulated distribution of metal between the central and peripheral parts of the billet delivered to the stamps, are characterized by a rational power mode of the forming press.

The average force in this case is 63-70% of the average force when stamping out of the billets, sagged by smooth slabs.

Elimination of premature filling of the hub contributes to a decrease in the average (by the upper and lower stamps) of the wear of molding dies by 20 - 24%.

It is established that in the process of metal reduction in the region of the disk, the earlier the formation of  the resistance is formed to flow of metal from the side of the molding ring is formed, the smaller the slip of the deformable metal relative to the surface of the molding dies in the zones of their most intense wear (the transition from the disk to the rim) and, as a consequence, less wear amount.

It has also been found that the metal deformation scheme in molding dies ensuring filling of the flange during axial metal reduction in the rim zone, decrease  the metal slippage relatively to the surface of the molding dies at the zones of transition from the disc to the rim. The additional decrease  of wear in this case is 27 - 33%.

Ensuring the stability of the dimensions of the stamped-rolled railway wheels, possibly on the basis of stamping schemes, providing a regulated distribution of metal between the central and peripheral parts of the billet and its self-centering in molding dies. This will reduce the weight of the initial billet by 7 - 10 kg.

железнодорожное колесосхема штамповкиколесная заготовкасиловой режимформовочный прессштампыизносrailway wheelstamping schemewheel billetpower modeforming pressdieswearГОУ ВПО "Донецкий национальный технический университет"ReferencesKushnarev A. V., Kirichkov A. A., Bogatov A. A., Puzyrev S. S. Modernization of Railroad Wheel Manufacturing Technology at Evraz Ntmk. Metallurgist. 2017, 60 (9-10), pp. 1080-1086.Kushnarev A. V., Kirichkov A. A., Bogatov A. A., Puzyrev S. S. Modernization of Railroad Wheel Manufacturing Technology at Evraz Ntmk. Metallurgist. 2017, 60 (9-10), pp. 1080-1086.Gorbatyuk, S.M., Pavlov, S.M., Shapoval, A.N., Gorbatyuk, M.S. Experience in application of screw rolling mill for deforming the billets of refractory metals. Metallurg. 1998, (5), pp. 32-35.Gorbatyuk, S.M., Pavlov, S.M., Shapoval, A.N., Gorbatyuk, M.S. Experience in application of screw rolling mill for deforming the billets of refractory metals. Metallurg. 1998, (5), pp. 32-35.Gorbatyuk, S.M., Pavlov, V.M., Shapoval, A.N., Gorbatyuk, M.S. Experimental use of rotary rolling mills to deform compacts of refractory metals. Metallurgist. 1998, 42 (5-6), pp. 178-183.Gorbatyuk, S.M., Pavlov, V.M., Shapoval, A.N., Gorbatyuk, M.S. Experimental use of rotary rolling mills to deform compacts of refractory metals. Metallurgist. 1998, 42 (5-6), pp. 178-183.Gorbatyuk, S.M., Kochanov, A.V. Method and equipment for mechanically strengthening the surface of rolling-mill rolls. Metallurgist. 2012, 56 (3-4), pp. 279-283.Gorbatyuk, S.M., Kochanov, A.V. Method and equipment for mechanically strengthening the surface of rolling-mill rolls. Metallurgist. 2012, 56 (3-4), pp. 279-283.Zakharov, A.N., Gorbatyuk, S.M., Borisevich, V.G. Modernizing a press for making refractories. Metallurgist. 2008, 52 (7-8), pp. 420-423.Zakharov, A.N., Gorbatyuk, S.M., Borisevich, V.G. Modernizing a press for making refractories. Metallurgist. 2008, 52 (7-8), pp. 420-423.Vdovin K. N., Tochilkin Viktor V., Tochilkin Vasilii V. Technologies for Controlling Flows of Steel and the Development of Refractory Structures for the Tundish of a Four-Strand Continuous Caster. Refractories and Industrial Ceramics. 2016, Vol. 57, no. 1, pp. 6 – 8.Vdovin K. N., Tochilkin Viktor V., Tochilkin Vasilii V. Technologies for Controlling Flows of Steel and the Development of Refractory Structures for the Tundish of a Four-Strand Continuous Caster. Refractories and Industrial Ceramics. 2016, Vol. 57, no. 1, pp. 6 – 8.Kushnarev A. V., Kirichkov A. A., Petrenko Y. P., Bogatov A. A. Production of high-quality railroad wheels. Steel in Translation. 2010, Vol. 40, Iss. 3, рр. 268 – 272.Kushnarev A. V., Kirichkov A. A., Petrenko Y. P., Bogatov A. A. Production of high-quality railroad wheels. Steel in Translation. 2010, Vol. 40, Iss. 3, рр. 268 – 272.Kushnarev A. V., Kirichkov A. A., Shestak V. D. etc. Introduction of wheel production on a new pressing and rolling line. Steel in Translation. 2010, Vol. 40, Iss. 12, рр. 1098 – 1100.Kushnarev A. V., Kirichkov A. A., Shestak V. D. etc. Introduction of wheel production on a new pressing and rolling line. Steel in Translation. 2010, Vol. 40, Iss. 12, рр. 1098 – 1100.Yakovchenko A.V., Perkov B.A.; Korzh D.V. etc. The ways for lowering in metal consumption upon production of seamless rolled wheels. Metallurgicheskaya i Gornorudnaya Promyshlennost. 2002. Iss. 4, pp. 42-44.Yakovchenko A.V., Perkov B.A.; Korzh D.V. etc. The ways for lowering in metal consumption upon production of seamless rolled wheels. Metallurgicheskaya i Gornorudnaya Promyshlennost. 2002. Iss. 4, pp. 42-44.Кушнарев А.В. Разработка научных основ и внедрение современной технологии производства железнодорожных колес с высокими эксплуатационными характеристиками // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении: Сб. науч. трудов. Екатеринбург: Унив. Тип. «Альфа Принт». 2012. С. 626 - 637.Кушнарев А.В. Разработка научных основ и внедрение современной технологии производства железнодорожных колес с высокими эксплуатационными характеристиками // Инновационные технологии в металлургии и машиностроении: Сб. науч. трудов. Екатеринбург: Унив. Тип. «Альфа Принт». 2012. С. 626 - 637.Снитко С. А., Яковченко А. В. Механизм исправления асимметрии при штамповке колесных заготовок // Обработка материалов давлением: сб. науч. тр., Краматорск: ДГМА, 2012. №4(33). С. 95 - 99.Снитко С. А., Яковченко А. В. Механизм исправления асимметрии при штамповке колесных заготовок // Обработка материалов давлением: сб. науч. тр., Краматорск: ДГМА, 2012. №4(33). С. 95 - 99.Снитко С.А. Технологические схемы и механизмы, обеспечивающие повышение точности и стабильности размеров штампованных колесных заготовок // Сталь. 2013. № 10. С. 72 – 80.Снитко С.А. Технологические схемы и механизмы, обеспечивающие повышение точности и стабильности размеров штампованных колесных заготовок // Сталь. 2013. № 10. С. 72 – 80.Solomonov K.N. Application of CAD/CAM Systems for Computer Simulation of Metal Forming Processes. Materials Science Forum. 2012, vol. 704-705, pp. 434-439.Solomonov K.N. Application of CAD/CAM Systems for Computer Simulation of Metal Forming Processes. Materials Science Forum. 2012, vol. 704-705, pp. 434-439.Larin S.N., Platonov V.I., Solomonov K.N. Approach to assessment of microdamages accumulated during the constrained molding of shells made of the material subject to energy theory of creep and damage. Journal of Chemical Tech-nology and Metallurgy. 2017, vol. 52, no. 4, pp. 679-684.Larin S.N., Platonov V.I., Solomonov K.N. Approach to assessment of microdamages accumulated during the constrained molding of shells made of the material subject to energy theory of creep and damage. Journal of Chemical Tech-nology and Metallurgy. 2017, vol. 52, no. 4, pp. 679-684.Данченко В.Н. , Дыя Х., Шрамко А.В. и др. Исследование напря-женнного состояния формовочных штампов и условий контактного трения с помощью компьютерного моделирования при штамповке заготовок железнодорожных колес // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Нові рішення в сучасних технологіях. 2012. №46(952). С. 28 – 32.Данченко В.Н. , Дыя Х., Шрамко А.В. и др. Исследование напря-женнного состояния формовочных штампов и условий контактного трения с помощью компьютерного моделирования при штамповке заготовок железнодорожных колес // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Нові рішення в сучасних технологіях. 2012. №46(952). С. 28 – 32.Кушнарев А.В. , Киричков А.А. , Богатов А.А. и др. Стойкость штампового инструмента при изготовлении железнодорожных колес // Производство проката. 2015. №5. С. 46 – 48.Кушнарев А.В. , Киричков А.А. , Богатов А.А. и др. Стойкость штампового инструмента при изготовлении железнодорожных колес // Производство проката. 2015. №5. С. 46 – 48.Бобырь С.В. , Дёмина Е.Г. , Беседнов С.В. и др. Влияние химического состава и типа поверхностных дефектов на стойкость штампов пресса 10 000 тонн из низколегированных сталей // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2014. №1. С. 65 – 69.Бобырь С.В. , Дёмина Е.Г. , Беседнов С.В. и др. Влияние химического состава и типа поверхностных дефектов на стойкость штампов пресса 10 000 тонн из низколегированных сталей // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2014. №1. С. 65 – 69.Дыя Х., Сыгут М. Теоретический анализ износа калибров в процессе прокатки круглых прутков // Вестник МГТУ им. Г.Н. Носова. 2013. №3. С. 41 – 47.Дыя Х., Сыгут М. Теоретический анализ износа калибров в процессе прокатки круглых прутков // Вестник МГТУ им. Г.Н. Носова. 2013. №3. С. 41 – 47.Рычков С.С., Кинзин Д.И. Моделирование износа валков методом конечных элементов при прокатке в калибрах простой формы // Калибровочное бюро. 2013. Выпуск 1. С. 29 – 42.Рычков С.С., Кинзин Д.И. Моделирование износа валков методом конечных элементов при прокатке в калибрах простой формы // Калибровочное бюро. 2013. Выпуск 1. С. 29 – 42.Snitko Sergey, Duzhurzhi Alexander. Features Finite-Element Modeling of the Deformation Exact Mass. Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. 2012. Vol. 9, Nr 9. pp. 1505-1510.Snitko Sergey, Duzhurzhi Alexander. Features Finite-Element Modeling of the Deformation Exact Mass. Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. 2012. Vol. 9, Nr 9. pp. 1505-1510.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.