Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 2. 2017 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 29 оси. К первой категории относятся такие способы как центробежное литье, литье намораживанием, непрерывное литье с использованием дорнов [7]. Во вторую категорию включены способы прессовой прошивки, сверления, и винтовой прокатки сплошной заготовки [8]. В настоящее время в качестве основного способа получения осевого отверстия применяется глубокое сверление чистовой сплошной оси. Сверление позволяет изготовить качественное внутреннее отверстие постоянного диаметра, используемое для точного ультразвукового контроля вагонной оси с возможностью проведения УЗК без демонтажа колесной пары с вагона [9]. Оси, изготовленные с использованием сверления, находят широкое применение в высокоскоростных поездах [10, 11]. Однако из-за своей высокой стоимости на пассажирских и грузовых поездах такие оси не применяются. Методика НИТУ «МИСиС» совместно с АО «ВМЗ» и ПАО «Мотовилихинские заводы» в настоящее время разрабатывает перспективную технологию производства полых вагонных осей. В основе данной технологии лежит совмещение процессов винтовой прошивки для получения отверстия в заготовке и радиальной ковки для изготовления черновой оси. Винтовая прошивка характеризуется высокой проработкой макроструктуры за счет активного тангенциального сдвигового смещения, формированием ориентации волокнистой структуры, которая в условиях циклических нагрузок благоприятно влияет на эксплуатационные свойства изделий, большей производительностью по сравнению с другими способами формирования внутреннего отверстия [12]. Рис. 1. Макростуруктура поперечного сечения толстостенной трубы Использование прошивки является более предпочтительным в сравнении с производством полых осей методом сверления. При сверлении разрезается сформированная ковкой структура металла, что ведёт к уменьшению допускаемой осевой нагрузки. В то же время прошивка позволяет получить внутреннее отверстие без разрушения волокнистой структуры. Положительное влияние винтовой прошивки отмечено при изготовлении экспериментальных железнодорожных колес из прошитых заготовок [13]. По разрабатываемой технологии в качестве исходной заготовки используется сплошная заготовка квадратного или круглого сечения, полученная методом непрерывного литья. Непрерывнолитую заготовку передают на радиально-ковочную машину и куют с минимальной степенью укова 3 для достижения необходимых механических свойств, макро- и микроструктуры [14]. Полученную поковку круглого сечения прошивают на стане винтовой прокатки в особотолстостенную гильзу и калибруют, а затем профилируют на РКМ