휠 단조는 철도 휠 제조에서 중요한 공정입니다.
프로세스의 첫 번째 단계는 상세한 휠 단조 다이어그램을 작성하는 것입니다. 이 다이어그램은 단조 공정의 각 단계에 대한 블랭크의 치수와 모양을 지정합니다. 이러한 블랭크의 디자인은 일반적으로 기존 휠 단조품을 기반으로 하며 디자이너의 경험에 따라 간단한 부피 계산 및 조정이 이루어집니다. 휠 단조 형상이 복잡한 경우 경험만으로는 변형 중 금속 흐름을 정확하게 예측할 수 없습니다. 이러한 상황에서는 신제품의 시험 생산 중에 조정이 이루어집니다.
휠 단조품의 설계 원칙이 가장 중요합니다. 이 프로세스는 고객의 도면에 설명된 모든 기술 사양을 충족하는 고품질 가공을 보장해야 합니다. 목표는 높은 생산율을 달성하여 제품을 적시에 납품하는 동시에 제조 비용을 줄이는 것입니다. 또한, 작업자의 노동 강도를 최소화하고 생산 중 안전을 보장하는 데 중점을 두고 설계해야 합니다.
일반적으로 휠 단조 다이어그램은 냉간 휠 단조 다이어그램에 열팽창 계수를 곱하여 계산됩니다. 그러나 단조 휠의 다양한 부품의 치수가 크게 다른 경우 작은 부품의 냉각 속도가 더 빠르고 최종 단조 온도가 큰 부품과 크게 다릅니다. 이러한 상황에서 열간 휠 단조 다이어그램의 설계는 다양한 부품에 대한 다양한 열팽창 계수를 고려해야 합니다.
단조 공정을 시작하려면 단조 휠의 조립 다이어그램을 분석하고 연구해야 합니다. 일반적으로 다음 단계가 포함됩니다.
· 블랭크 결정 : 단조에 적합한 블랭크 재료를 선택합니다.
· 생산 공정 경로 초안 작성 : 휠 단조를 위한 명확한 공정 경로를 설정합니다.
· 위치 결정 기준면 선택 : 단조 공정에 적합한 기준면을 선택합니다.
· 장비 및 도구 결정 : 각 프로세스에 필요한 장비, 도구, 고정 장치, 게이지 및 보조 도구를 식별합니다.
· 기술 요구사항 수립 : 주요 프로세스별 기술 사양 및 검사 방법을 설정합니다.
· 가공 여유 결정 : 가공 여유, 공정 치수 및 공차를 계산합니다.
· 절단수량 및 노동시간 정의 : 절단수량을 결정하고 노동시간 할당량을 설정합니다.
휠 단조에 사용되는 주요 재료는 탄소강과 합금강이며, 보조 재료로는 알루미늄, 마그네슘, 구리, 티타늄 및 이들의 합금이 사용됩니다. 이러한 재료는 막대, 주조 주괴, 금속 분말 및 액체 금속과 같은 다양한 형태로 제공됩니다.
변형 전 단면적과 변형 후 단면적의 비율을 단조비라고 합니다. 올바른 가열 온도, 유지 시간, 단조 시작 및 마무리 온도, 변형량 및 속도와 함께 올바른 단조 비율을 선택하는 것은 제품 품질을 향상하고 비용을 절감하는 데 중요합니다.
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