[發(fā)明專(zhuān)利]一種大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110444732.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102489638A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)東升;吳君三;汪小凱;吳劍;毛華杰;華林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 張家港海陸環(huán)形鍛件有限公司;武漢理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21H1/06
• 分類(lèi)號(hào): B21H1/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬(wàn)榮

1.一種大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制成形方法，通過(guò)連續(xù)回轉(zhuǎn)塑性變形，借助于軸向軋制孔型實(shí)現(xiàn)環(huán)件內(nèi)表面臺(tái)階直接軋制成形，其特征在于主要包括如下步驟：

(1)制坯：將棒料熱鍛、鐓粗、沖孔、沖連皮，按設(shè)定尺寸制成軋制用環(huán)件毛坯；

(2)軋制孔型設(shè)計(jì)：軋制孔型尺寸根據(jù)軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、軋制變形條件、環(huán)件毛坯尺寸確定，軸向軋制孔型尺寸由軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、環(huán)件毛坯和環(huán)件尺寸確定；

(3)軋制成形：將制好的環(huán)件毛坯放上軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，軋制過(guò)程中實(shí)時(shí)控制上、下錐輥后退，使其底端始終保持與環(huán)件上、下端面外徑處接觸，軋制過(guò)程按預(yù)軋制、主軋制、整形軋制三個(gè)階段合理分配進(jìn)給速度和進(jìn)給量進(jìn)行控制，當(dāng)所測(cè)環(huán)件外徑達(dá)到預(yù)定值時(shí)，軋制過(guò)程結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于各步驟具體為：

(1)制坯：確定環(huán)件毛坯尺寸；將棒料段從室溫均勻加熱到熱鍛變形溫度，然后將熱態(tài)料段在液壓機(jī)上鐓粗、沖孔、沖連皮，制成軋制用環(huán)件毛坯；環(huán)件毛坯尺寸根據(jù)環(huán)件尺寸、軋制比、徑向和軸向進(jìn)給量比值確定；

(2)軋制孔型設(shè)計(jì)：包括徑向軋制孔型和軸向軋制孔型設(shè)計(jì)；徑向軋制孔型設(shè)計(jì)參數(shù)包括均為圓柱面的主軋輥和芯輥工作面，孔型設(shè)計(jì)尺寸根據(jù)軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、軋制變形條件、環(huán)件毛坯尺寸確定；軸向軋制孔型設(shè)計(jì)參數(shù)包括一對(duì)上、下錐形軋輥的工作面，孔型設(shè)計(jì)尺寸由軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、環(huán)件毛坯和環(huán)件尺寸確定；

(3)軋制成形：將制好的環(huán)件毛坯放上徑軸向軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制；環(huán)件毛坯水平放置于主軋輥和芯輥之間對(duì)臺(tái)階孔進(jìn)行成形；上錐輥對(duì)環(huán)件毛坯的水平上端面進(jìn)行加工；下錐輥對(duì)環(huán)件毛坯的水平下端面進(jìn)行加工；軋制過(guò)程中根據(jù)測(cè)量輥所測(cè)環(huán)件外徑值實(shí)時(shí)控制上、下錐輥輥后退，使其底端始終保持與環(huán)件上、下端面外徑處接觸，軋制過(guò)程按預(yù)軋制、主軋制、整形軋制三個(gè)階段合理分配進(jìn)給速度和進(jìn)給量進(jìn)行控制，當(dāng)所測(cè)環(huán)件外徑達(dá)到預(yù)定值時(shí)，軋制過(guò)程結(jié)束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成形方法，其特征在于步驟(1)中環(huán)件毛坯尺寸按如下步驟確定：

1)計(jì)算環(huán)件體積

環(huán)件體積V按下式計(jì)算

V=π[Bb(R2-rb2)+Bs(R2-rs2)]]]>

其中，B_b、B_s分別為環(huán)件大孔部分和小孔部分軸向高度；r_b、r_s分別為環(huán)件大孔和小孔半徑；R為環(huán)件外徑；

2)確定軋制比

軋制比λ為環(huán)件毛坯截面積A₀與成形后的環(huán)件截面積A之比，即

λ=A0A=H0B0HbBb+HsBs]]>

其中，H₀、B₀為環(huán)件毛坯壁厚和軸向高度，H_b、H_s為分別為環(huán)件大孔和小孔部分壁厚，B_b、B_s為分別為環(huán)件大孔和小孔部分軸向高度；對(duì)于非矩形截面環(huán)件軋制，若軋制比過(guò)小，則環(huán)件截面輪廓不容易充滿(mǎn)；軋制比過(guò)大，軋制變形條件則不易滿(mǎn)足，且環(huán)件毛坯容易因過(guò)大變形而產(chǎn)生組織損傷、裂紋等缺陷；對(duì)于大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制，λ值取為2～4較合適；

3)確定徑向和軸向進(jìn)給量比值

環(huán)件毛坯在徑軸向軋制過(guò)程中，其徑向壁厚和軸向高度均減小；對(duì)于本發(fā)明內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制中，環(huán)件毛坯壁厚與高度的減少量比值即徑向與軸向進(jìn)給量比值η對(duì)環(huán)件內(nèi)臺(tái)階成形程度有重要影響；為保證環(huán)件內(nèi)臺(tái)階能較好成形，η可按下式確定：

η=ΔhΔb=H0-HsB0-Bs=Bb+BsHs]]>

其中，Δh＝H₀-H_s、Δb＝B₀-B_s分別為徑向和軸向進(jìn)給量；

4)確定環(huán)件毛坯尺寸

根據(jù)塑性變形體積不變?cè)恚_定環(huán)件毛坯尺寸為

H0=Hs2-(Bb+Bs)Bs2Hs+(Bb+Bs)λHs+(Hs2-(BbBs+Bs2)24Hs2]]>

B0=λ(HbBb+HsBs)H0,]]>R0=V2πB0H0+H02,]]>r0=V2πB0H0-H02.]]>