[發明專利]一種確定臺階雙錐截面環件徑向輾擴毛坯尺寸的方法

無效

• 申請號: 201310193352.9
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103230992A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 李蘭云;李霄;劉靜;何志;鄢南平
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: B21H1/06
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

技術領域

本發明屬于環件軋制精確塑性成形制造技術領域，具體涉及一種確定臺階雙錐截面環件徑向輾擴毛坯尺寸的方法。

背景技術

臺階雙錐截面環件是一種典型的異形截面環件，它被廣泛應用于航空、航天、汽車、軸承等工業領域中。預成形坯料的幾何尺寸是臺階雙錐截面環件軋制成形過程重要的幾何工藝參數。毛預成形坯料設計是否合理，不僅是能否實現臺階雙錐截面環件軋制順利開展并穩定進行的前提條件，而且直接影響著軋制工藝參數的優化設計及最終成形環件的幾何形狀。

然而，目前關于臺階雙錐截面環件軋制過程中的預成形毛坯，大多是依賴經驗直接給定，設計方法較為粗糙，缺乏科學理論依據，導致軋制成形的環件與實際需求的最終環件產品存在較大的差距，需要進行大量的切削加工等后續工序才能獲得最終的環件產品，這不僅延長了生產周期，而且浪費了原材料、增加了生產成本。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供了一種確定臺階雙錐截面環件徑向輾擴毛坯尺寸的方法，以提高臺階雙錐截面環件軋制成形過程中預成形坯料設計的效率和精度，具有周期短、精確度高、節約原料和降低生產成本的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種確定臺階雙錐截面環件徑向輾擴毛坯尺寸的方法，具體包括如下步驟：

步驟一，確定臺階雙錐截面環件軋制過程中的預成形坯料為臺階雙錐截面毛坯；

步驟二，確定臺階雙錐截面毛坯幾何尺寸的計算公式，臺階雙錐截面毛坯的幾何尺寸包括毛坯的外半徑????????????????????????????????????????????????、端面半徑、內半徑和軸向高度以及其臺階部分的軸向高度；

根據塑性成形中的體積不變原理，有

?????????????????????????????????????????(1)

根據軋制比為軋制前毛坯徑向截面面積與軋制后環件徑向截面面積之比的定義，有

?????????????????????????????????????????(2)

由臺階雙錐截面毛坯的結構可知

???????????????????(3)

??????????(4)

?????????????????????????????????????????(5)

將式(2)和式(5)代入式(3)中后變形有

?????????????????????????????(6)

將式(1)和式(5)代入式(4)后變形有

??????(7)

由于選用的成形方式為閉式徑向軋制，故有

??????????????????????????????????????????????????(8)

??????????????????????????????????????????????????(9)

式(8)和式(9)代入到式(6)和式(7)后有

??????????????????????????????????????(10)

???????(11)

令

????????????????????????????????????????????????(12)

?????????????????????????????????????????(13)

?????????????????????(14)

則式(10)和式(11)變為

?????????????????????????????????????????(15)

??????????????????????????????????????(16)

聯立式(15)和式(16)求解可得

?????????????????????????????????????(17)

???????????????????????????????????????(18)

再將式(18)代入式(5)中可得

????????????????(19)

再令

????????????????????????????????????????(20)

則式(19)變為

????????????????????????????????????(21)