[發明專利]一種斜槽截面環件復合進給精密軋制成形方法

有效

• 申請號: 201610310801.7
• 申請日: 2016-05-12
• 公開（公告）號: CN105964841B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 錢東升;何松;鄧加東;華林
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B21H1/06
• 分類號: B21H1/06;B21B27/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 唐萬榮,王淳景

1.一種斜槽截面環件復合進給精密軋制成形方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、環坯設計：

S101、依據塑性變形體積不變原理，考慮環坯加熱氧化燒損，取燒損系數ω為3％～5％，確定環坯體積V₀＝(1+ω)V(1)

式中，V為斜槽型截面環件體積；

S102、根據形狀相似原則，設計環坯的外輪廓為平滑連接的上下外圓柱面和中間外錐面，其內輪廓與環件內輪廓相似，即具有內圓柱面和內錐面；

S2、軋制孔型設計：軋制孔型設計成閉式孔型，復合軋環過程包含雙輥雙向進給和單輥單向進給兩種進給模式，雙輥雙向進給軋環階段，軋制孔型由主進給輥、芯輥和副進給輥工作面組成，單輥單向進給軋環階段，軋制孔型由主進給輥和芯輥工作面組成：

S201、主進給輥和芯輥工作面設計：主進給輥工作面設計為帶有成形環件凹斜槽錐形外表面的凸臺，芯輥工作面設計為由圓柱面和錐形面組成；

S202、副進給輥工作面設計：為保證孔型對應，副進給輥型腔結構設計為與主進給輥一致；

S203、信號輥工作面設計：為保證孔型對應，信號輥型腔結構設計為與主進給輥一致；

S3、軋制成形：加工環坯和軋制孔型，在軋制設備上安裝好軋制孔型，將環坯置于主進給輥上，調整副進給輥和信號輥位置，按照雙輥雙向進給和單輥單向進給兩種進給模式復合進行軋制：首先采用雙輥雙向進給模式，主進給輥和副進給輥均以慢速進給，使環坯咬入軋制孔型，并在未鍛透情況下產生局部變形，金屬主要沿徑向流動填充軋輥型腔而成形斜槽；當環坯表面輪廓基本充滿軋輥型腔后，停止副進給輥進給，采用單輥單向進給模式，提升主進給輥進給速度，使環件鍛透產生直徑擴大的整體變形，此時副進給輥緊貼環坯隨其直徑擴大而向后移動，起普通軋環導向輥作用，當環坯直徑擴大至與信號輥接觸時，停止主進給輥進給，軋制過程結束。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S101中，斜槽型截面環件的外輪廓為兩個不同外徑的上下臺階和中間外錐面，其內輪廓為內圓柱面和內錐面，斜槽型截面環件體積V為：

V=πR12B1+πR22B2+π(B-B1-B2)3[(R1-H1)2+(R2-H2)2+(R1-H1)(R2-H2)]-πr12B1-π(B-B3)3(r12+r22+r1r2)---(2)]]>

式中：R₁—環件小端臺階外半徑，R₂—環件大端臺階外半徑，R₂＝(R₁-H₁+H₂)+(B-B₁-B₂)tanδ₁，r₁—環件內圓柱面半徑，r₂—環件內錐面大端半徑，r₂＝r₁+(B-B₃)tanδ，δ—環件內錐面錐角，δ₁—環件中間外錐面錐角，H₁—環件小端臺階凹槽深，H₂—環件大端臺階凹槽深，B₁—環件小端臺階高度，B₂—環件大端臺階高度，B₃—環件內圓柱面高度，B—環件總高度；

步驟S102中，環坯內錐面錐角δ₀＝δ，環坯內圓柱面半徑其中K為軋制比，取1.2～3，環坯內錐面大端半徑r₂₀＝r₁₀+(B-B₂)tanδ(4)；

由于采用閉式孔型軋制，取環坯總高度B₀＝B，環坯小端外圓柱面高度B₁₀＝B₁，環坯大端外圓柱面高度B₂₀＝B₂，環坯內圓柱面高度B₃₀＝B₃；

環坯體積V₀為

V0=πR102B10+πR202B20+π3(B0-B10-B20)(R102+R202+R10R20)-πr102B30-π3(B0-B30)(r102+r202+r10r20)---(5),]]>

為保證凹槽處臺階充型完整，需要保證環坯上下外圓柱端的體積比例與環件上下臺階端體積比例相等，即

式中：

V2=πR22B2-π3B2{[r1+(B-B2-B3)tanδ]2+r22+r2[r1+(B-B2-B3)tanδ]},]]>

V10=π(R102-r102)B1,]]>

V20=πR202B2-π3B2{[r10+(B-B2-B3)tanδ]2+r202+r20[r10+(B-B2-B3)tanδ]},]]>

由公式(1)至公式(6)可以得出環坯小端外圓柱面外半徑R₁₀、環坯內圓柱面半徑r₁₀、環坯大端外圓柱面外半徑R₂₀以及環坯內錐面大端半徑r₂₀。