[發明專利]一種用于梯形截面軸承環軋制的環坯及環坯設計方法

有效

• 申請號: 201710740968.1
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107545107B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 鄧松;華林
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;F16C33/02;B21H1/06
• 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;汪瑋華

1.一種用于梯形截面軸承環軋制的環坯的設計方法，所述環坯包括圓環形本體，所述圓環形本體的兩端頭的外表面為對稱的圓錐形結構，其特征在于，包括如下步驟：

S1)首先將梯形截面軸承環鍛件沿軸向分割為上倒圓臺段、小圓柱段和下圓臺段三部分，體積分別為V₁、V₂、V₃，V₁＝V₃，鍛件的總體積V＝2V₁+V₂，再將環坯沿軸向分割為上圓臺段、大圓柱段和下倒圓臺段三部分，體積分別為V₀₁、V₀₂、V₀₃，V₀₁＝V₀₃，環坯的總體積V₀＝2V₀₁+V₀₂，根據體積不變原則，有V＝V₀，然后對鍛件和環坯中間段的體積進行關聯分析，定義鍛件和環坯的體積分配系數μ以及體積比系數λ；

S2)通過參數化建立梯形截面軸承環坯熱軋成形模型，對熱軋成形的梯形截面軸承環截面應變均勻性通過如下公式評估，

其中，ε'—等效應變標準差；ε_i—各節點單位等效應變值；n—節點單位數量；—等效應變平均值，

進而確定不同環坯結構熱軋成形的梯形截面軸承環的應變標準差，從而得出顯著提高梯形截面軸承環的變形均勻性的最佳梯形截面軸承環坯結構，即可確定合理體積分配系數μ和體積比系數λ。

2.根據上述權利要求1所述的一種用于梯形截面軸承環軋制的環坯的設計方法，其特征在于，所述步驟S1)中包括如下內容：鍛件高度為B，外徑為D，最大內徑為D₁，最小內徑為d，小圓柱段高度為b，下圓臺段的軸向截面為梯形AKCG，梯形上下兩底邊與中心線的交點分別為E、F，兩腰延長線的交點為O，根據幾何學，ΔOAK～ΔOCG，有AK/CG＝OE/OF，設OE＝h₁，則得到：

又因為AK＝d，CG＝D₁，則有由此得到：

V＝V₁+V₂+V₃＝2V₁+V₂；

環坯高度為H₀，外徑為D₀，內徑為d₀，小圓柱段高度為h₀，上圓臺段的軸向截面為梯形A₀B₀C₀G₀，兩腰延長線的交點為O₀，腰線與水平面夾角為α₀，根據幾何學，ΔO₀A₀B₀∽ΔO₀C₀G₀，則得：A₀B₀/C₀G₀＝O₀E₀/O₀F₀，令O₀E₀＝h₀₁，由于O₀F₀＝O₀E₀+E₀F₀，則根據幾何關系知：

根據幾何學相似關系得：

于是

V₀＝V₀₁+V₀₂+V₀₃＝2V₀₁+V₀₂，

根據體積不變原則，有V＝V₀，然后對鍛件和環坯中間段的圓柱體積進行關聯分析，定義體積分配系數μ，以及體積比系數λ，則，

V₂＝μV，V₀₂＝μλV，