[發(fā)明專利]一種用于梯形截面軸承環(huán)軋制的環(huán)坯及環(huán)坯設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710740968.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN107545107B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧松;華林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明提出一種用于梯形截面軸承環(huán)軋制的環(huán)坯及環(huán)坯設(shè)計(jì)方法，包括圓環(huán)形本體，圓環(huán)形本體的兩端頭的外表面為對(duì)稱的圓錐形結(jié)構(gòu)，通過合理分配環(huán)坯金屬體積，保證熱軋中金屬體積沿周向流動(dòng)成形梯形截面軸承環(huán)鍛件，先對(duì)環(huán)坯和鍛件的體積進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，定義體積分配系數(shù)μ和體積比系數(shù)λ，再對(duì)熱軋成形的梯形截面軸承環(huán)鍛件截面應(yīng)變均勻性進(jìn)行評(píng)估，得出顯著提高梯形截面軸承環(huán)鍛件變形均勻性的最佳結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提高梯形截面軸承環(huán)變形均勻性，進(jìn)而提高梯形截面軸承環(huán)組織細(xì)化均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于梯形截面軸承環(huán)件軋制成形的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于梯形截面軸承環(huán)軋制的環(huán)坯及環(huán)坯設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

目前，軸承公司普遍采用一端有錐度的軸承環(huán)坯(如附圖1所示)熱軋成形制造梯形截面軸承環(huán)鍛件，該軸承環(huán)坯小端呈錐形，熱軋中金屬沿著軸向從大端向小端流動(dòng)填充空腔。在環(huán)鍛件大端，金屬軋制成形；而環(huán)鍛件小端，金屬填充成形，這導(dǎo)致梯形截面軸承環(huán)鍛件塑形變形軸向分布不均勻，梯形截面軸承環(huán)鍛件組織細(xì)化不均勻，材料內(nèi)部產(chǎn)生大量的位錯(cuò)、亞結(jié)構(gòu)等晶體缺陷分布不均勻，導(dǎo)致再結(jié)晶形核位置分布不均勻，梯形截面軸承環(huán)組織細(xì)化不均勻。需要通過改進(jìn)環(huán)坯結(jié)構(gòu)合理分配毛坯金屬體積，使熱軋成形的梯形截面軸承環(huán)應(yīng)變分布較均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于梯形截面軸承環(huán)軋制的環(huán)坯及環(huán)坯設(shè)計(jì)方法，根據(jù)軋輥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理分配環(huán)坯金屬體積，保證熱軋中金屬體積沿周向流動(dòng)成形梯形截面軸承環(huán)，提高梯形截面軸承環(huán)變形均勻性，進(jìn)而提高梯形截面軸承環(huán)組織細(xì)化均勻性。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種用于梯形截面軸承環(huán)軋制的環(huán)坯，其特征在于，包括圓環(huán)形本體，所述圓環(huán)形本體的兩端頭的外表面為對(duì)稱的圓錐形結(jié)構(gòu)。

一種用于梯形截面軸承環(huán)軋制的環(huán)坯的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1)首先將梯形截面軸承環(huán)鍛件沿軸向分割為上倒圓臺(tái)段、小圓柱段和下圓臺(tái)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(huán)坯沿軸向分割為上圓臺(tái)段、大圓柱段和下倒圓臺(tái)段三部分，體積分別為V₀₁、V₀₂、V₀₃，V₀₁＝V₀₃，環(huán)坯的總體積V₀＝2V₀₁+V₀₂，根據(jù)體積不變?cè)瓌t，有V＝V₀，然后對(duì)鍛件和環(huán)坯中間段的體積進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，定義鍛件和環(huán)坯的體積分配系數(shù)μ以及體積比系數(shù)λ；

S2)通過參數(shù)化建立梯形截面軸承環(huán)坯熱軋成形模型，對(duì)熱軋成形的梯形截面軸承環(huán)截面應(yīng)變均勻性通過如下公式評(píng)估，

其中，ε'—等效應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)差；ε_i—各節(jié)點(diǎn)單位等效應(yīng)變值；n—節(jié)點(diǎn)單位數(shù)量；—等效應(yīng)變平均值，

進(jìn)而確定不同環(huán)坯結(jié)構(gòu)熱軋成形的梯形截面軸承環(huán)的應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)差，從而得出顯著提高梯形截面軸承環(huán)的變形均勻性的最佳梯形截面軸承環(huán)坯結(jié)構(gòu)，即可確定合理體積分配系數(shù)μ和體積比系數(shù)λ。

按上述方案，所述步驟S1)中包括如下內(nèi)容：鍛件高度為B，外徑為D，最大內(nèi)徑為D₁，最小內(nèi)徑為d，小圓柱段高度為b，下圓臺(tái)段的軸向截面為梯形AKCG，梯形上下兩底邊與中心線的交點(diǎn)分別為E、F，兩腰延長(zhǎng)線的交點(diǎn)為O，根據(jù)幾何學(xué)，ΔOAK～ΔOCG，有AK/CG＝OE/OF，設(shè)OE＝h₁，則得到：又因?yàn)锳K＝d，CG＝D₁，則有由此得到：