[發(fā)明專利]一種大截面壁厚變化比環(huán)鍛件的軋制成型方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010909540.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112122517A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小剛;方萍;楊超;陳洪波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豪梅特航空機(jī)件（蘇州）有限公司
• 主分類號(hào): B21H1/06
• 分類號(hào): B21H1/06;B21K1/76;B23P15/00
• 代理公司: 廣州博士科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44663
• 代理人: 馬天鷹

本發(fā)明提出了一種大截面壁厚變化比環(huán)鍛件的軋制成型方法，首先通過(guò)壓高沖孔得到具有圓弧面的沖孔毛坯件，再通過(guò)預(yù)軋和終軋步驟，借助相應(yīng)的工裝，使得由材料堆積在外徑的預(yù)軋環(huán)鍛件過(guò)渡至材料堆積到內(nèi)徑的終軋環(huán)鍛件，以得到所需的環(huán)鍛件；且軋制過(guò)程中的坯料、沖孔毛坯件以及相應(yīng)的工裝經(jīng)有限元軟件模擬分析后制成，采用相應(yīng)的工裝保證了軋制成型的質(zhì)量。采用本發(fā)明的軋制成型方法，能夠解決截面壁厚變化較大的環(huán)形件的問(wèn)題，提高了異型環(huán)鍛件原材料的利用率以及產(chǎn)品的合格率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及異型環(huán)形件的加工處理領(lǐng)域，特別是涉及一種大截面壁厚變化比環(huán)鍛件的軋制成型方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)鍛件原材料利用率較低，一般在15％以下，為提高原材料利用率越來(lái)越多的航空發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)鍛件設(shè)計(jì)成異形環(huán)。但由于一些特殊的零件結(jié)構(gòu)及金屬流動(dòng)性的限制，很多環(huán)鍛件異形程度不高，只能做一些簡(jiǎn)單的異形，材料利用率提升不大。如附圖1所示的異型環(huán)形件產(chǎn)品的截面，其截面壁厚變化比很大(H1/H2)，常規(guī)的鍛造工藝很難成型，在設(shè)計(jì)鍛件時(shí)只能把H2值壁厚設(shè)計(jì)的更大，降低截面壁厚變化比，造成原材料的利用率低，且產(chǎn)品的合格率低。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種大截面壁厚變化比環(huán)鍛件的軋制成型方法。

本發(fā)明的主要內(nèi)容包括：

一種大截面壁厚變化比環(huán)鍛件的軋制成型方法，所述環(huán)鍛件的截面具有呈平面的環(huán)鍛件外徑以及與所述環(huán)鍛件外徑相對(duì)設(shè)置的環(huán)鍛件內(nèi)徑，所述環(huán)鍛件內(nèi)徑呈曲面，且所述環(huán)鍛件外徑與所述環(huán)鍛件內(nèi)徑之間的最大距離的H1，所述環(huán)鍛件外徑與所述環(huán)鍛件內(nèi)徑的最小距離為H2，其中，H1大于H2；所述軋制成型方法包括如下步驟：

下料：按工藝要求切割及倒角，得到坯料；

沖孔：根據(jù)有限元分析法得到的壓高比，對(duì)坯料進(jìn)行壓高及沖孔，得到?jīng)_孔毛坯件，所述沖孔毛坯件的截面具有呈圓弧面的第一表面A和呈平面的第二表面A；

預(yù)軋：將沖孔毛坯件放入預(yù)軋外徑工裝內(nèi)，并采用環(huán)軋機(jī)對(duì)沖孔毛坯件進(jìn)行軋制，得到預(yù)軋環(huán)鍛件；所述預(yù)軋環(huán)鍛件的截面具有呈曲面的第一表面B和呈平面的第二平面B；

終軋：將預(yù)軋環(huán)鍛件放入終軋外徑工裝以及終軋內(nèi)徑工裝之間，并采用環(huán)軋機(jī)對(duì)預(yù)軋環(huán)鍛件進(jìn)行軋制，得到終軋環(huán)鍛件；所述終軋環(huán)鍛件與所述異型環(huán)形件的結(jié)構(gòu)相同；

其中，所述坯料、沖孔毛坯件、預(yù)軋外徑工裝、終軋外徑工裝以及終軋內(nèi)徑工裝均根據(jù)有限元分析軟件創(chuàng)建的相應(yīng)模型得到。

優(yōu)選的，有限元分析軟件創(chuàng)建相應(yīng)模型的步驟包括：

(1)向有限元分析軟件錄入異型環(huán)形件模型，包括異型環(huán)形件模型的尺寸以及材料種類；

(2)向有限元分析軟件錄入軋制成型的步驟，以及預(yù)軋外徑工裝、終軋外徑工裝以及終軋內(nèi)徑工裝的材料；

(3)有限元分析軟件結(jié)合步驟(1)、(2)的數(shù)據(jù)，模擬軋制成型的過(guò)程，將模擬輸出的異型環(huán)形件與異型環(huán)形件模型比較，得到符合設(shè)定條件的模擬輸出異型環(huán)形件相應(yīng)的坯料的尺寸、沖孔步驟中的壓高比、預(yù)軋外徑工裝、終軋外徑工裝、終軋內(nèi)徑工裝的尺寸參數(shù)。

優(yōu)選的，所述預(yù)軋外徑工裝包括預(yù)軋主體，所述預(yù)軋主體的外表面開(kāi)設(shè)有預(yù)軋型槽，所述預(yù)軋型槽與所述第一表面B相對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選的，所述預(yù)軋型槽包括預(yù)軋左法蘭擋邊、預(yù)軋型槽以及預(yù)軋右法蘭擋邊，所述預(yù)軋左法蘭擋邊和所述預(yù)軋右法蘭擋邊對(duì)稱設(shè)置；所述預(yù)軋型槽底呈平面，所述預(yù)軋左法蘭擋邊和所述預(yù)軋右法蘭擋邊包括依次連接的第一凹弧面、第一凸弧面以及第二凹弧面和第二凸弧面。

優(yōu)選的，還包括連接斜面，所述連接斜面設(shè)置在所述第二凹弧面和第二凸弧面之間，且兩個(gè)所述連接斜面與所述第二凹弧面連接的一端之間的距離小于其與所述第二凸弧面連接的一端的距離。