双球面环件轧制成形方法

摘要

本发明涉及一种双球面环件轧制成形的方法。双球面环件轧制成形的方法，其特征在于它包括以下步骤：1)制坯：将棒料段从室温均匀加热到高塑性、低抗力的热变形温度，然后将热态的棒料段镦粗、冲孔、冲连皮，并去应力退火，制成冷轧用环件毛坯；确定环件毛坯尺寸：首先根据环件尺寸和轧制比设计环件毛坯尺寸；2)确定轧制孔型：根据环件轧制变形条件和轧环机结构要求设计驱动辊和芯辊工作型腔；3)轧制参数确定：根据环件轧制变形条件设计驱动辊转速和芯辊进给速度；4)轧制：将加工好的环件毛坯放入轧环机孔内，按上述轧制参数轧制成环件。本发明具有生产效率高、生产成本低、产品质量好的特点。

主权项

1.双球面环件轧制成形的方法，其特征在于它包括以下步骤：1)制坯：将棒料段从室温均匀加热到热变形温度，然后将热态的棒料段镦粗、冲孔、冲连皮，并去应力退火，制成冷轧用环件毛坯；环件毛坯尺寸确定过程如下：a)计算冷轧成形的双球面截面环件体积V：$V=\pi (R^2-r^2)b+\pi R^2(B-b)-\frac{\pi }{12}(B^3-b^3)-\pi r_1(B-b),$R、r、B、b、r₁、H分别为环件球面外半径、环件球面内半径、环件高度、环件内球面高度、环件端面内半径以及环件在中间直径上的壁厚；b)选择合适的轧制比轧制比定义为轧制前环件毛坯截面积A₀与轧制后的环件截面积A之比，轧制比取为1.2≤λ≤2.33；c)根据环件体积和轧制比确定环件毛坯尺寸环件毛坯壁厚H₀：$H_0=\frac{\mathrm{\lambda A}}{2B}=\frac{\lambda (\frac{B}{2}\sqrt{R^2-\frac{B^2}{4}}+R^2\arcsin \frac{B}{4}-\frac{b}{2}\sqrt{r^2-\frac{b^2}{4}}-r^2\arcsin \frac{b}{4}-r_1(B-b))}{2B_0}$R₀、r₀、B₀、H₀分别为环件毛坯外半径、环件毛坯内半径、环件毛坯高度及环件毛坯壁厚；环件毛坯的内半径、环件毛坯的外半径：$R_0=\frac{V}{\mathrm{\pi \lambda A}}+\frac{\mathrm{\lambda A}}{4B},$$r_0=\frac{V}{\mathrm{\pi \lambda A}}-\frac{\mathrm{\lambda A}}{4B},$其中，V为环件体积，A为环件截面积；采用闭式孔型轧制，取环件毛坯高度B₀与环件高度B相等；2)确定轧制孔型轧辊孔型的确定包括驱动辊和芯辊工作型腔确定，驱动辊工作面半径和芯辊工作面半径应满足：$R_{1i}\ge R_{1i\min }=\frac{R_{2i}(R_0-r_0)}{17.5\beta R_{2i}-(R_0-r_0)},$$R_{2i}\ge R_{2i\min }=\frac{R_{1i}(R_0-r_0)}{17.5\beta R_{1i}-(R_0-r_0)}$式中，R_1i、R_2i分别为驱动辊工作面半径、芯辊工作面半径；R₀、r₀分别为环件毛坯外半径和内半径；β为摩擦角，β＝arctanμ为摩擦角，μ为摩擦系数；R_2i≤r₀-3mm；驱动辊与芯辊的形状由环件形状决定；驱动辊和芯辊的闭合中心距应在轧环机允许的闭合中心距范围内，而且驱动辊和芯辊的闭合槽深应不超过环件壁厚，通常有：$R_{1i}+R_{2i}+S_1+S_2=\frac{L_{\max }+L_{\min }}{2},$S₁+S₂≈H-(0.3～0.5)mm，式中，L_min为轧环机允许的最小闭合中心距，L_max为轧环机允许的最大闭合中心距，S₁为驱动辊侧壁宽度，S₂为芯辊侧壁宽度，H为环件在中间直径上的壁厚；3)轧制参数确定轧制参数包括驱动辊转速和芯辊进给速度，驱动辊线速度保持在V_d＝1.1～1.6m/s，驱动辊转速n为n＝V_d/2πR_1i，R_1i为驱动辊工作面半径，芯辊进给速度v按下式确定$v=\frac{f^{2}n{R}_{1i}^2}{R_0{(1+R_{1i}/R_{2i})}^2}(1+\frac{R_{1i}}{R_{2i}}+\frac{R_{1i}}{R_0}-\frac{R_{1i}}{r_0})$式中，n为驱动辊转速，f为环件与孔型间的摩擦系数，f通常取0.15～0.2；4)轧制：将加工好的环件毛坯放入轧环机孔内，按上述轧制参数轧制成环件。