双沟槽截面环件冷辗扩成形的方法

摘要

本发明涉及一种双沟槽截面环件冷辗扩成形的方法，包括以下实现步骤：(1)制坯：将棒料段从室温均匀加热到锻造温度，然后镦粗、冲孔、冲连皮，制成辗扩用环件毛坯，环件毛坯的尺寸设计；(2)轧辊孔型设计；(3)辗环机辗扩成形，当测量所得双沟槽截面环件外直径达到预定值时，芯辊停止进给，辗扩过程结束，环件毛坯最终成形为规定尺寸的双沟槽截面环件。本发明采用环件冷辗扩工艺生产双沟槽截面环件，通过合理设计环件毛坯、辗扩孔型和成形参数，将矩形截面环件毛坯通过连续局部塑性变形成形为双沟槽截面环件，减少了原材料和加工工时消耗，改善了环件金属流线分布和组织性能，提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本。

主权项

1.双沟槽截面环件冷辗扩成形的方法，其特征在于包括以下实现步骤：(1)制坯：将棒料段从室温均匀加热到锻造温度，然后镦粗、冲孔、冲连皮，制成辗扩用环件毛坯，环件毛坯的尺寸设计过程包括：1)计算辗扩成形的双沟槽截面环件体积V_环件；2)选择辗扩比K对于双沟槽截面环件的冷辗扩，选择辗扩比K值为1.15～2.5；3)根据双沟槽截面环件体积和辗扩比确定环件毛坯的尺寸根据双沟槽截面环件的外直径D_oe与辗扩比K值计算环件毛坯的外直径D_oi为D_oi＝D_oe/K；根据环件毛坯的外直径D_oi、双沟槽截面环件体积V_环件和双沟槽截面环件轴向宽度B_e计算环件毛坯内直径D_ii为(2)轧辊孔型设计：驱动辊的工作面为圆柱面，芯辊的工作面由圆柱面和两个与双沟槽截面环件沟槽面对应的沟球面组合而成，用来成形双沟槽截面环件沟槽，驱动辊和芯辊的最小工作面半径应满足下述公式$R_d\ge R_{d\min }=\frac{R_x(R_{\mathrm{oi}}-R_{\mathrm{ii}})}{17.5\beta R_x-(R_{\mathrm{oi}}-R_{\mathrm{ii}})},$$R_x\ge R_{x\min }=\frac{R_d(R_{\mathrm{oi}}-R_{\mathrm{ii}})}{17.5{\mathrm{\beta R}}_d-(R_{\mathrm{oi}}-R_{\mathrm{ii}})}$式中，R_d、R_x分别为驱动辊和芯辊的工作面半径；R_ii、R_oi分别为环件毛坯的内、外半径，β为环件毛坯与轧辊之间的摩擦角；驱动辊和芯辊的闭合中心距应在辗环机允许的闭合中心距范围内，且驱动辊和芯辊的闭合槽的深度应不超过双沟槽截面环件的壁厚，应满足下述公式$R_d+R_x+S_d+S_x=\frac{L_{\max }+L_{\min }}{2},$S_d+S_x＝H-0.4mm式中，L_min和L_max分别为辗环机允许的最小和最大闭合中心距，S_d和S_x分别为驱动辊和芯辊的侧壁宽度，H为双沟槽截面环件的壁厚；(3)辗环机辗扩成形：将环件毛坯(4)放入辗环机内进行辗扩，辗扩中环件毛坯与轧辊间保持润滑，环件毛坯在驱动辊(1)旋转和芯辊(2)进给的作用下连续咬入辗扩孔型，辗扩过程中导向辊(3)紧贴环件毛坯外壁随环件毛坯外径扩大作随动导向运动，当测量所得双沟槽截面环件外直径达到预定值时，芯辊停止进给，辗扩过程结束，环件毛坯最终成形为规定尺寸的双沟槽截面环件。