[发明专利]双球面环件轧制成形方法

权利要求书

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=π(R2-r2)b+πR2(B-b)-π12(B3-b3)-πr1(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：

H0=λA2B=λ(B2R2-B24+R2arcsinB4-b2r2-b24-r2arcsinb4-r1(B-b))2B0]]>

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：

R0=VπλA+λA4B,]]>r0=VπλA-λA4B,]]>

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：

R1i≥R1imin=R2i(R0-r0)17.5βR2i-(R0-r0),]]>R2i≥R2imin=R1i(R0-r0)17.5βR1i-(R0-r0)]]>

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：

R1i+R2i+S1+S2=Lmax+Lmin2,]]>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=f2nR1i2R0(1+R1i/R2i)2(1+R1iR2i+R1iR0-R1ir0)]]>

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。