[发明专利]一种非对称双台阶回转体零件三辊横轧成形方法

权利要求书

1.一种非对称双台阶回转体零件三辊横轧成形方法，其特征在于：采用三辊横轧方法一次稳定成形非对称双台阶回转体零件；具体包括如下步骤：（1）根据零件尺寸和非对称度，选定合适的毛坯形状，再根据金属流动规律确定体积分配比，进而确定毛坯尺寸并制坯；所述毛坯截面形状为矩形、锥台型或台阶型；（2）根据三辊横轧成形原理和设备结构以及毛坯、零件尺寸要求，先设计副轧辊工作面尺寸和位置，再确定主轧辊尺寸；（3）根据三辊横轧咬入条件以及轧辊尺寸、毛坯尺寸、零件尺寸依次设计轧制成形参数，所述轧制成形参数包括主轧辊转速、主轧辊进给速度和轧制时间；（4）按步骤（3）的轧制成形参数一次稳定轧制成形所述零件；轧制时主轧辊作主动旋转运动并同时向下作直线进给运动；左副轧辊、右副轧辊为轴心固定的空转辊，在毛坯带动下作被动旋转运动；零件在主动辊的旋转和径向进给作用下咬入三辊构成的孔型，产生连续旋转和局部塑性变形，经过多转变形积累，毛坯截面轮廓充满轧制孔型，完成轧制成形。

2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于：步骤（1）按照如下顺序进行：

1）计算零件的非对称度K_D

设R₁、R₂、R₃、r分别为零件上台阶半径、凹槽半径、下台阶半径和内孔半径；对于实心类零件，r=0；B₁、B₂、B₃分别为零件上台阶高度、凹槽高度和下台阶高度，则零件总高度B=B₁+B₂+B₃；V_Lu、V_Ld分别为零件上台阶体积和下台阶体积；

非对称系数非对称度K_D=|K_L-1|；

当K_D<0.1时，采用矩形截面毛坯；

当0.1≤K_D≤0.3，采用锥台型毛坯；

当K_D>0.3时，采用台阶型毛坯；

2）计算毛坯体积V

对于中心带小孔的零件，经三辊横轧变形后，内孔会出现轻微的腰鼓现象，因此毛坯尺寸要设计比零件内孔尺寸略小，计算毛坯体积时需将零件内孔尺寸进行调整；毛坯内孔半径r₀取（0.9~1）r，零件壁厚越小，r₀的取值越小；对于实心零件，不存在上述现象，即r₀=r=0；

故所需毛坯体积V=πR₁²B₁+πR₂²B₂+πR₃²B₃-πr₀²B；

将零件内孔半径r取r₀进行修正，以K_r表示零件凹槽半径与内孔半径之比，即

以凹槽一半高度处为界，将零件分为上下两部分，以V_u、V_d分别表示修正后零件上、下部分体积，则修正后零件上、下部分体积比为：

Kud=VuVd=2B1(R12-r2)+B2(R22-r2)3B3(R32-r2)+B2(R22-r2);]]>

修正后零件上半部分体积与总体积之比

毛坯上半部分体积与总体积之比K_U′=kK_U，k取0.8~1，非对称度越大，修正系数k值越小；

3）确定毛坯尺寸并制坯

毛坯高度B₀与零件高度B相等，B₀=B=B₁+B₂+B₃

①对于矩形毛坯

毛坯外半径R0=VπB0+r02]]>

②对于锥台型毛坯

毛坯外表面与回转轴间的夹角

其中a=19B2+19Bm2-19BBm,]]>b=V(Bm-BKud)πBm(B-Bm)-2V(Bm-BKud)(B+Bm)3πBBm(B-Bm)-r2-VπB,]]>

c=V2(Bm-B0Kud)2π2B02Bm2(B0-Bm)2,]]>Bm=B1+B22;]]>

毛坯小端外半径R0=V(Bm-BKud)πBBm(B-Bm)tanθ-13(B+Bm)tanθ]]>

③对于台阶型毛坯

毛坯小端外半径R0=r02(2B1+B2)+2VKudπ2B1+B2]]>

台阶高度B_L=B₃

台阶长度L=-BLR0+BL2R02-(R02B0-r02B0-Vπ)BL.]]>