[发明专利]大型薄壁环件径轴双向联合轧制成形的方法

说明书

本发明公开了一种大型薄壁环件径轴双向联合轧制成形的方法，其特征在于，首先确定大型薄壁环件的几何形状尺寸，再计算轧制比λ和变形量分配比k的取值范围，从所述范围中取λ值和k值，再根据大型薄壁环件的几何形状尺寸以及所取λ值和k值，推导出环坯的几何形状尺寸，再将环坯按照λ值和k值，轧制成形为大型薄壁环件。该方法主要用于航空、航天、工业机械等领域的大型薄壁环件成形。

技术领域

本发明涉及一种环件的轧制成形方法，特别是涉及了大型薄壁环件径轴双向联合轧制成形的方法。

背景技术

环件广泛应用于航空航天、能源、汽车、船舶、化工等工业领域中。大型薄壁环件传统的加工制造工艺为机械加工与马架扩孔工艺，但它们存在的变形抗力大、能源材料消耗大、后续机加工量大等缺点。环件双向联合辗轧作为一种先进塑性成形技术，具有产品性能好、材料利用率高和生产成本低等优点，是目前世界各国石油化工、能源机械、汽车和航空航天等高技术领域中的零构件成形制造实现轻量化、精确化、柔性化、高性能、高效率、低成本和短周期的重要途径。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供大型薄壁环件径轴双向联合轧制成形的方法，通过对轧制比以及变形量分配比等参数进行设计，提高了环件的组织性能。

为解决上述技术问题，本发明所述大型薄壁环件径轴双向联合轧制成形的方法，其技术方案包括以下步骤：

第一步，确定大型薄壁环件几何尺寸的取值，包括环件的外半径R₁、内半径r₁、径向壁厚B₁和轴向高度H₁；

第二步，确定环件双向联合辗轧时的芯辊的半径R；

第三步，按照不等式确定轧制比λ的取值范围；

第四步，按照不等式确定出变形量分配比k的取值范围；

第五步，设定环坯几何尺寸的取值，包括环件的外半径R₂、内半径r₂、径向壁厚B₂和轴向高度H₂；其中：

环坯的径向壁厚

环坯的轴向高度

环坯的内半径

环坯的外半径

第六步，在第三步中轧制比的取值范围任意取λ值，在第四步中变形量分配比的取值范围任意取k值；将λ值和k值代入环坯相应几何尺寸的计算公式中，得出环坯的相应几何尺寸；

第七步，按照环坯的相应几何尺寸，将原材料棒材段从室温均匀加热到锻造温度，然后经镦粗、冲孔、预轧、去应力退火，得到环坯；

第八步，将环坯放入加热炉中加热，当温度达到锻造温度时，取出并立刻将其放入双向联合辗轧机内，按照第六步中所取λ值和k值，对环坯进行双向联合辗轧，得到大型薄壁环件。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明所述的大型薄壁环件径轴双向联合轧制成形的方法，采用径轴双向轧制成形，该方法与传统的单向轧制相比，消除了环件端面的凹坑缺陷，多方向的变形更容易获得组织均匀性较好的环件。而且双向轧制更容易获得复杂的截面轮廓形状，因此，该方法主要适用于轧制大型、异型环件。

具体实施方式

实施本发明所述的大型薄壁环件径轴双向联合轧制成形的方法需要提供锻造加热炉、压力机、轧环机、机械手等设备。

本方法的步骤如下：