[发明专利]一种I型纵筋环件模内径向挤压成形工艺设计方法

权利要求书

1.一种I型纵筋环件模内径向挤压成形工艺设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)坯料尺寸确定：坯料外径D₁与目标锻件的外径D₀相同即D₁＝D₀，坯料轴向高度等于目标锻件的纵筋高度，即H₁＝H₀，由体积不变定律计算出坯料内径d₁为:

S2)套模尺寸确定：根据目标锻件确定，套模内径d_t与目标锻件外径D₀相等，套模轴向高度B_t与目标锻件轴向高度B₀相等，套模外径可根据套模材料和设备吨位进行强度设计来确定；

S3)第一次挤压成形：坯料通过模内轧环或机加工得到环坯，将环坯安装在套模内，第一凸模由动力源驱动，沿径向挤压环坯，使环坯内表面金属向第一凸模两侧堆积，进给量由目标锻件与环坯内径差值求得，完成第一次挤压后，第一凸模沿轴向退回初始位置，动力源驱动套模及环坯沿周向转动固定角度θ，n为成形环件的纵筋条数，重复上述步骤，直至压完一圈，最终实现环件内壁金属的分流，使之堆积在需要成形纵筋的位置；

S4)第二次挤压成形：将第一凸模取出，换上中部带有凹槽的第二凸模，套模及环坯旋转固定角度θ/2，使第二凸模的凹槽刚好对准环坯内表面堆积形成的纵筋位置，第二凸模沿径向挤压环坯后脱模，套模驱动环坯旋转固定角度θ至下一处纵筋位置，第二凸模再沿径向挤压，直至将整个环坯的n条纵筋挤压完毕；

S5)第三次挤压成形：将第二凸模取出，换上中部带有凹槽的第三凸模，第三凸模的凹槽刚好对准环坯内表面的纵筋位置，第三凸模沿径向挤压环坯后脱模，套模驱动环坯旋转固定角度θ至下一处纵筋位置，第三凸模再沿径向挤压，直至将整个环坯的n条纵筋挤压完毕；

S6)第四次挤压成形：将第三凸模取出，换上中部带有凹槽的第四凸模，第四凸模的凹槽刚好对准环坯内表面的纵筋位置，第四凸模沿径向挤压环坯后脱模，套模驱动环坯旋转固定角度θ至下一处纵筋位置，第四凸模再沿径向挤压，直至将整个环坯的n条纵筋挤压完毕，得到完整的I型纵筋环件。

2.根据权利要求1所述的一种I型纵筋环件模内径向挤压成形工艺设计方法，其特征在于，所述第一凸模为一侧端面为外凸结构的块体，第一凸模工作面轴向高度B_j等于目标锻件高度B₀，凸台面半径R_j等于目标锻件薄壁处内半径r，宽度H_j小于两根纵筋间距ΔI，宽度H_j＝ΔI-H_i，第一凸模上下端带侧壁，侧壁径向高度等于凸模高度加套模厚度，周向宽度与凸模相等，在挤压时，侧壁限制金属沿轴向流动，利于金属向挤压第一凸模两边堆积成形表面纵筋结构。

3.根据权利要求2所述的一种I型纵筋环件模内径向挤压成形工艺设计方法，其特征在于，所述第二凸模外形结构尺寸与第一凸模相同，第二凸模工作面中部带有第一凹槽，使堆积形成的纵筋向第一凹槽聚集，第一凹槽形状为T形，第一凹槽上端部分宽度约为L₂＝0.6L₀，L₀为目标锻件纵筋上端厚壁部分宽度，第二凸模上下端带侧壁，侧壁径向高度等于凸模高度加套模厚度，周向宽度与凸模相等，在挤压时，侧壁限制金属沿轴向流动，向第一凹槽汇集成表面纵筋结构。

4.根据权利要求3所述的一种I型纵筋环件模内径向挤压成形工艺设计方法，其特征在于，所述第三凸模外形结构尺寸与第一凸模相同，工作面中部带有第二凹槽，第二凹槽形状为T形，腹板高度比第一凹槽大，上端厚壁部分宽度等于目标锻件纵筋上端厚壁部分宽度L₃＝L₀,腹板高度略高于目标锻件纵筋高度H₃＝1.1～1.3H₀，腹板宽度等于目标锻件腹板厚度t₃＝t₀，第三凸模上下端带侧壁，侧壁径向高度等于凸模高度加套模厚度，周向宽度与凸模相等，在挤压时，侧壁限制金属沿轴向流动，向第二凹槽汇集成表面纵筋结构。

5.根据权利要求4所述的一种I型纵筋环件模内径向挤压成形工艺设计方法，其特征在于，所述第四凸模外形结构尺寸与第一凸模相同，工作面中部带有第三凹槽，第三凹槽形状为I型，与目标锻件的纵筋结构尺寸相同。