[发明专利]一种非对称双台阶环件辗扩毛坯尺寸的设计方法

说明书

本发明涉及一种非对称双台阶环件辗扩毛坯尺寸的设计方法。本发明主要是解决现有异形环件辗扩成形工艺的毛坯尺寸设计方法存在的金属材料分配不合理和制坯难度大的技术问题。本发明采用的技术方案是：该设计方法，所述非对称双台阶环件为环件上、下台阶外径不相同且上、下台阶的壁厚不相同的环件，设计步骤为：1)设环件凹槽高度的二分之一处为分界面，2)将毛坯设为带一个外台阶的环形毛坯并设定毛坯分界面与环件的分界面等高，3)计算环件上台阶部分体积V_u、下台阶部分体积V_d和总体积V₀，4)根据辗扩比K，确定毛坯内径d₀，5)计算毛坯的下半部分体积V'_d，确定毛坯小端外径d₂，6)计算毛坯体积V'₀，确定毛坯外台阶长度l，7)确定毛坯外台阶外径d₁。

技术领域

本发明涉及一种非对称双台阶环件辗扩毛坯尺寸的设计方法，它属于异形环件加工成形技术领域。

背景技术

毛坯尺寸的设计在异形环件辗扩成形工艺中是非常关键的环节，它关系着异形环件能否辗扩成形预期的尺寸。一般对于台阶类异形环件，台阶辗扩成形难度大，毛坯设计遵循体积不变、截面相等等原则，但对于非对称双台阶环件，上下具有两个外台阶，且台阶尺寸相差较大，若采用体积相等原则设计矩形截面毛坯，由于金属材料分配不合理，导致出现长台阶材料充填不满，短台阶材料堆积现象；而采用截面相等原则设计异形毛坯，环坯中间会出现凹槽，增大制坯难度，不符合实际生产。因此，上述毛坯设计方法不适用于非对称双台阶环件辗扩成形。

发明内容

本发明的目的是解决现有异形环件辗扩成形工艺的毛坯尺寸设计方法存在的金属材料分配不合理和制坯难度大的技术问题，提供一种非对称双台阶环件辗扩毛坯尺寸的设计方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种非对称双台阶环件辗扩毛坯尺寸的设计方法，其中：所述非对称双台阶环件为环件上、下台阶外径不相同且上、下台阶的壁厚不相同的环件，设计步骤为：

1)设环件凹槽高度的二分之一处为分界面，将环件分为环件上台阶部分和环件下台阶部分；

2)将毛坯设为带一个外台阶的环形毛坯并设定毛坯分界面与环件的分界面等高，将毛坯分为带外台阶部分和不带外台阶部分，使环件上台阶部分与毛坯带外台阶部分体积相等，环件下台阶部分与毛坯不带外台阶部分体积相等，且环件上台阶轴向高度与毛坯外台阶轴向高度相等；

3)依据下述公式计算环件上台阶部分体积V_u、下台阶部分体积V_d和总体积V₀

V₀＝V_u+V_d (3)

式中：D₁为环件上台阶外径，H₁为环件上台阶轴向高度，D₂为环件中间部分外径，H₂为环件中间部分轴向高度，D₃为环件下台阶外径，H₃为环件下台阶轴向高度，D₀为环件内径，R₁为环件倒角；

4)根据辗扩比K，确定毛坯内径d₀

5)根据下述公式计算毛坯的下半部分体积V′_d，确定毛坯小端外径d₂