[发明专利]辊锻成形工艺、辊锻模具及全自动辊锻机

权利要求书

1.一种辊锻成形工艺，用于花兰体的辊锻成形，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对于花兰体原材料的确定

包括以下公式：确定原材料截面积A₀：A₀＝kA

式中，k为截面增大系数，A为工字筋截面积；k的取值范围为2～2.5；根据上述公式确定花兰螺栓原材料截面积，以确定花兰体原材料的直径；

步骤二、辊锻件图的确定

将原始锻件图转化为辊锻件图，将原始锻件图中间腹板加厚2mm，拔模斜度加大3°，整体宽度减小2mm，腹板过渡圆角增大5mm，得到辊锻件图；

步骤三、各道次孔型设计

根据辊锻件截面设计各道次辊锻模具孔型；

步骤四、模具图的绘制

根据各道次辊锻模具孔型图绘制辊锻模具图；

步骤五、有限元数值模拟验证

对整个辊锻过程建立有限元数值模型，最终得到合格的辊锻件，验证工艺设计的可行性；

步骤六、进行辊锻物理实验。

2.根据权利要求1所述的辊锻成形工艺，其特征在于，步骤六还包括以下步骤：

601、制坯辊锻：将待辊锻的毛坯进行初步辊锻，以形成辊锻的坯料；其中，初步辊锻采用箱式孔型，箱式孔型的中性面尺寸比毛坯的直径大1mm，拔模斜度1.5°，待辊锻的毛坯为圆形截面，且形成的辊锻的坯料为上下带槽的矩形截面；

602、预成形辊锻：对坯料进行预成形辊锻，以形成大致具有花兰体结构的粗加工坯料；其中，进入预成形辊锻孔型时与预成形孔型筋部相匹配，预成形辊锻采用工字筋孔型，工字筋孔型相对于下一道辊锻的第三道辊锻件，中间腹板加厚，拔模斜度加大，整体宽度减小3mm，腹板过渡圆角增大5mm；

603、成形辊锻：将粗加工坯料进行成形辊锻，以形成花兰体结构；其中，成形辊锻的孔型相对于预成形辊锻孔型，腹板圆角减小，整体厚度减小1-2mm，拔模斜度减小1-2°。

3.一种辊锻模具，用于花兰体的辊锻成形，其特征在于，包括：第一道辊锻模具、第二道辊锻模具和第三道辊锻模具；

所述第一道辊锻模具设置有第一辊锻通道，第一辊锻通道的截面形状呈箱式孔型，用于对待辊锻的材料进行辊锻制作坯料；

所述第二道辊锻模具设置有第二辊锻通道，第二辊锻通道的截面形状呈初级花兰孔型，用于对第一道辊锻模具形成的坯料进行预辊锻，以获得具有初级花兰体结构的粗加工坯料；

所述第三道辊锻模具设置有第三辊锻通道，所述第三辊锻通道截面呈花兰孔型，用于对所述第二道辊锻模具完成的大致具有花兰体结构的粗加工坯料进行精辊锻以形成花兰体结构。

4.根据权利要求3所述的辊锻模具，其特征在于，所述第一道辊锻模具包括第一环形上模具和第一环形下模具，所述第一环形上模具与所述第一环形下模具的外圆环之间形成所述第一辊锻通道。

5.根据权利要求4所述的辊锻模具，其特征在于，所述第一环形上模具靠近所述第一环形下模具的一侧外圆环设置有第一上成形槽，所述第一上成形槽内设置有第一上凸筋，所述第一环形下模具对应所述第一上凸筋的位置对称设置有第一下凸筋。

6.根据权利要求5所述的辊锻模具，其特征在于，所述第二道辊锻模具包括第二环形上模具和第二环形下模具，所述第二环形上模具与所述第二环形下模具的外圆环之间形成所述第二辊锻通道。

7.根据权利要求6所述的辊锻模具，其特征在于，所述第二环形上模具靠近所述第二环形下模具的一侧外圆环设置有第二上成形槽，所述第二上成形槽内设置有第二上凸筋，所述第二环形上模具对应所述第二上成形槽的位置对称设置有第二下成形槽，所述第二下成形槽对应所述第二上凸筋的位置对称设置有第二下凸筋；

所述第二上凸筋与所述第二下凸筋以所述第二辊锻通道的中心对称设置，且所述第一上凸筋与所述第一下凸筋之间的间距大于所述第二上凸筋与所述第二下凸筋之间的间距。