[发明专利]大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法

权利要求书

1.一种大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将环形毛坯置于轧制-旋压复合成形装置内，所述轧制-旋压复合成形装置包括环形顶板、约束模、芯辊、环形挡板和旋轮，所述环形顶板与约束模同轴安装，环形顶板位于约束模内侧并且位于环形毛坯下方，环形毛坯水平放在约束模的内锥面上，芯辊内切于环形毛坯的内圆，环形挡板安装在芯辊上，旋轮侧面与环形毛坯上端面紧密接触；

S2、约束模绕自身轴旋转并带动环形毛坯、旋轮和芯辊分别绕各自轴旋转，芯辊沿环形毛坯径向进给，同时旋轮做进给运动，在芯辊、旋轮和约束模的共同作用下，环形毛坯发生连续局部塑性变形，变形分为三个阶段：

a、变形第一阶段：约束模绕自身轴做旋转运动，芯辊沿环形毛坯径向做进给运动，同时旋轮沿环形毛坯轴向做进给运动；当芯辊和与约束模内表面的间隙等于目标薄壁Y形环件的侧壁厚度时，旋轮和芯辊都停止进给；通过对环形毛坯同时进行径向轧制和轴向旋压，环形毛坯产生轴向延伸塑性变形，同时环形毛坯外壁产生轴向压缩、径向延伸塑性变形，从而成形出目标薄壁Y形环件的下半部分，并在环形毛坯的中部挤出斜凸台；

b、变形第二阶段：约束模绕自身轴做旋转运动，芯辊停止进给运动，旋轮沿平行于约束模斜面方向做多道次进给运动，其进给速度保持不变；通过对变形第一阶段形成的斜凸台进行多道次旋压成形，成形出目标薄壁Y形环件的薄壁斜筋；

c、变形第三阶段：约束模绕自身轴做旋转运动，芯辊停止进给运动，旋轮先运动到斜筋与环件侧壁的过渡处，再竖直向上做多道次进给运动；通过对环形毛坯的上侧壁进行多道次轴向旋压成形，成形出目标薄壁Y形环件上半部分；

S3、成形结束时，约束模停止转动，旋轮和芯辊脱离环件，环形顶板向上运动将成形的目标薄壁Y形环件从约束模中顶出。

2.根据权利要求1所述的大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法，其特征在于，在步骤S1中，环形毛坯的内径、外径和轴向高度分别为D₁、D₂和h₀，环形毛坯的内径D₁小于约束模的内径，环件毛坯的轴向高度h₀小于约束模的轴向高度，目标薄壁Y形环件的内径和轴向高度分别为D₃、h₁，目标薄壁Y形环件侧壁和斜筋的厚度均为t，目标薄壁Y形环件侧部的斜筋与其轴线的夹角为α，目标薄壁Y形环件上半部分的高度为b₁，目标薄壁Y形环件下半部分的高度为b₂，目标薄壁Y形环件的斜筋高度为b₃；所述芯辊为阶梯轴，其两侧的直径小于中间直径，芯辊两侧圆柱直径为d₁，芯辊中间圆柱直径为d₂，芯辊中间圆柱的高度大于目标薄壁Y形环件的高度h₁；芯辊两侧连接机床，芯辊中间圆柱体与环形毛坯接触，芯辊的下台阶面与环形顶板上表面接触。

3.根据权利要求2所述的大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法，其特征在于，所述约束模为梯形截面环件，锥面位于约束模的内部，锥面与约束模轴线的夹角等于目标薄壁Y形环件斜筋与其轴线的夹角α，锥面长度大于目标薄壁Y形环件斜筋的高度b₃，约束模内圆柱面的直径等于目标薄壁Y形环件的外径，约束模内圆柱面的轴向高度大于目标薄壁Y形环件的下半部分高度b₂至少30mm。

4.根据权利要求2所述的大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法，其特征在于，所述环形顶板的外径等于约束模内圆柱面直径，环形顶板的内径D₄满足：D₁+d₁-d₂D₄D₁，环形顶板上表面到约束模锥面与内圆柱面交界处的距离等于目标薄壁Y形环件下半部分的高度b₂。