[发明专利]确定环件径向轧制中由环增速驱动的芯辊进给速度的方法

权利要求书

1.一种确定环件径向轧制中由环增速驱动的芯辊进给速度的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，确定环增速曲线的变化形式：

所述的环增速曲线即为环轧过程环件直径长大速度随环件实时外半径变化的曲线，根据实际环轧过程将环增速曲线划分为起轧、主轧、减速和整圆阶段；

所述起轧阶段，环件实时外半径R由环坯外半径R₀增大至起轧阶段结束时的环件外半径R₁，起轧阶段环增速v_D1随环件实时外半径R以三次多项式的曲线形式由初始值v_D0增大至最大值v_Dmax；

所述主轧阶段，环件实时外半径R由起轧阶段结束时的环件外半径R₁增大至主轧阶段结束时的环件外半径R₂；主轧阶段环增速v_D2随环件实时外半径R保持v_Dmax不变；

所述减速阶段，环件实时外半径R由主轧阶段结束时的环件外半径R₂增大至减速阶段结束时的环件外半径R₃；减速阶段环增速v_D3随环件实时外半径R以三次多项式的曲线形式由最大值v_Dmax减小至v_Dmin；

所述整圆阶段，环件实时外半径R由减速阶段结束时的环件外半径R₃增大至目标环件外半径R_f，该R_f为最终成形环件的外半径；所述整圆阶段环增速v_D4随环件实时外半径R保持最小值v_Dmin不变，通过整圆减小环件壁厚不均匀性，直至环件达到目标尺寸；

步骤二，确定起轧阶段、主轧阶段和减速阶段结束时的环件半径R₁、R₂、R₃：

所述起轧阶段、主轧阶段和减速阶段结束时刻环件半径R₁、R₂、R₃分别由式(2)、(4)、

(6)确定：

R₁＝R₀+K₁×(R_f-R₀) (2)

R₂＝R₁+K₂×(R_f-R₀) (4)

R₃＝R₂+K₃×(R_f-R₀) (6)

式(2)、(4)、(6)中，R₀、R_f分别表示环坯外半径和目标环件外半径；K₁、K₂、K₃分别为起轧阶段、主轧阶段、减速阶段占环轧全过程的比例；

步骤三，建立环轧全过程的环增速曲线方程：

所述环轧全过程的环增速曲线方程包括起轧阶段、主轧阶段、减速阶段和整圆阶段的环增速曲线方程，分别确定如下：

Ⅰ.起轧阶段环增速曲线方程由式(7)确定：

v_D1＝a₁R³+b₁R²+c₁R+d₁(R₀≤RR₁) (7)

式(7)中，v_D1为起轧阶段环增速；R为环件实时外半径；a₁、b₁、c₁、d₁分别为三次多项式的系数；

Ⅱ.主轧阶段环增速曲线由确式(10)定：

v_D2＝v_Dmax(R₁≤RR₂) (10)

式(10)中，v_D2为主轧阶段环增速；

Ⅲ.减速阶段环增速曲线方程由式(11)确定：

v_D3＝a₂R³+b₂R²+c₂R+d₂(R₂≤RR₃) (11)

式(11)中，v_D3为减速阶段环增速；R为环件实时外半径；a₂、b₂、c₂、d₂分别为三次多项式的系数；

Ⅳ.整圆阶段环增速曲线方程由式(14)确定：

v_D4＝v_Dmin(R₃≤R≤R_f) (14)

由式(7)、(10)、(11)、(14)确定环件辗轧全过程的环增速曲线方程：

v_D＝v_D1+v_D2+v_D3+v_D4 (15)

式(15)中，v_D为环轧全过程的环增速；

步骤四，确定环件径向轧制过程中的芯辊进给速度曲线：

环件径向轧制过程中，环件高度在锥辊约束下保持不变；芯辊进给速度v_f由式(19)确定：

式(19)中，v_f为芯辊进给速度；v_D为环轧全过程的环增速；D₀、d₀、b₀分别为环坯外径、环坯内径和环坯壁厚；b为环件的实时壁厚；根据体积不变原理，环件实时壁厚b通过式(20)确定：

式(20)中，R为环件实时外半径，R₀为环坯半径；

至此，完成了环件径向辗轧过程中芯辊进给速度的确定。