[发明专利]带外岛屿凸台的异型薄壁机匣环锻件轧制方法

说明书

本发明公开了一种带外岛屿凸台的异型薄壁机匣环锻件轧制方法，目标异型薄壁机匣环锻件的一部为近矩形截面环、另一部为近锥筒环且带有外岛屿凸台，先下料镦粗冲孔得到近矩形截面环坯，然后单边扩口得到厚壁异型截面环坯，然后轧制得到异型截面环坯，然后先粗轧制得到带内回转凸台的异型截面环坯，内回转凸台为一圈位于近锥筒环内侧对应外岛屿凸台高度位置处的环状突起，再整形提高带内回转凸台的异型截面环坯的圆度精度，最后精轧，近净成形异型薄壁机匣环锻件外表面并将内回转凸台体积转移到外表面得到外岛屿凸台。本发明近净成形异型薄壁机匣环锻件外表面并在外表面得到外岛屿凸台，能保证外直径和外岛屿凸台精度，机加工余量低。

技术领域

本发明属于锻造和环件轧制技术领域，具体涉及一种带外岛屿凸台的异型薄壁机匣环锻件轧制方法。

背景技术

在锻造和环件轧制技术领域，将直径较小壁厚较大的环坯轧制成为直径较大壁厚减薄的环锻件的锻造工序称为环件轧制。现有轧制装备根据不同分类，可以分为卧式环轧机和立式环轧机，或者分为径向环轧机和径轴向环轧机。在这些环轧机上通过各种不同辊型配合能够轧制出多种多样截面形状的环锻件产品。但是现有的环轧机和轧制工艺生产的环锻件产品都具有轴对称回转体特征，无法轧制在回转体外表面带有岛屿凸台的环件(这里说的岛屿凸台，表示凸台具有一定高度且不连续，在回转体环件外表面任意分布)。

对于上述带外岛屿凸台环件，如带外岛屿凸台的异型薄壁机匣环锻件，在加上其普遍预留了较大的机加工余量，目前采用先轧制出包络外岛屿凸台的更大的回转环锻件，将外岛屿凸台和其它精细轮廓都包络在保罗面内，形成非常大壁厚的环锻件，此时壁厚一般在40mm以上，再通过数控铣(因为数控车无法加工，通常需要5轴联动铣削加工外表面的3D曲面)的方式，去除外表面除凸台以外的多余材料，这样不但浪费原材料(材料利用率只有5％左右)，而且由于不是轴对称回转特征，只能采用5轴数控加工，极大增加机加工周期和成本，降低了产品整体的制造效率，特别在航空航天领域，大量使用高温合金钛合金材料，不仅加工难度更大，而且浪费的原材料更昂贵。目前即使有用套模闭式轧制，但是因为上料装模过程复杂，环坯温降过大，使环件精密特征的成形非常困难，甚至不可能成形出这些精密特征。

发明内容

本发明的目的是提供一种带外岛屿凸台的异型薄壁机匣环锻件轧制方法，本发明通过精轧制近净成形异型薄壁机匣环锻件外表面并将内回转凸台体积转移到外表面得到外岛屿凸台，能保证环锻件外直径精度和外岛屿凸台精度，降低了环锻件机加工余量。

本发明所采用的技术方案是：

一种带外岛屿凸台的异型薄壁机匣环锻件轧制方法，目标异型薄壁机匣环锻件的一部为近矩形截面环、另一部为近锥筒环且带有外岛屿凸台，先下料镦粗冲孔得到近矩形截面环坯，然后单边扩口得到厚壁异型截面环坯，然后轧制得到异型截面环坯，然后先粗轧制得到带内回转凸台的异型截面环坯，内回转凸台为一圈位于近锥筒环内侧对应外岛屿凸台高度位置处的环状突起，再整形提高带内回转凸台的异型截面环坯的圆度精度，最后精轧，近净成形异型薄壁机匣环锻件外表面并将内回转凸台体积转移到外表面得到外岛屿凸台；

所采用的精轧模具包括能主动旋转的驱动辊、芯辊和组合套模，驱动辊或芯辊能直线进给；组合套模包括套模和能合围成一圈的若干分瓣模，整圈分瓣模可拆卸的配合插放安装在套模内圈的锥面上，套模外圈与驱动辊接触且能被驱动辊带动旋转，整圈分瓣模内表面与异型薄壁机匣环锻件外表面相吻合，芯模工作部外表面与异型薄壁机匣环锻件内表面相适应，分瓣模具有对环坯轴向限位的结构且内表面对应位置设有与外岛屿凸台相适应的凹槽。