[发明专利]一种大型内台阶环件对称轧制成形方法

摘要

本发明涉及一种大型内台阶环件对称轧制成形方法，主要包括以下实现步骤：（1）制坯、镦粗、冲孔、冲连皮，制成轧制用环件毛坯，环件毛坯尺寸根据环件尺寸、轧制比、径向和轴向进给量比值确定；（2）轧制孔型设计：轧制孔型由芯辊工作面和芯辊工作面组成，芯辊和芯辊工作面尺寸根据轧制线速度、设备参数、轧制变形条件、环件毛坯尺寸和环件尺寸确定；（3）轧制成形：将制好的环件毛坯放上轧环机进行轧制，轧制过程按预轧制、主轧制、整形轧制三个阶段合理分配进给速度和进给量进行控制，当所测环件外径达到预定值时，轧制过程结束。（4）机加工切割：将轧好的环件在锯床上，由中间高度处切割成两个所需的内台阶环件。本发明具有生产稳定性好、效率高、产品性能高的特点。

主权项

1.一种大型内台阶环件对称轧制成形方法，包括以下实现步骤：（1）制坯：将棒料段从室温均匀加热到热锻变形温度，然后将热态料段在压力机上经镦粗、冲孔、冲连皮，制成轧制用环坯，环坯尺寸按如下步骤确定：1）计算环件体积和截面积环件体积按下式计算其中，环件内半径，环件外半径；环件高度；台阶的高度；环件小内径处壁厚H1，环件大内径处壁厚H2，切割余量；环件截面积按下式计算；2）确定轧制比轧制比取2.5～4；3）确定径向进给量和轴向进给量比值径向进给量和轴向进给量比值按下式确定：其中，环件轧制径向进给量，环件轧制轴向进给量，环件毛坯壁厚，环件毛坯高度，修正系数取值范围为1~2；4）确定环件毛坯壁厚和高度根据轧制比、径向和轴向进给量比值，确定环件毛坯壁厚和环件毛坯高度为，，5）确定环件毛坯内、外半径根据环件毛坯壁厚、环件毛坯高度和环件体积，确定环件毛坯外半径、环件毛坯内半径为，（2）轧制孔型设计：轧制孔型由驱动辊工作面和芯辊工作面确定，其中，驱动辊工作面为圆柱面，芯辊工作面为带有凸台的圆柱面，驱动辊和芯辊工作面尺寸按如下确定：1）确定驱动辊工作面半径为了保证环件轧制稳定性，驱动辊线速度通常取1.1～1.3m/s，根据驱动辊线速度可确定驱动辊工作面半径，其中，电机转速，传动比，驱动辊转速；2）确定芯辊凸台尺寸芯辊凸台用来成形环件内表面凹槽，其尺寸与环件内表面凹槽相对应，确定如下其中，芯辊凸台厚度Hmt, 芯辊凸台高度Bmt；3）确定芯辊工作面半径芯辊凸台面半径和驱动辊工作面半径满足如下条件：式中，芯辊凸台面半径，摩擦角，摩擦系数；根据上述条件确定芯辊凸台面半径芯辊凸台面半径还应满足，从而确定芯辊工作面半径取值范围为：4）确定驱动辊和芯辊工作面高度驱动辊工作面高度和芯辊工作面高度取：（3）轧制成形：将在压力机上制好的环件毛坯放上轧环机进行轧制，轧制过程按预轧制、主轧制、整形轧制三个阶段进行控制；预轧制阶段，控制芯辊沿径向慢速进给，逐渐消除锻造制坯产生的环件毛坯壁厚差；主轧制阶段，控制芯辊和上锥辊分别沿径向和轴向快速进给，使环件截面被塑性区充分穿透而产生均匀变形，并在此阶段完成上锥辊轴向进给；整形轧制阶段，当径向进给量达到总进给量90%，或测量辊所测环件外径距预定值50mm～100mm时，减慢芯辊进给速度，控制环件缓慢长大，逐渐消除轧制变形产生的环件壁厚差和椭圆度，当所测环件外径达到预定值时，芯辊停止进给，轧制过程结束，预轧制阶段径向进给速度，主轧制阶段径向进给速度，整形轧制阶段径向进给速度；其中，，为环件轧制变形所需的最小进给速度；预轧制阶段径向进给量，主轧制阶段径向进给量，整形轧制阶段径向进给量；预轧制阶段轴向进给量，主轧制阶段轴向进给量，整形轧制阶段轴向进给量；轴向进给速度，为主轧制阶段轴向进给速度，预轧制阶段轴向进给速度、整形轧制阶段轴向进给速度均为0；（4）机加工切割：将轧制完成的环件，固定于锯床上，由中间高度处切割成为两个尺寸相同的内台阶环件，切割余量。