[发明专利]一种大型双沟槽环件径轴向轧制成形方法

权利要求书

1.一种大型双沟槽环件径轴向轧制成形方法，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，制成轧制用环件毛坯，环件毛坯尺寸按如下步骤确定

1）计算环件体积和截面积

环件体积按下式确定

其中，为环件宽度；、分别为环件内、外半径；为环件沟槽半径；为沟槽截面

圆心角；

环件截面积按下式确定

，其中为环件壁厚；

2）确定轧制比

轧制比为环件毛坯截面积与环件截面积之比，轧制比取值2.5～4；

3）确定径向和轴向进给量比值

径向和轴向进给量比值按下式确定：

其中，、分别为环件轧制径向和轴向总进给量，、为环件毛坯壁厚和高度；

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高度为

，

5）确定环件毛坯内、外半径

根据毛坯壁厚、高度和环件体积，结合塑性变形体积不变原理，确定环件毛坯外半径、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组成，驱动辊工作面为圆柱面，芯辊工作面由圆柱面与两个沟球面组合而成，驱动辊工作面和芯辊工作面尺寸按以下步骤确定：

1）确定驱动辊工作面半径和宽度

驱动辊线速度取1.1～1.3m/s，根据驱动辊线速度确定驱动辊工作面半径，其中，为驱动辊转速，为电机转速，为传动比，电机转速、传动比由设备参数确定，驱动辊工作面宽度

2）确定芯辊沟球尺寸

芯辊沟球用来成形环件沟槽，芯辊沟球尺寸与环件沟槽尺寸相对应，按下式确定

，，，

其中，、分别为环件沟槽深度与宽度，、、、分别为芯辊沟球深度、高度、半径和截面圆心角；

3）确定芯辊沟球面半径和宽度

驱动辊工作面半径和芯辊沟球面半径满足下式

式中，为芯辊沟球面半径；为摩擦角，为摩擦系数，芯辊最大工作面半径满足，根据上述条件确定芯辊沟球面半径取值范围为

从而确定芯辊圆柱面半径为，确定芯辊各段工作面轴向宽度为

，，

（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、整形轧制三个阶段进行控制；预轧制阶段，控制芯辊和上锥辊分别沿径向和轴向进给，预轧制径向进给速度，预轧制径向进给量，预轧制轴向进给速度，预轧制轴向进给量，逐渐消除锻造制坯产生的壁厚差和高度差；主轧制阶段，控制芯辊和上锥辊分别沿径向和轴向进给，主轧制径向进给速度，主轧制径向进给量，主轧制轴向进给速度，主轧制轴向进给量，使环件产生充分变形；整形轧制阶段，当环件外径距预定值100～200mm时，控制芯辊和上锥辊分别沿径向和轴向进给，整形轧制径向进给速度，整形轧制径向进给量，整形轧制轴向进给速度，整形轧制轴向进给量，消除环件变形产生的壁厚差和椭圆度，保持环件缓慢长大，当测量辊所测环件外径达到预定值时，径向和轴向停止进给，轧制过程结束，

其中为使环件产生轧制变形所需要的最小进给速度，。