[发明专利]一种基于多点求值法的变厚度环件轧制方法

说明书

本发明公开了一种基于多点求值法的变厚度环件轧制方法，包括：根据目标变厚度环件的尺寸要求计算环件毛坯尺寸；以多点求值法为基础，拟合构建出变厚度环件轧制过程中的辊缝大小分布曲线，并通过目标变厚度环件与变厚度轧制工艺调节辊缝大小的分布曲线，求解出最优的变厚度环件轧制过程中辊缝大小分布曲线；对环件毛坯进行轧制，轧制过程中基于求解出的辊缝大小分布曲线对芯辊运动路径进行控制，轧制出变厚度环件。本发明可以为研究和生产满足轧制要求的变厚度环件提供一定的指导。

技术领域

本发明涉及环件轧制技术领域，尤其是涉及一种基于多点求值法的变厚 度环件轧制方法。

背景技术

环件轧制作为一种近净成形工艺，具有节能、节材、流线等优势，在 航空航天、石油化工等高端制造领域应用广泛。

现如今，环件轧制技术正朝向异型件、大规格与抗屈曲能力等方向发 展。生活中常见用于增强环形件的抗压性能的方式如波纹管，即将普通圆 管制作成周向波纹形管，以此增强管道在均布内压环境下的抗压能力。参 考这种加工方式我们提出一种变厚度环件轧制技术通过控制辊缝从而实 现环件周向厚度的改变，将环形件内部设置为纵向波纹结构，通过增大环 形表面局部位置曲率，以达到提高其抗压性能的目的。这种加工方式生产出的环件不仅能用于承受均布外压载荷的潜水器耐压壳，也可用于石化能 源的储藏罐或航空航天耐压舱等承受不同形式载荷的耐压结构。

目前轧制变厚度环件主要采用两种加工制造方式。一是机加工，即用 环坯直接车削成变厚度环件。机加工不但费时费力,材料利用率低，而且 金属纤维被切断，环件材料组织性能也不好，远远不能满足高性能变厚度 环件的使用要求。二是模锻工艺，即利用模锻机进行锻造生产变厚度环件， 模锻工艺加工生产的变厚度环件精度较低、加工余量大、材料利用率低、 加工工时长，极大的提高了变厚度环件的生产成本。

本发明将变厚度轧制技术应用于环件径-轴向轧制中，提出一种基于 多点求值法的变厚度环件轧制工艺，以实现变厚度环件的生产制造。

目前未发现满足径-轴向轧制要求的变厚度环件轧制工艺设计方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于多点求值法的变厚度环件轧制方法， 以实现变厚度环件的生产制造。

为此，本发明主要采用以下技术方案：

一种基于多点求值法的变厚度环件轧制方法，包括：

根据目标变厚度环件的尺寸要求计算环件毛坯尺寸；

以多点求值法为基础，拟合构建出变厚度环件轧制过程中的辊缝大小 分布曲线，并通过目标变厚度环件与变厚度轧制工艺调节辊缝大小的分布 曲线，求解出最优的变厚度环件轧制过程中辊缝大小分布曲线；

对环件毛坯进行轧制，轧制过程中基于求解出的辊缝大小分布曲线对 芯辊运动路径进行控制，轧制出变厚度环件。

进一步地，根据目标变厚度环件的尺寸要求计算环件毛坯尺寸，包括：

环件毛坯采用闭式轧制孔型，根据体积与环件轴向高度不变原理设计 环件毛坯的尺寸。

进一步地，初始环件毛坯尺寸计算如下：

D₀＝(D_f-δ_f)δ_fh_f/(h₀δ₀)+δ₀；

d₀＝(d_f-δ_f)δ_fh_f/(h₀δ₀)-δ₀；