[发明专利]一种确定环件径轴向轧制毛坯尺寸的方法

摘要

一种确定环件径轴向轧制毛坯尺寸的方法，首先确定毛坯尺寸计算公式和轧比k及径轴向变形量分配比tanα取值范围，获取环锻件的外径Df、内径df、高度hf和壁厚bf及芯辊直径dm；确定环件径轴向轧制的变形模式。根据获取的环锻件和芯辊尺寸及确定的变形模式，计算确定轧比k和径轴向变形量分配比tanα的取值范围；根据确定的取值范围和变形模式选取轧比k和相应的径轴向变形量分配比tanα的值，计算相应变形模式下的毛坯壁厚b0，最终获得相应变形模式下的毛坯高度h0、外径D0和内径d0。本发明对于某一环锻件轧制，能够设计一系列不同轧比k和径轴向变形量分配比tanα的毛坯，提高了环件径轴向轧制毛坯的设计效率和产品性能，缩短了生产周期，降低了成本，为研究包括毛坯在内的轧制过程优化设计提供了重要方法和基础。

主权项

1.一种确定环件径轴向轧制毛坯尺寸的方法，其特征在于，所述的确定环件径轴向轧制毛坯尺寸的方法包括以下步骤：步骤一，确定毛坯尺寸计算公式，毛坯尺寸包括环坯的外径D₀、内径d₀、高度h₀、壁厚b₀；I、对于壁厚减薄、高度减小、直径扩大的变形模式，确定毛坯各尺寸的计算公式如下：毛坯壁厚b₀由式(6)确定：毛坯高度h₀由式(12)确定：                h₀＝kb_fh_f/b₀                               (12)毛坯外径D₀由式(14)确定：            D₀＝(D_f-b_f)b_fh_f/h₀b₀+b₀                        (14)毛坯内径d₀由式(15)确定：            d₀＝(D_f-b_f)b_fh_f/h₀b₀-b₀                        (15)II、对于壁厚减薄、高度不变、直径扩大的变形模式，确定毛坯各尺寸的计算公式如下：毛坯壁厚b₀由式(11)确定：                b₀＝kb_f                                    (11)毛坯高度h₀由式(12)确定：                h₀＝kb_fh_f/b₀                               (12)毛坯外径D₀由式(14)确定：                D₀＝(D_f-b_f)b_fh_f/h₀b₀+b₀                    (14)毛坯内径d₀由式(15)确定：            d₀＝(D_f-b_f)b_fh_f/h₀b₀-b₀                          (15)III、对于壁厚减薄、高度不变、直径扩大的变形模式，确定毛坯各尺寸的计算公式如下：毛坯壁厚b₀由式(5)确定：毛坯高度h₀由式(12)确定：                h₀＝kb_fh_f/b₀                                (12)毛坯外径D₀由式(14)确定：            D₀＝(D_f-b_f)b_fh_f/h₀b₀+b₀                         (14)毛坯内径d₀由式(15)确定：            d₀＝(D_f-b_f)b_fh_f/h₀b₀-b₀                         (15)以上各式中，k为轧比；tanα为径轴向变形量分配比；D_f、d_f、h_f和b_f分别为最终环锻件的外径、内径、高度和壁厚；D₀、d₀、h₀和b₀分别为毛坯的外径、内径、高度和壁厚；d_m为芯辊的直径；步骤二，确定轧比k及径轴向变形量分配比tanα取值范围计算公式；I、对于壁厚减薄、高度减小、直径扩大的变形模式，由得到的式(23)确定轧比k的取值范围，在该范围内选取某一k值，再由得到的式(29)确定tanα的取值范围；II、对于壁厚减薄、高度不变、直径扩大的变形模式，由得到的式(21)确定轧比k的取值范围，tanα的取值为0；III、对于壁厚减薄、高度增大、直径扩大的变形模式，b₀有两个实根，分别为：当b₀取b₀₁时，由得到的式(21)确定轧比k的取值范围，在该范围内选取某一k值，再由得到的式(30)确定tanα的取值范围；当b₀取b₀₂时，根据盛金定理，由得到的式(24)并结合确定轧比k的取值范围，在该范围内选取某一k值，再由得到的式(33)确定tanα的取值范围；以上各式中，系数u＝(D_f-b_f)/k-d_m；k为轧比；tanα为径轴向变形量分配比；D_f、d_f、h_f和b_f分别为最终环锻件的外径、内径、高度和壁厚；D₀、d₀、h₀和b₀分别为毛坯的外径、内径、高度和壁厚；d_m为芯辊的直径；步骤三，获取最终环锻件的外径D_f、内径d_f、高度h_f和壁厚b_f，以及芯辊的直径d_m；确定环件径轴向轧制的变形模式；步骤四，根据获取的最终环锻件的外径D_f、内径d_f、高度h_f、壁厚b_f、芯辊的直径d_m及确定的变形模式，计算确定轧比k和径轴向变形量分配比tanα的取值范围：I、对于壁厚减薄、高度减小、直径扩大的变形模式，由得到的式(23)确定轧比k的取值范围，在该范围内选取某一k值，再由得到的式(29)确定tanα的取值范围；II、对于壁厚减薄、高度不变、直径扩大的变形模式，由得到的式(21)确定轧比k的取值范围，tanα的取值为0；III、对于壁厚减薄、高度增大、直径扩大的变形模式，当b₀取b₀₁时，由得到的式(21)确定轧比k的取值范围，在该范围内选取某一k值，再由得到的式(30)确定tanα的取值范围；当b₀取b₀₂时，根据盛金定理，由得到的式(24)并结合确定轧比k的取值范围，在该范围内选取某一k值，再由得到的式(33)确定tanα的取值范围。以上各式中，系数u＝(D_f-b_f)/k-d_m；k为轧比；tanα为径轴向变形量分配比；D_f、d_f、h_f和b_f分别为最终环锻件的外径、内径、高度和壁厚；D₀、d₀、h₀和b₀分别为毛坯的外径、内径、高度和壁厚；d_m为芯辊的直径；u＝(D_f-b_f)/k-d_m；步骤五，根据确定的相应变形模式下的轧比k和径轴向变形量分配比tanα的取值范围，选取轧比k和相应的径轴向变形量分配比tanα的值。步骤六，根据选取的相应变形模式下的轧比k和径轴向变形量分配比tanα的值，计算相应变形模式下的毛坯壁厚b₀：I、对于壁厚减薄、高度减小、直径扩大的变形模式，由得到的式(6)计算确定毛坯的壁厚b₀；II、对于壁厚减薄、高度不变、直径扩大的变形模式，由得到的式(11)计算确定毛坯的壁厚b₀；            b₀＝kb_f                                        (11)III、对于壁厚减薄、高度增大、直径扩大的变形模式，由得到的式(5)计算确定毛坯的壁厚b₀；步骤七，根据选取的相应变形模式下的轧比k值及计算的相应变形模式下的毛坯壁厚b₀值，代入得到的式(12)，计算相应变形模式下的毛坯高度h₀，进而由得到的式(14)和(15)，计算相应变形模式下毛坯的外径D₀和内径d₀；                h₀＝kb_fh_f/b₀                               (12)            D₀＝(D_f-b_f)b_fh_f/h₀b₀+b₀                        (14)            d₀＝(D_f-b_f)b_fh_f/h₀b₀-b₀                        (15)。