專利名稱：一種大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型工件的機(jī)械加工方法，具體涉及一種大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制成形方法。
背景技術(shù)：
直徑超過1米且內(nèi)表面帶有較深臺(tái)階的大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件，如工程機(jī)械回轉(zhuǎn)支承環(huán)、燃?xì)廨啓C(jī)護(hù)環(huán)、風(fēng)塔法蘭環(huán)等，在工程機(jī)械、船舶、風(fēng)力發(fā)電、石化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。此類環(huán)件目前大多是采用先鍛造制坯、再擴(kuò)孔、然后切削加工內(nèi)表面臺(tái)階的方法加工。 通過機(jī)械切削加工臺(tái)階，加工工時(shí)消耗大、材料利用率低，而且切削加工切斷了金屬纖維流線，降低了環(huán)件機(jī)械性能，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制成形方法，該方法可有效減少后續(xù)切削加工內(nèi)臺(tái)階的材料和工時(shí)消耗，并避免切削加工對(duì)金屬纖維流線的破壞，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制成形方法，通過連續(xù)回轉(zhuǎn)塑性變形，借助于軸向軋制孔型實(shí)現(xiàn)環(huán)件內(nèi)表面臺(tái)階直接軋制成形，其特征在于主要包括如下步驟(1)制坯將棒料熱鍛、鐓粗、沖孔、沖連皮，按設(shè)定尺寸制成軋制用環(huán)件毛坯；(2)軋制孔型設(shè)計(jì)軋制孔型尺寸根據(jù)軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、軋制變形條件、環(huán)件毛坯尺寸確定，軸向軋制孔型尺寸由軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、環(huán)件毛坯和環(huán)件尺寸確定；(3)軋制成形將制好的環(huán)件毛坯放上軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，軋制過程中實(shí)時(shí)控制上、 下錐輥后退，使其底端始終保持與環(huán)件上、下端面外徑處接觸，軋制過程按預(yù)軋制、主軋制、 整形軋制三個(gè)階段合理分配進(jìn)給速度和進(jìn)給量進(jìn)行控制，當(dāng)所測(cè)環(huán)件外徑達(dá)到預(yù)定值時(shí)， 軋制過程結(jié)束。按上述技術(shù)方案，上述步驟具體為(1)制坯確定環(huán)件毛坯尺寸；將棒料段從室溫均勻加熱到熱鍛變形溫度，然后將熱態(tài)料段在液壓機(jī)上鐓粗、沖孔、沖連皮，制成軋制用環(huán)件毛坯；環(huán)件毛坯尺寸根據(jù)環(huán)件尺寸、軋制比、徑向和軸向進(jìn)給量比值確定；(2)軋制孔型設(shè)計(jì)包括徑向軋制孔型和軸向軋制孔型設(shè)計(jì)；徑向軋制孔型設(shè)計(jì)參數(shù)包括均為圓柱面的主軋輥和芯輥工作面，孔型設(shè)計(jì)尺寸根據(jù)軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、軋制變形條件、環(huán)件毛坯尺寸確定；軸向軋制孔型設(shè)計(jì)參數(shù)包括一對(duì)上、下錐形軋輥的工作面，孔型設(shè)計(jì)尺寸由軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、環(huán)件毛坯和環(huán)件尺寸確定；(3)軋制成形將制好的環(huán)件毛坯放上徑軸向軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制；環(huán)件毛坯水平放置于主軋輥和芯輥之間對(duì)臺(tái)階孔進(jìn)行成形；上錐輥對(duì)環(huán)件毛坯的水平上端面進(jìn)行加工；下錐輥對(duì)環(huán)件毛坯的水平下端面進(jìn)行加工；軋制過程中根據(jù)測(cè)量輥所測(cè)環(huán)件外徑值實(shí)時(shí)控制上、下錐輥輥后退，使其底端始終保持與環(huán)件上、下端面外徑處接觸，軋制過程按預(yù)軋制、主軋制、整形軋制三個(gè)階段合理分配進(jìn)給速度和進(jìn)給量進(jìn)行控制，當(dāng)所測(cè)環(huán)件外徑達(dá)到預(yù)定值時(shí)，軋制過程結(jié)束。按上述技術(shù)方案，步驟(1)中環(huán)件毛坯尺寸按如下步驟確定1)計(jì)算環(huán)件體積環(huán)件體積V按下式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制成形方法，通過連續(xù)回轉(zhuǎn)塑性變形，借助于軸向軋制孔型實(shí)現(xiàn)環(huán)件內(nèi)表面臺(tái)階直接軋制成形，其特征在于主要包括如下步驟(1)制坯將棒料熱鍛、鐓粗、沖孔、沖連皮，按設(shè)定尺寸制成軋制用環(huán)件毛坯；(2)軋制孔型設(shè)計(jì)軋制孔型尺寸根據(jù)軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、軋制變形條件、環(huán)件毛坯尺寸確定，軸向軋制孔型尺寸由軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、環(huán)件毛坯和環(huán)件尺寸確定；(3)軋制成形將制好的環(huán)件毛坯放上軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，軋制過程中實(shí)時(shí)控制上、下錐輥后退，使其底端始終保持與環(huán)件上、下端面外徑處接觸，軋制過程按預(yù)軋制、主軋制、整形軋制三個(gè)階段合理分配進(jìn)給速度和進(jìn)給量進(jìn)行控制，當(dāng)所測(cè)環(huán)件外徑達(dá)到預(yù)定值時(shí)，軋制過程結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于各步驟具體為(1)制坯確定環(huán)件毛坯尺寸；將棒料段從室溫均勻加熱到熱鍛變形溫度，然后將熱態(tài)料段在液壓機(jī)上鐓粗、沖孔、沖連皮，制成軋制用環(huán)件毛坯；環(huán)件毛坯尺寸根據(jù)環(huán)件尺寸、軋制比、徑向和軸向進(jìn)給量比值確定；(2)軋制孔型設(shè)計(jì)包括徑向軋制孔型和軸向軋制孔型設(shè)計(jì)；徑向軋制孔型設(shè)計(jì)參數(shù)包括均為圓柱面的主軋輥和芯輥工作面，孔型設(shè)計(jì)尺寸根據(jù)軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、軋制變形條件、環(huán)件毛坯尺寸確定；軸向軋制孔型設(shè)計(jì)參數(shù)包括一對(duì)上、下錐形軋輥的工作面，孔型設(shè)計(jì)尺寸由軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、環(huán)件毛坯和環(huán)件尺寸確定；(3)軋制成形將制好的環(huán)件毛坯放上徑軸向軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制；環(huán)件毛坯水平放置于主軋輥和芯輥之間對(duì)臺(tái)階孔進(jìn)行成形；上錐輥對(duì)環(huán)件毛坯的水平上端面進(jìn)行加工；下錐輥對(duì)環(huán)件毛坯的水平下端面進(jìn)行加工；軋制過程中根據(jù)測(cè)量輥所測(cè)環(huán)件外徑值實(shí)時(shí)控制上、 下錐輥輥后退，使其底端始終保持與環(huán)件上、下端面外徑處接觸，軋制過程按預(yù)軋制、主軋制、整形軋制三個(gè)階段合理分配進(jìn)給速度和進(jìn)給量進(jìn)行控制，當(dāng)所測(cè)環(huán)件外徑達(dá)到預(yù)定值時(shí)，軋制過程結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成形方法，其特征在于步驟(1)中環(huán)件毛坯尺寸按如下步驟確定1)計(jì)算環(huán)件體積環(huán)件體積V按下式計(jì)算
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成形方法，其特征在于步驟(2)中軋制孔型按下述方法 設(shè)計(jì)1)徑向軋制孔型設(shè)計(jì)徑向軋制孔型由均為圓柱面的主軋輥和芯輥工作面組成；主軋輥工作面半徑Rm可按如下公式確定
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成形方法，其特征在于步驟C3)中軋制成形的過程中，各階段進(jìn)給速度與進(jìn)給量控制參數(shù)可按如下方式確定徑向進(jìn)給速度=Vrl = (0.5- 0. 8) vrmin, vr2 = (2~ 4) vrmin, vr3 = (0.3- 0. 5) Vrmin 徑向進(jìn)給量AH1 = 0. 05 Δ H, AH2 = 0. 85 Δ H, Δ H3 = 0. 1 Δ H 軸向進(jìn)給速度val = (0. 5 0. 8) Vamin, va2 =、2 4) Vamin, va3 = (0. 3 0. 5) Vafflin 軸向進(jìn)給量ΔB1 = 0. 05 ΔB，ΔB2 = 0. 85 ΔB, AB3 = 0. 1 ΔΒ其中，=0.003275^^(+ + 1 + ^-1)，為使環(huán)件產(chǎn)生軋制變形所需要的最小^ Rm R1 ^ [徑向進(jìn)給速度；vamin = Vrmin/ η，為使環(huán)件產(chǎn)生軋制變形所需要的最小軸向進(jìn)給速度； ΔΗ = H0-Hs, ΔΒ = B0-Bs分別為環(huán)件軋制徑向和軸向總進(jìn)給量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型內(nèi)臺(tái)階環(huán)件徑軸向軋制成形方法，包括如下步驟(1)制坯將棒料熱鍛、鐓粗、沖孔、沖連皮，制成軋制用環(huán)件毛坯；(2)軋制孔型設(shè)計(jì)軋制孔型尺寸根據(jù)軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、軋制變形條件、環(huán)件毛坯尺寸確定，軸向軋制孔型尺寸由軋制線速度、設(shè)備參數(shù)、環(huán)件毛坯和環(huán)件尺寸確定；(3)軋制成形將制好的環(huán)件毛坯放上軋環(huán)機(jī)進(jìn)行軋制，軋制過程中實(shí)時(shí)控制上、下錐輥后退，使其底端始終保持與環(huán)件上、下端面外徑處接觸，軋制過程按預(yù)軋制、主軋制、整形軋制三個(gè)階段合理分配進(jìn)給速度和進(jìn)給量進(jìn)行控制，當(dāng)所測(cè)環(huán)件外徑達(dá)到預(yù)定值時(shí)，軋制過程結(jié)束。本發(fā)明具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21H1/06GK102489638SQ20111044473
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者華林, 吳劍, 吳君三, 毛華杰, 汪小凱, 錢東升 申請(qǐng)人:張家港海陸環(huán)形鍛件有限公司, 武漢理工大學(xué)