大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113680931A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110890579.3(22)申请日2021.08.04(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人钱东升华林邓加东兰箭汪小凯王丰吴荣文(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人郑梦阁唐万荣(51)Int.Cl.B21H1/06(2006.01)G06F17/11(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法(57)摘要本发明公开了一种大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，包括以下步骤：对镦粗冲孔后的矩形截面环坯通过开式轧制，获得大直径矩形截面环坯以用于后续对环坯内表面进行突变截面成形；将环件开式轧制预轧成形得到的大直径矩形截面环坯放置于轧制闭式模具中进行径向闭式轧制成形，当环件截面轮廓填充完成后，得到目标锻件，轧制闭式模具包括位于大直径矩形截面环坯内的第二芯辊、套于大直径矩形截面环坯外的环形约束模以及位于环形约束模外侧的第二驱动辊。本发明提出的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，可实现低原材料消耗、高效率成形，并提高产品综合力学性能。CN113680931ACN113680931A权利要求书1/2页1.一种大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，包括以下步骤：对镦粗冲孔后的矩形截面环坯通过开式轧制，获得大直径矩形截面环坯以用于后续对环坯内表面进行突变截面成形，开式轧制模具包括位于矩形截面环坯内的第一芯辊以及位于矩形截面环坯外侧的第一驱动辊；将环件开式轧制预轧成形得到的大直径矩形截面环坯放置于轧制闭式模具中进行径向闭式轧制成形，当环件截面轮廓填充完成后，得到目标锻件，轧制闭式模具包括位于大直径矩形截面环坯内的第二芯辊、套于大直径矩形截面环坯外的环形约束模以及位于环形约束模外侧的第二驱动辊，通过第二驱动辊带动环形约束模转动，从而带动大直径矩形截面环坯转动，第二芯辊做进给运动并随大直径矩形截面环坯做从动的旋转运动。2.如权利要求1所述的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，开式轧制时得到的大直径矩形截面环坯尺寸如下：其中，D、d、B分别为大直径矩形截面环坯的外径、内径、高度；Df为目标锻件的外径，Bf为目标锻件高度；V为目标锻件的体积，dfi分别为目标锻件由上到下各内孔台阶内孔直径，Bfi分别为目标锻件由上到下各台阶的高度，n为目标锻件台阶的数量；镦粗冲孔后环坯的尺寸如下：其中，D0、d0、B0分别为镦粗冲孔后环坯的外径、内径、高度，K为当量轧比。3.如权利要求2所述的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，所述第二芯辊工作表面的台阶的最大直径由下式确定：0<DCi‑max≤0.8d(i＝1,2,3,…,n)；其中，DCi‑max为芯辊工作表面的台阶的最大直径。4.如权利要求2所述的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，所述第二芯辊外表面各台阶的高度由下式确定：Bci＝Bfi(i＝1,2,3,…,n)；其中，BCi分别为第二芯辊由上到下各台阶高度。5.如权利要求2所述的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，所述环形约束模的内径等于目标锻件的外径，高度等于目标锻件的高度，环形约束模的尺寸由下式计算：2CN113680931A权利要求书2/2页其中，dDie、BDie分别为环形约束模的内径、高度。6.如权利要求2所述的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，目标锻件壁厚最薄处的台阶内孔直径为dfi‑min，第二芯辊的总进给量7.如权利要求2所述的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，所述第二芯辊的进给速度v满足以下条件:vmin≤v≤vmax；其中，R1为第二驱动辊半径，n1为第二驱动辊转速，R2为第二芯辊最大台阶半径，β为接触摩擦角，vmin为第二芯辊最小进给速度，vmax为第二芯辊最大进给速度。8.如权利要求7所述的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，第二芯辊分为初始轧制阶段、主轧制阶段、整圆阶段三个阶段进给，第二芯辊在主轧制阶段的进给速度大于初始轧制阶段和整圆阶段的进给速度。9.如权利要求8所述的大型内轮廓突变截面环件近净复合轧制成形方法，其特征在于，初始轧制阶段进给量：ΔH1＝(0.05～0.2)ΔH；初始轧制进给速度：主轧制阶段进给量：ΔH2＝(0.6～0.8)ΔH；主轧制阶段进给速度：整圆阶段进给量：ΔH3＝ΔH‑ΔH1‑ΔH2；整圆阶段进给速度：10.如权利要求1至9中任意一项所述的大型内轮