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(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CN110479842A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910714845.X(22)申请日2019.08.02(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)发明人韩星会华林田端阳胡亚雄杨思伟(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人朱宏伟(51)Int.Cl.B21D22/16(2006.01)B21D53/92(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法(57)摘要本发明涉及一种大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法,包括以下步骤:S1、将环形毛坯置于轧制-旋压复合成形装置内,所述环形顶板与约束模同轴安装,环形挡板安装在芯辊上,旋轮侧面与环形毛坯上端面紧密接触;S2、约束模带动环形毛坯、旋轮和芯辊绕自身轴旋转,芯辊沿环形毛坯径向进给,同时旋轮做进给运动,在芯辊、旋轮和约束模的共同作用下,环形毛坯发生连续局部塑性变形,变形分为三个阶段;S3、成形结束时,约束模停止转动,旋轮和芯辊脱离环件,环形顶板向上运动将成形的目标薄壁Y形环件从约束模中顶出。本发明通过轧制和多道次旋压成形大型薄壁Y形环件,具有显著的节能节材、降低生产成本、提高生产率、减小成形力的效果。CN110479842ACN110479842A权利要求书1/2页1.一种大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将环形毛坯置于轧制-旋压复合成形装置内,所述轧制-旋压复合成形装置包括环形顶板、约束模、芯辊、环形挡板和旋轮,所述环形顶板与约束模同轴安装,环形顶板位于约束模内侧并且位于环形毛坯下方,环形毛坯水平放在约束模的内锥面上,芯辊内切于环形毛坯的内圆,环形挡板安装在芯辊上,旋轮侧面与环形毛坯上端面紧密接触;S2、约束模带动环形毛坯、旋轮和芯辊绕自身轴旋转,芯辊沿环形毛坯径向进给,同时旋轮做进给运动,在芯辊、旋轮和约束模的共同作用下,环形毛坯发生连续局部塑性变形,变形分为三个阶段:a、变形第一阶段:约束模绕自身轴做旋转运动,芯辊沿环形毛坯径向做进给运动,同时旋轮沿环形毛坯轴向做进给运动;当芯辊和与约束模内表面的间隙等于目标薄壁Y形环件的侧壁厚度时,旋轮和芯辊都停止进给;通过对环形毛坯同时进行径向轧制和轴向旋压,环形毛坯产生轴向延伸塑性变形,同时环形毛坯外壁产生轴向压缩、径向延伸塑性变形,从而成形出目标薄壁Y形环件的下半部分,并在环形毛坯的中部挤出斜凸台;b、变形第二阶段:约束模绕自身轴做旋转运动,芯辊停止进给运动,旋轮沿平行于约束模斜面方向做多道次进给运动,其进给速度保持不变;通过对变形第一阶段形成的斜凸台进行多道次旋压成形,成形出目标薄壁Y形环件的薄壁斜筋;c、变形第三阶段:约束模绕自身轴做旋转运动,芯辊停止进给运动,旋轮先运动到斜筋与环件侧壁的过渡处,再竖直向上做多道次进给运动;通过对环形毛坯的上侧壁进行多道次轴向旋压成形,成形出目标薄壁Y形环件上半部分;S3、成形结束时,约束模停止转动,旋轮和芯辊脱离环件,环形顶板向上运动将成形的目标薄壁Y形环件从约束模中顶出。2.根据权利要求1所述的大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法,其特征在于,在步骤S1中,环形毛坯的内径、外径和轴向高度分别为D1、D2和h0,环形毛坯的内径D1小于约束模的内径,环件毛坯的轴向高度h0小于约束模的轴向高度,目标薄壁Y形环件的内径和轴向高度分别为D3、h1,目标薄壁Y形环件侧壁和斜筋的厚度均为t,目标薄壁Y形环件侧部的斜筋与其轴线的夹角为α,目标薄壁Y形环件上半部分的高度为b1,目标薄壁Y形环件下半部分的高度为b2,目标薄壁Y形环件的斜筋高度为b3,环形毛坯尺寸通过式(1)计算得到:式中,V毛坯为环形毛坯的体积,V目标件为目标薄壁Y形环件的体积,V侧壁为目标薄壁Y形环件侧壁的体积,V斜筋为目标薄壁Y形环件斜筋的体积。3.根据权利要求2所述的大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法,其特征在于,所述芯辊为阶梯轴,其两侧的直径小于中间直径,芯辊两侧圆柱直径为d1,芯辊中间圆柱直径为d2,芯辊中间圆柱的高度大于目标薄壁Y形环件的高度h1;芯辊两侧连接机床,芯辊中间圆柱2CN110479842A权利要求书2/2页体与环形毛坯接触,芯辊的下台阶面与环形顶板上表面接触。4.根据权利要求2所述的大型薄壁Y形环件轧制-旋压复合成形方法,其特征在于,所述约束模为梯形截面环件,锥面位于约束模的内部,锥面与约束模轴线的夹角等于目标薄壁Y形环件斜筋与其轴线的夹角α,锥面长度大于目标薄壁Y形环件斜筋的高度b3,约束模内圆柱面的直径等于目标薄壁Y形环件的外径,约束模内圆柱面的轴向