大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法.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CN110479841A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910712181.3(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)权利要求书2页说明书4页附图6页(54)发明名称大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法(57)摘要本发明涉及一种大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法，包括以下步骤：S1、将环形毛坯和环形推板套在约束模上，关于环形毛坯轴向中面对称的两旋轮分别与毛坯两端面紧密接触，使约束模和环形毛坯之间产生作用力，保证约束模能带动环形毛坯和旋轮稳定旋转；S2、约束模带动环形毛坯和旋轮绕自轴做旋转运动，同时两旋轮沿轨迹做进给运动，使环形毛坯产生连续局部塑性变形直至整体成形；S3、当成形件形状为目标横高筋薄壁环件时，约束模停止转动，两旋轮退回到初始位置，并通过环形推板将制得的目标横高筋薄壁环件从约束模上推出。本发明通过多道次局部成形大型横高筋薄壁环件，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。CN110479841ACN110479841A权利要求书1/2页1.一种大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将环形毛坯和环形推板套在约束模上，关于环形毛坯轴向中面对称的两旋轮分别与毛坯两端面紧密接触，使约束模和环形毛坯之间产生作用力，保证约束模能带动环形毛坯和旋轮稳定旋转；S2、约束模带动环形毛坯和旋轮绕自轴做旋转运动，同时两旋轮沿轨迹做进给运动，使环形毛坯产生连续局部塑性变形直至整体成形，其成形分三个阶段：S21、第一成形阶段；通过控制两旋轮运动轨迹和进给速度，对环形毛坯的侧壁进行多道次轴向闭式旋轧成形；旋轧过程中，侧壁处产生轴向压缩、径向延伸的塑性变形，从而在环形毛坯的外周面上形成一条横筋；S22、第二成形阶段；通过控制两旋轮运动轨迹和进给速度，对第一阶段挤出的横筋进行多道次径向旋轧成形；旋轧过程中，横筋厚度逐渐减小、高度逐渐增加，从而达到预设的形状；S23、第三成形阶段；通过控制两旋轮运动轨迹和进给，对环形毛坯的蒙皮部分进行多道次轴向开式旋轧成形；旋轧过程中，蒙皮厚度不断减薄、高度逐渐增加，从而达到预设的尺寸要求；S3、当成形件形状为目标横高筋薄壁环件时，约束模停止转动，两旋轮退回到初始位置，并通过环形推板将制得的目标横高筋薄壁环件从约束模上推出。2.根据权利要求1所述的大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法，其特征在于，在步骤S1中，环形毛坯的内径等于目标大型横高筋薄壁环件的外径D1，环形毛坯的高度h远小于约束模的高度，环形毛坯的外径为D2；环形毛坯的外形尺寸通过式(1)计算得到：其中，大型横高筋薄壁环件的蒙皮厚度为t，大型横高筋薄壁环件上端面到横筋上端面的距离为a，大型横高筋薄壁环件下端面到横筋下端面的距离为b，横筋高度为c，横筋厚度为f。3.根据权利要求1所述的大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法，其特征在于，在步骤S1中，旋轮进给时其端面与水平面之间的夹角θ满足：其中，m为旋轮架到旋轮端面的距离，d为旋轮直径。4.根据权利要求2所述的大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法，其特征在于，在步骤S1中，环形推板的内径等于约束模的外径，环形毛坯端面与环形推板之间的间隙e满足：5.根据权利要求2所述的大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法，其特征在于，在步骤S21中，当旋轮轴向进给时，左、右两旋轮进给速度的比值为当旋轮径向进给时，左、右两旋轮的进给速度始终相等。6.根据权利要求1所述的大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法，其特征在于，2CN110479841A权利要求书2/2页在步骤S22中，当两旋轮轴向、径向进给时，其速度始终相等。7.根据权利要求2所述的大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法，其特征在于，在步骤S23中，当旋轮轴向进给时，左、右两旋轮进给速度的比值为旋轮径向进给时，左、右两旋轮的进给速度始终相等。3CN110479841A说明书1/4页大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法技术领域[0001]本发明涉及异形截面环件的精密轧制成形方法，更具体地说，涉及一种大型横高筋薄壁环件多道次多向旋轧成形方法。背景技术[0002]在航空、航天等制造领域，结构轻量化是减少能源消耗、提升飞行器续航能力的重要途径。因此，飞机、火箭、飞船等重大装备上广泛应用了大量的薄壁结构件，例如机舱、机翼、发动机外罩。为了提高这些结构件的强度