[发明专利]一种确定环件径轴向轧制毛坯尺寸的方法

说明书

技术领域

本发明属于环件轧制成形加工领域，具体涉及一种确定环件径轴向轧制毛坯尺寸的方法。

背景技术

环件径轴向轧制过程中，毛坯尺寸是重要的几何工艺参数。毛坯尺寸设计是否合理，决定着环件径轴向轧制过程能否成功实现，并对轧制工艺参数的优化设计及最终环件产品的性能具有重要影响作用。目前毛坯尺寸的确定方法，都是依赖于经验直接给定毛坯尺寸，设计方法粗糙，缺乏科学依据，导致轧制的环锻件尺寸与最终环件产品尺寸相差较大，需要通过大量后续的切削加工等工序，才能获得最终尺寸的环件产品，即浪费了材料、延长了周期，而且产品性能得不到保证，增加了生产成本。Keeton提出一个简单关系h²-b²＝const(h为环坯瞬时高度；b为环坯瞬时壁厚；const为一常数)用于矩形截面环件径轴向轧制的预成形毛坯设计(Keeton CR.“Ring rolling”，in Metals handbook：forming and forging[M].ASM International，Metals Park，OH，1988)，该方法可在一定范围内避免成形缺陷，但对于某一个环件的轧制，在给定芯辊直径的前提下，只能设计唯一的环坯，且这个环坯不一定最优。KANG等提出基于刚粘塑性有限元法的反向模拟方法(Kang BS，Kobayashi S.Preform design in ring rollingprocesses by the three-dimensional finite element method[J].International Journal ofMachine Tools and Manufacture，1991，31(1)：139-151)，用于环件轧制的预成形设计，但由于环件轧制过程的几何、边界、物理三重非线性，计算效率低，毛坯设计周期长，限制了该方法的应用。

发明内容

为克服现有技术中存在的或者生产周期长、成本高、产品性能得不到保证，或者环件轧制毛坯设计效率低的不足，本发明提出了一种确定环件径轴向轧制毛坯尺寸的方法。

为实现上述目的，本发明提出的确定环件径轴向轧制毛坯尺寸的方法包括如下步骤：

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：

b0=(bftanα-hf)+(bftanα-hf)2+4kbfhftanα2tanα---(6)]]>

毛坯高度h₀由式(12)确定：

h₀＝kb_fh_f/b₀                            (12)