[发明专利]铸辗复合成形深筒形环件毛坯尺寸确定方法

说明书

技术领域

本发明属于环件加工成形设计领域，具体涉及一种铸辗复合成形深筒形环件毛坯尺寸确定方法。

背景技术

目前深筒形环件所需毛坯的尺寸主要根据辗扩前后高度不变的方法设计，导致设计出的毛坯轴向高度较大，外形尺寸也较大，在铸辗复合成形深筒形环件时需要铸造出大型环坯，给设备提出了更高要求，制坯困难，与工厂生产实际脱节。此外，有些方法根据该类环件变形前后轴向高度增大、径向壁厚减薄和直径扩大的思路，又仅仅依赖塑性变形前后体积不变原理确定毛坯尺寸，使得设计过程繁琐。总之，目前的深筒形环件毛坯尺寸确定方法周期长，辗扩时环件径、轴向变形量分配不合理，增加了生产成本，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸辗复合成形深筒形环件毛坯尺寸确定方法，可有效地解决现有技术存在的缺点。

本发明目的是这样实现的，其特征是按如下步骤实现：

(1)在只考虑径轴向辗扩前后环件轴向高度增大、径向壁厚减薄和直径扩大的情况下，依据深筒形环件锻件的外径D、内径d、径向壁厚b及轴向高度h，确定辗扩比K和壁厚减薄量与高度增加量的比值ξ，即：

K＝1.03+2.414b+31.55b²-75.65b³           (1)

ξ＝1.23+13.76b-5.91b²-16.43b³           (2)

(2)再由K＝(b₀h₀)/(bh)和ξ＝(b₀-b)/(h-h₀)，得到毛坯轴向高度h₀、径向壁厚b₀；

(3)最后，依据径轴向辗扩前毛坯体积等于辗扩后环件锻件体积的原理，即以及毛坯尺寸的几何关系D₀＝d₀+2b₀，分别获得毛坯外径D₀、内径d₀。至此已确定铸辗复合成形深筒形环件毛坯的所有尺寸：D₀、d₀、b₀和h₀。

本发明的优点及积极效果是：采用本发明的设计方法，可以快速地确定辗扩比K的值和壁厚减薄量与高度增加量的比值ξ的值，设计出的毛坯尺寸较小且唯一，提高了设计效率，精确、便捷，合理分配径、轴向变形量，满足了对最终环件高质量性能的要求，也为大型深筒形环件铸辗复合成形的毛坯尺寸设计提供了科学的理论依据。本发明的设计方法还满足了石化、核电领域对压力容器、加氢反应器等深筒形环件的需求。

附图说明

图1为铸辗复合成形深筒形环件锻件结构示意图。

图2为铸辗复合成形深筒形环件的毛坯结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，设定深筒形环件锻件的尺寸为：外径D＝0.60m、内径d＝0.48m、径向壁厚b＝0.06m、轴向高度h＝0.10m。

①按公式(1)确定辗扩比K：

K＝1.03+2.414b+31.55b²-75.65b³          (1)

把b＝0.06m代入上式，得出K＝1.27。

②按公式(2)确定壁厚减薄量与高度增加量的比值ξ：

ξ＝1.23+13.76b-5.91b²-16.43b³           (2)

把b＝0.06m代入上式，得出ξ＝2.03。

③再由K＝(b₀h₀)/(bh)和ξ＝(b₀-b)/(h-h₀)，得到毛坯轴向高度h₀＝0.0855m、径向壁厚b₀＝0.089m；

④最后，依据径轴向辗扩前毛坯体积等于辗扩后环件锻件体积的原理，即以及毛坯尺寸的几何关系D₀＝d₀+2b₀，分别获得毛坯外径D₀＝0.508m、内径d₀＝0.33m。