[发明专利]一种用于梯形截面轴承环轧制的环坯及环坯设计方法

权利要求书

1.一种用于梯形截面轴承环轧制的环坯的设计方法，所述环坯包括圆环形本体，所述圆环形本体的两端头的外表面为对称的圆锥形结构，其特征在于，包括如下步骤：

S1)首先将梯形截面轴承环锻件沿轴向分割为上倒圆台段、小圆柱段和下圆台段三部分，体积分别为V₁、V₂、V₃，V₁＝V₃，锻件的总体积V＝2V₁+V₂，再将环坯沿轴向分割为上圆台段、大圆柱段和下倒圆台段三部分，体积分别为V₀₁、V₀₂、V₀₃，V₀₁＝V₀₃，环坯的总体积V₀＝2V₀₁+V₀₂，根据体积不变原则，有V＝V₀，然后对锻件和环坯中间段的体积进行关联分析，定义锻件和环坯的体积分配系数μ以及体积比系数λ；

S2)通过参数化建立梯形截面轴承环坯热轧成形模型，对热轧成形的梯形截面轴承环截面应变均匀性通过如下公式评估，

其中，ε'—等效应变标准差；ε_i—各节点单位等效应变值；n—节点单位数量；—等效应变平均值，

进而确定不同环坯结构热轧成形的梯形截面轴承环的应变标准差，从而得出显著提高梯形截面轴承环的变形均匀性的最佳梯形截面轴承环坯结构，即可确定合理体积分配系数μ和体积比系数λ。

2.根据上述权利要求1所述的一种用于梯形截面轴承环轧制的环坯的设计方法，其特征在于，所述步骤S1)中包括如下内容：锻件高度为B，外径为D，最大内径为D₁，最小内径为d，小圆柱段高度为b，下圆台段的轴向截面为梯形AKCG，梯形上下两底边与中心线的交点分别为E、F，两腰延长线的交点为O，根据几何学，ΔOAK～ΔOCG，有AK/CG＝OE/OF，设OE＝h₁，则得到：

又因为AK＝d，CG＝D₁，则有由此得到：

V＝V₁+V₂+V₃＝2V₁+V₂；

环坯高度为H₀，外径为D₀，内径为d₀，小圆柱段高度为h₀，上圆台段的轴向截面为梯形A₀B₀C₀G₀，两腰延长线的交点为O₀，腰线与水平面夹角为α₀，根据几何学，ΔO₀A₀B₀∽ΔO₀C₀G₀，则得：A₀B₀/C₀G₀＝O₀E₀/O₀F₀，令O₀E₀＝h₀₁，由于O₀F₀＝O₀E₀+E₀F₀，则根据几何关系知：

根据几何学相似关系得：

于是

V₀＝V₀₁+V₀₂+V₀₃＝2V₀₁+V₀₂，

根据体积不变原则，有V＝V₀，然后对锻件和环坯中间段的圆柱体积进行关联分析，定义体积分配系数μ，以及体积比系数λ，则，

V₂＝μV，V₀₂＝μλV，