CN112453293B - 一种l形截面异形环的轧制方法 - Google Patents

一种l形截面异形环的轧制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112453293B
CN112453293B CN202011219084.XA CN202011219084A CN112453293B CN 112453293 B CN112453293 B CN 112453293B CN 202011219084 A CN202011219084 A CN 202011219084A CN 112453293 B CN112453293 B CN 112453293B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blank
annular blank
volume
shaped
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011219084.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112453293A (zh
Inventor
彭谦之
张强
余三山
周桂林
肖南方
丁凯
罗俊鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC South Industry Co Ltd
Original Assignee
AECC South Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC South Industry Co Ltd filed Critical AECC South Industry Co Ltd
Priority to CN202011219084.XA priority Critical patent/CN112453293B/zh
Publication of CN112453293A publication Critical patent/CN112453293A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112453293B publication Critical patent/CN112453293B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

一种L形截面异形环的轧制方法，其包括：步骤A，制备一个非等高的环状坯件，步骤B，利用径‑轴向辗环机通过轧制工艺将所述环状坯件制备为所述L形截面异形环。本发明所提供的一种L形截面异形环的轧制方法，通过分析金属在轧制过程中的轴向流动规律，找出特定的数学关系，从而可利用非等高的环状坯件在径‑轴向辗环机的双向轧制下获得没有缺陷的L形截面异形环。在有效解决了背景技术中现有技术利用等高坯件所存在的问题的同时大大提升了生产效率和成品率。

Description

一种L形截面异形环的轧制方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种L形截面异形环的轧制方法。
背景技术
图1为现有L形截面异形环零件的轧制工艺原理示意图；参见图1所示，最终环件整体高度为H1，包括台阶部A”和圆筒部B”，所述台阶部A”的外圆直径为D3，内孔直径为D2，高度为H2，所述圆筒部B”的外圆直径为D1，现有的轧制L形截面异形环零件的工艺中，采用的初始毛坯主要有两种：
①与最终异形环件等高的矩形截面初始毛坯；
②与最终异形环件等高的异形截面初始毛坯。
对于等高矩形截面初始毛坯，初始毛坯沿轴向的横截面积相等，而最终环件沿轴向的横截面积的分布是不同的(即图1中最终环件A”处轴向横截面积大于B”处轴向横截面积)，这意味着采用等高矩形截面初始毛坯进行L形截面异形环件轧制时，等高矩形截面初始毛坯B部分的金属在轧制过程中需要沿轴向流入A部分，这样才能保证轧制完成时最终环件A部分能够充满。但实际进行轧制时，金属的主要流动方向为周向，轴向流动量较少，若最终环件A”处的轴向横截面积与B”处的轴向横截面积相差较大，则轧制完成时A”处很难充满，因此采用等高矩形截面初始毛坯仅能轧制形状较为简单的异形环件。
对于等高异形截面初始毛坯，在制坯时将金属沿轴向进行分配，使之与最终环件的轴向横截面积相匹配，因此满足复杂异形环件的成形需求。但成形异形截面初始毛坯要求的工艺方法复杂，设备吨位大，成本很高，难以在国内现有条件下推广应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种L形截面异形环的轧制方法，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种L形截面异形环的轧制方法，所述L形截面异形环的最终环件整体高度为H1，体积为V1，包括台阶部A”和圆筒部B”，所述台阶部A”的外圆直径为D3，内孔直径为D2，高度为H2，所述圆筒部B”的外圆直径为D1，所述圆筒部B”的壁厚为B1，B1＝(D1-D2)/2。其包括：
步骤A，制备一个环状坯件，所述环状坯件的体积V2与所述L形截面异形环的体积V1相等，所述环状坯件的外径为D4，内径为D5，高度为H3，所述环状坯件的壁厚为B2，B2＝(D4-D5)/2
所述环状坯件的内径D5与径-轴向辗环机的芯辊直径d需满足如下关系，D5＝d+(20～30mm)。
所述环状坯件的壁厚B2与所述圆筒部B”的壁厚B1之间需满足如下关系，B2＝(1.6～2.0)·B1。
所述环状坯件中用于形成所述台阶部A”的部分的体积V3与所述台阶部A”的体积V4之间需满足如下关系，V3＝(1.1～1.5)·V4。
步骤B，利用径-轴向辗环机通过轧制工艺将所述环状坯件制备为所述L形截面异形环。
优选地，在步骤A中，所述环状坯件中用于形成所述台阶部A”的部分的体积
Figure BDA0002761447240000021
优选地，在步骤A中，所述环状坯件是利用从棒材截取获得的柱状坯件经过镦粗、冲孔、扩孔制备而成。
优选地，在步骤A中，所述柱状坯件的直径D和高度H满足如下关系，H＝(1.5～2)·D，
所述柱状坯件的体积需与所述环状坯件的体积V2以及冲孔底片的体积V0满足如下关系，
Figure BDA0002761447240000022
上式中，α为材料烧损率。
优选地，在步骤A中，α为取1.01-1.04。
优选地，在步骤A中，所述柱状坯件在镦粗和冲孔时，均需保持与所述环状坯件高度相同，冲孔时所去除的所述冲孔底片的直径D0和厚度H0需满足如下公式，
Figure BDA0002761447240000031
所述冲孔底片的体积
Figure BDA0002761447240000032
本发明所提供的一种L形截面异形环的轧制方法，通过分析金属在轧制过程中的轴向流动规律，找出特定的数学关系，从而可利用非等高的环状坯件在径-轴向辗环机的双向轧制下获得没有缺陷的L形截面异形环。在有效解决了背景技术中现有技术利用等高坯件所存在的问题的同时大大提升了生产效率和成品率。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1为现有L形截面异形环零件的轧制工艺原理示意图；
图2为根据本发明的一个具体实施例的一种L形截面异形环的轧制方法的工艺流程原理示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
图2为根据本发明的一个具体实施例的一种L形截面异形环的轧制方法的工艺流程原理示意图。参见图2所示，本发明提供了一种L形截面异形环的轧制方法，其制备出非等高的坯件，通过径-轴向辗环机制备L形截面异形环，所述L形截面异形环300的最终环件整体高度为H1，体积为V1，包括台阶部A”和圆筒部B”，所述台阶部A”的外圆直径为D3，内孔直径为D2，高度为H2，所述圆筒部B”的外圆直径为D1，所述圆筒部B”的壁厚为B1，B1＝(D1-D2)/2。其包括：
步骤A，制备一个环状坯件200，所述环状坯件200的体积V2与所述L形截面异形环300的体积V1相等，所述环状坯件200的外径为D4，内径为D5，高度为H3，所述环状坯件200的壁厚为B2，B2＝(D4-D5)/2
所述环状坯件200的内径D5与径-轴向辗环机的芯辊直径d需满足如下关系，D5＝d+(20～30mm)。
所述环状坯件200的壁厚B2与所述圆筒部B”的壁厚B1之间需满足如下关系，B2＝(1.6～2.0)·B1。
所述环状坯件200中用于形成所述台阶部A”的部分的体积V3与所述台阶部A”的体积V4之间需满足如下关系，V3＝(1.1～1.5)·V4。
步骤B，利用径-轴向辗环机通过轧制工艺将所述环状坯件200制备为所述L形截面异形环300。
本发明的核心为制备出与最终所述L形截面异形环300非等高的特定尺寸的所述环状坯件200，之后再对所述环状坯件200利用径-轴向辗环机通过轧制工艺制备为所述L形截面异形环300，从而保障所述台阶部A”的金属能够充满，没有缺陷，因此所述环状坯件200的尺寸必须有特定的限制。
为了便于表述所述环状坯件200以及所述L形截面异形环300之间的尺寸关系，特对前述参数进一步具体表述如下：
所述L形截面异形环300的体积V1可按如下公式获得，
Figure BDA0002761447240000041
所述环状坯件200的体积V2可按如下公式获得，
Figure BDA0002761447240000042
所述L形截面异形环300的体积V1与所述环状坯件200的体积V2相等。也即是满足V1＝V2。
所述环状坯件200中用于形成所述台阶部A”的部分的体积(也即是对应所述L形截面异形环300中(H1-H2)的那部分体积)V3可按如下公式获得，
Figure BDA0002761447240000043
所述L形截面异形环300的所述台阶部A”的体积V4可按如下公式获得，
Figure BDA0002761447240000044
本发明是利用径-轴向辗环机通过轧制工艺将所述环状坯件200制备为所述L形截面异形环300。因此，所述环状坯件200的内径D5需要与径-轴向辗环机的芯辊直径d进行关联，具体来说，需满足如下关系，
D5＝d+(20～30mm)。
此外，所述环状坯件200的壁厚B2与所述圆筒部B”的壁厚B1之间需满足如下关系，
B2＝(1.6～2.0)·B1。
为了确保轧制时有足够的轴向流动的金属量，所述环状坯件200中用于形成所述台阶部A”的部分的体积V3与所述台阶部A”的体积V4需满足如下关系，V3＝(1.1～1.5)·V4
通过以上限定，即可很容易的计算确定所述环状坯件200的外径D4和高度H3的数值，从而可获得所述环状坯件200的具体参数数值。
发明人通过实践证明，只要所述环状坯件200的参数能够满足上述要求，则在现有的常用径-轴向辗环机的双向轧制下(径向、轴向)，最终所制备的所述L形截面异形环300能够满足产品要求，且无充不满缺陷。从而克服了背景技术所述的现有的使用等高坯件所产生的问题。
所述环状坯件200可以是利用从棒材截取获得的柱状坯件100经过镦粗、冲孔、扩孔制备而成，具体来说，
所述柱状坯件100在镦粗和冲孔时，均需保持与所述环状坯件200高度相同，冲孔时所去除的冲孔底片和直径D0和厚度H0需满足如下公式，
Figure BDA0002761447240000054
所述冲孔底片的体积
Figure BDA0002761447240000052
所述柱状坯件100的直径D和高度H需满足如下关系，H＝(1.5～2)·D，
所述柱状坯件100的体积需与所述环状坯件200的体积V2以及所述冲孔底片的体积V0满足如下关系，
Figure BDA0002761447240000053
上式中，α为材料烧损率，根据材料牌号以及火次确定，一般取1.01-1.04
本发明所提供的一种L形截面异形环的轧制方法，通过分析金属在轧制过程中的轴向流动规律，找出特定的数学关系，从而可利用非等高的环状坯件在径-轴向辗环机的双向轧制下获得没有缺陷的L形截面异形环。在有效解决了背景技术中现有技术利用等高坯件所存在的问题的同时大大提升了生产效率和成品率。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种L形截面异形环的轧制方法，所述L形截面异形环的最终环件整体高度为H1，体积为V1，包括台阶部A”和圆筒部B”，所述台阶部A”的外圆直径为D3，内孔直径为D2，高度为H2，所述圆筒部B”的外圆直径为D1，所述圆筒部B”的壁厚为B1，B1＝(D1-D2)/2，其特征在于，其包括：
步骤A，制备一个环状坯件，所述环状坯件的体积V2与所述L形截面异形环的体积V1相等，所述环状坯件的外径为D4，内径为D5，高度为H3，所述环状坯件的壁厚为B2，B2＝(D4-D5)/2
所述环状坯件的内径D5与径-轴向辗环机的芯辊直径d需满足如下关系，D5＝d+(20～30mm)，
所述环状坯件的壁厚B2与所述圆筒部B”的壁厚B1之间需满足如下关系，B2＝(1.6～2.0)·B1，
所述环状坯件中用于形成所述台阶部A”的部分的体积V3与所述台阶部A”的体积V4之间需满足如下关系，V3＝(1.1～1.5)·V4，
步骤B，利用径-轴向辗环机通过轧制工艺将所述环状坯件制备为所述L形截面异形环。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述环状坯件中用于形成所述台阶部A”的部分的体积
Figure FDA0002761447230000011
Figure FDA0002761447230000012
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述环状坯件是利用从棒材截取获得的柱状坯件经过镦粗、冲孔、扩孔制备而成。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述柱状坯件的直径D和高度H满足如下关系，H＝(1.5～2)·D，
所述柱状坯件的体积需与所述环状坯件的体积V2以及冲孔底片的体积V0满足如下关系，
Figure FDA0002761447230000013
上式中，α为材料烧损率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤A中，α为取1.01-1.04。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述柱状坯件在镦粗和冲孔时，均需保持与所述环状坯件高度相同，冲孔时所去除的冲孔底片的直径D0和厚度H0需满足如下公式，
Figure FDA0002761447230000021
H0＝H3/3，
所述冲孔底片的体积
Figure FDA0002761447230000022
CN202011219084.XA 2020-11-04 2020-11-04 一种l形截面异形环的轧制方法 Active CN112453293B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011219084.XA CN112453293B (zh) 2020-11-04 2020-11-04 一种l形截面异形环的轧制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011219084.XA CN112453293B (zh) 2020-11-04 2020-11-04 一种l形截面异形环的轧制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112453293A CN112453293A (zh) 2021-03-09
CN112453293B true CN112453293B (zh) 2022-06-07

Family

ID=74835109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011219084.XA Active CN112453293B (zh) 2020-11-04 2020-11-04 一种l形截面异形环的轧制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112453293B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185914C2 (ru) * 1999-06-29 2002-07-27 Процив Юрий Васильевич Способ изготовления кольцевых изделий
CN1586754A (zh) * 2004-09-21 2005-03-02 武汉理工大学 外台阶截面环件轧制成形的方法
CN102601278A (zh) * 2012-03-20 2012-07-25 武汉理工大学 大型双边台阶环件径轴向轧制成形方法
CN102873511A (zh) * 2012-09-29 2013-01-16 山东建筑大学 一种拥有三个台阶的复杂截面环件径向轧制成形方法
CN103230992A (zh) * 2013-05-23 2013-08-07 西安石油大学 一种确定台阶双锥截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法
KR20130092861A (ko) * 2012-02-13 2013-08-21 주식회사 평산 링 압연 공법을 이용한 풍력 타워용 플랜지 제조방법
CN106984747A (zh) * 2016-12-01 2017-07-28 中国航发北京航空材料研究院 一种tc4合金内t形截面异形环件坯料的设计方法
CN109794568A (zh) * 2019-04-01 2019-05-24 西北工业大学深圳研究院 一种确定内外表面异形的环件轧制坯料尺寸的方法
CN109977561A (zh) * 2019-03-29 2019-07-05 太原科技大学 一种非对称双台阶环件辗扩毛坯尺寸的设计方法
CN110666081A (zh) * 2019-10-09 2020-01-10 北京北方车辆集团有限公司 一种截面含突变曲线的合金钢异形环件轧制方法
CN111331063A (zh) * 2020-03-31 2020-06-26 武汉理工大学 一种复杂齿轮坯环件低耗高性能近净冷轧制成形方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2185914C2 (ru) * 1999-06-29 2002-07-27 Процив Юрий Васильевич Способ изготовления кольцевых изделий
CN1586754A (zh) * 2004-09-21 2005-03-02 武汉理工大学 外台阶截面环件轧制成形的方法
KR20130092861A (ko) * 2012-02-13 2013-08-21 주식회사 평산 링 압연 공법을 이용한 풍력 타워용 플랜지 제조방법
CN102601278A (zh) * 2012-03-20 2012-07-25 武汉理工大学 大型双边台阶环件径轴向轧制成形方法
CN102873511A (zh) * 2012-09-29 2013-01-16 山东建筑大学 一种拥有三个台阶的复杂截面环件径向轧制成形方法
CN103230992A (zh) * 2013-05-23 2013-08-07 西安石油大学 一种确定台阶双锥截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法
CN106984747A (zh) * 2016-12-01 2017-07-28 中国航发北京航空材料研究院 一种tc4合金内t形截面异形环件坯料的设计方法
CN109977561A (zh) * 2019-03-29 2019-07-05 太原科技大学 一种非对称双台阶环件辗扩毛坯尺寸的设计方法
CN109794568A (zh) * 2019-04-01 2019-05-24 西北工业大学深圳研究院 一种确定内外表面异形的环件轧制坯料尺寸的方法
CN110666081A (zh) * 2019-10-09 2020-01-10 北京北方车辆集团有限公司 一种截面含突变曲线的合金钢异形环件轧制方法
CN111331063A (zh) * 2020-03-31 2020-06-26 武汉理工大学 一种复杂齿轮坯环件低耗高性能近净冷轧制成形方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112453293A (zh) 2021-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8800335B2 (en) Method of manufacturing flange for wind towers using ring rolling method
CN102688962A (zh) 一种大型内台阶环件对称轧制成形方法
CN108246937A (zh) 一种多台阶大直径机匣环锻件的制造方法
CN103691855B (zh) 结构钢矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
KR100769253B1 (ko) 링 압연공정의 형상 설계 방법
CN103722107B (zh) 钛合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN101444793B (zh) 生产拖车用大口径高压气瓶的无缝钢管的制造方法
CN103316926A (zh) 一种l型截面汽车轮毂轴承环件冷轧成形方法
CN111085828A (zh) 一种应力均匀高温合金环件的成形方法
CN101439350A (zh) 一种生产拖车用大口径高压气瓶的无缝钢管的制造方法
CN102615138A (zh) 一种钛管材的制造方法
EP2626153A1 (en) Apparatus and method for forming product having asymmetric cross-section using ring rolling process
CN107058699A (zh) 一种高铁轴承环的压力淬火模具组件
CN112589021A (zh) 一种in718合金双法兰高筒机匣环件的制造方法
CN112453293B (zh) 一种l形截面异形环的轧制方法
CN103691854B (zh) 钴基高温合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
CN104493439A (zh) 双列圆锥滚子轴承外圈毛坯锻造工艺
CN104148550B (zh) 铁基高温合金矩形环坯轧制成形为异形薄壁环件的方法
US9291057B2 (en) Tie shaft for gas turbine engine and flow forming method for manufacturing same
CN116441466B (zh) 协同确定复杂锥形环件成形工艺链坯料及模具尺寸的方法
EP3106244B1 (en) Method for manufacturing annular member
CN101444792B (zh) 一种大直径高压气瓶用无缝钢管的生产方法
CN103341491B (zh) 一种钛合金中厚壁油井管制造方法
CN114535471B (zh) 突变轮廓薄壁环件多辊柔性近净复合轧制成形方法
JP2011110595A (ja) リング素材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant