模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件的方法。為使軋制過程能夠連續(xù)、穩(wěn)定地進行，本發(fā)明提出了一種芯輥的合理進給方式，并且根據(jù)模具鋼異形薄壁環(huán)件的形狀及尺寸反推設(shè)計模具鋼矩形環(huán)坯，從而實現(xiàn)模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件。這種軋制方法主要用于航空、航天、工業(yè)機械等領(lǐng)域的模具鋼異形薄壁環(huán)件的成形。
【專利說明】模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)件的軋制成形方法，特別是涉及了模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)軋技術(shù)越來越成熟，環(huán)件的設(shè)計越來越精細化，異形薄壁環(huán)件也隨之產(chǎn)生。這種異形薄壁環(huán)件的形狀及尺寸更接近零件的形狀及尺寸，能夠較大限度的減少機械加工余量，從而減少機械加工對環(huán)件的鍛造流線的破壞，節(jié)省大量貴重金屬材料，提高材料利用率。
[0003]2008年10月8日公開的中國發(fā)明專利說明書CN101279343A公開了一種不銹鋼異形環(huán)件的輾軋成形方法，該方法把按規(guī)格下料的不銹鋼棒料經(jīng)鐓粗、沖孔、兩次軋環(huán)制坯、再把坯料裝進軋環(huán)機輾軋模具內(nèi)輾軋成形，通過在連續(xù)兩次軋環(huán)制坯過程中采取小變形量成形的方式和在各工藝步驟中控制準確的變形量，軋制出了組織和性能良好的異形環(huán)件。對于壁厚較薄的異形環(huán)件采用上述方法生產(chǎn)時，由于坯料的設(shè)計不合理或軋制參數(shù)(如芯輥的進給速度等)控制不當(dāng)都會影響軋制過程不能順利完成，會出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的軋制現(xiàn)象，嚴重影響環(huán)件的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種芯輥的合理進給方式，并且根據(jù)模具鋼異形薄壁環(huán)件的形狀及尺寸反推設(shè)計模具鋼矩形環(huán)坯，從而實現(xiàn)模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件，該方法使軋制過程能夠連續(xù)、穩(wěn)定地進行。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件的方法，其技術(shù)方案包括以下步驟:
[0006]把按規(guī)格下料的模具鋼棒材加熱到1000°C?1150°C的鍛造溫度，經(jīng)鐓粗、沖孔后，預(yù)軋成矩形環(huán)還。
[0007]將預(yù)軋環(huán)坯重新加熱到鍛造溫度后，裝入軋環(huán)機。啟動軋環(huán)機，將軋環(huán)機的主輥轉(zhuǎn)速調(diào)至1.5rad/s，錐輥轉(zhuǎn)速調(diào)至1.0rad/s。錐輥的主要起限制環(huán)件沿軸向上往上攀升和平整端面的作用。以180KN?2800KN的軋制力將芯輥的進給速度從1.6mm/s逐漸增大至
2.8mm/s，使矩形環(huán)坯與芯輥連續(xù)轉(zhuǎn)動，并使矩形環(huán)坯不斷被咬入軋制孔型中，從而保證了后續(xù)軋制過程能夠連續(xù)、平穩(wěn)地進行。當(dāng)軋制過程趨于穩(wěn)定的時候，將芯輥的進給速度控制在2.8mm/s不變，金屬材料主要沿軸向、徑向流動，使軋制孔型被不斷的填充，矩形環(huán)坯逐漸成形為異形中間坯，而異形中間坯的外徑在這過程中幾乎沒有變化。當(dāng)軋制孔型被填充至一定程度時，將芯輥的進給速度從2.8mm/s逐漸減小至0.4mm/s。金屬材料主要沿異形中間坯的切線方向流動，使異形中間坯迅速長大，主要表現(xiàn)在異形中間坯的內(nèi)、外徑增大、壁厚減小。當(dāng)異形中間坯的外徑達到了要求尺寸時，繼續(xù)減小芯輥的進給速度，消除異形薄壁環(huán)件橢圓度，完成異形薄壁環(huán)件的校圓，并且繼續(xù)填充軋制孔型中未被填滿的尖角處，從而獲得形狀、尺寸合格的異形薄壁環(huán)件。
[0008]更進一步地，矩形環(huán)坯尺寸的計算方式如下:
[0009]矩形環(huán)坯的高度為:
[0010]料2；
[0011]其中:?為矩形環(huán)坯的高度；
[0012]H2為異形薄壁環(huán)件的高度。
[0013]矩形環(huán)坯的內(nèi)徑為:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件的方法，其特征在于，包括以下步驟:把按規(guī)格下料的模具鋼棒材加熱到1000°c~1150°C的鍛造溫度，經(jīng)鐓粗、沖孔后，預(yù)軋成矩形環(huán)坯。將預(yù)軋環(huán)坯重新加熱到鍛造溫度后，裝入軋環(huán)機。啟動軋環(huán)機，將軋環(huán)機的主輥轉(zhuǎn)速調(diào)至1.5rad/s，錐輥轉(zhuǎn)速調(diào)至1.0rad/s。錐輥的主要起限制環(huán)件沿軸向上往上攀升和平整端面的作用。以180KN~2800KN的軋制力將芯輥的進給速度從1.6mm/s逐漸增大至2.8mm/s,使矩形環(huán)坯與芯輥連續(xù)轉(zhuǎn)動，并使矩形環(huán)坯不斷被咬入軋制型腔中，從而保證了后續(xù)軋制過程能夠連續(xù)、平穩(wěn)地進行。當(dāng)軋制過程趨于穩(wěn)定的時候，將芯輥的進給速度控制在2.8mm/s不變，金屬材料主要沿軸向、徑向流動，使異形型腔被不斷的填充，矩形環(huán)坯逐漸成形為異形中間坯，而異形中間坯的外徑在這過程中幾乎沒有變化。當(dāng)異形型腔被填充至一定程度時，將芯棍的進給速度從2.8mm/s逐漸減小至0.4mm/s。金屬材料主要沿異形中間還的切線方向流動，使異形中間坯迅速長大，主要表現(xiàn)在異形中間坯的內(nèi)、外徑增大、壁厚減小。當(dāng)異形中間坯的外徑達到了要求尺寸時，繼續(xù)減小芯輥的進給速度。消除異形薄壁環(huán)件橢圓度，完成異形薄壁環(huán)件的校圓，并且繼續(xù)填充型腔未被填滿的尖角處，從而獲得形狀、尺寸合格的異形薄壁環(huán)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件的方法，其特征在于，所述矩形環(huán)坯的設(shè)計方法如下:矩形環(huán)坯的高度為:_2 ；其中:?為矩形環(huán)坯的高度；H2為異形薄壁環(huán)件的高度。矩形環(huán)坯的內(nèi)徑為:dmax (dmax ~dmin) _ n~k 2其中:d為矩形環(huán)坯的內(nèi)徑；k為軋制比，取1.2~2.0;dfflax為異形薄壁環(huán)件的最大內(nèi)徑；dmin為異形薄壁環(huán)件的最小內(nèi)徑；Λ Η為芯輥的總進給量。根據(jù)體積相等原則可獲得矩形環(huán)坯的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具鋼矩形環(huán)坯軋制成形為異形薄壁環(huán)件的方法，其特征在于，所述模具鋼為5CrNiMo。
【文檔編號】B21B1/08GK103658168SQ201310686773
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】謝永富, 邱偉, 歐陽斌, 劉志棋, 劉彥成, 成陸祥, 奚曉, 劉建 申請人:貴州安大航空鍛造有限責(zé)任公司