一种钛合金C型截面锥度环件轧制的坯料设计方法与流程

技术特征：

1.一种钛合金C型截面锥度环件轧制的坯料设计方法，其特征在于，包括：

步骤一，按照锥形坯料设计坯料，确定为坯料两端直段高度、总高度分别与环件台阶高度、总高度相等；

步骤二，根据轧比和环件小孔平均直径确定锥形坯料小孔平均直径；

步骤三，根据环件与锥形坯料小端体积相等，确定锥形坯料小孔端面壁厚；

步骤四，根据锥形坯料小孔平均直径以及锥形坯料小孔端面壁厚，确定锥形坯料小孔内径以及外径；

步骤五，根据锥形坯料大端和环件大端体积相等的原则，确定锥形坯料的大孔内径和外径，并根据锥形坯料和环件总体积相等进行修正，得到锥形坯料大端最终的内径和外径尺寸；

步骤六，以锥形坯料为基准，设计坯料内侧直径与锥形坯料保持一致，仅对外侧轮廓线进行调整来重新分配轴向体积，确定坯料两端直径高度与环件台阶高度保持相等，确定坯料上下两端壁厚大于标准锥形环件坯料两端壁厚，确定锥角与两端直段距离在30cm以上；

步骤七，以小端圆心为原点，小端半径为x轴，轴线为y轴，建立平面直角坐标系，选定A点的纵坐标y＝H_Ab，将坯料分段计算，设外轮廓各段的线函数分别为f_y1、f_y2、f_y3，内轮廓各段的线函数分别为g_y1、g_y2、g_y3，据体积不变原理有：

$\begin{array}{c}{\∫}_0^{H_{tb}}\mathrm{\π}\left(f^2\right(y_1)-g^2(y_1\left)\right)dy+{\∫}_{H_{tb}}^{H_{sb}}\mathrm{\π}\left(f^2\right(y_2)-g^2(y_2\left)\right)dy+{\∫}_{H_{sb}}^{H_{Ab}}\mathrm{\π}\left(f^2\right(y_3)-g^2(y_3\left)\right)dy\\ +{\∫}_{H_{Ab}}^{H_b-H_{lb}}\mathrm{\π}\left(f^2\right(y_4)-g^2(y_4\left)\right)dy+{\∫}_{H_b-H_{lb}}^{H_b}\mathrm{\π}\left(f^2\right(y_5)-g^2(y_5\left)\right)dy=V_{Ring}\end{array}$

其中，H_tb表示小端外径直段高度，H_sb表示小端内径直段高度，H_Ab表示A点的纵坐标，H_b表示坯料总高度，H_lb表示大端外径直段高度，V_Ring表示环件体积；

将各个已知尺寸代入上述等式，可得到顶点A的横坐标x,,即确定了预成形坯所有尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金C型截面锥度环件轧制的坯料设计方法，其特征在于，所述步骤三中，小孔端面壁厚为：

$\begin{array}{c}\frac{1}{4}\mathrm{\π}({\left(d_{sm0}+t_{s0}\right)}^2-{\left(d_{sm0}-t_{s0}\right)}^2)H_{s0}\\ =\frac{1}{4}\mathrm{\π}\left(\right(D_{sw}^2-d_s^2)H_t+(D_s^2-d_s^2\left)\right(H_s-H_t\left)\right)\end{array}$

$t_{s0}=\sqrt{\frac{(D_{sw}^2-d_s^2)H_t+(D_s^2-d_s^2)(H_s-H_t)-2d_{sm0}^2{H}_{s0}}{2H_{s0}}}$

其中，d_sm0表示锥形坯料小端平均直径，t_s0表示小孔端面壁厚，H_s0表示锥形坯料小端直段高度，D_sw表示成形后环件小端外直径，d_s表示成形后环件小端内直径，D_s表示成形后环件小端平均直径，H_t表示环件小端凸台高度，H_s表示环件小端总高度，H_s0表示锥形坯料小端直段高度。