一种小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环件轧制成形的方法，具体的说是一种小尺寸外径锥形截面环件 轧制成形的方法，属于金属塑性加工技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，外径锥形截面环件通常设计为合锻环件或矩形环件。合锻环件是利用外 径对称仿形工装将环坯轧制成形，这种工艺的缺点是：1)对于外径小于400mm、高度大于 150mm的成品环件，设计为合锻件导致环件高径比过大，制坯工艺难度加大，同时导致芯辊 消耗的增加；2)对于壁厚差大于20mm的产品，由于小尺寸环件的变形量较小，容易造成合 锻件充型不足；3)需要进行剖环操作，增加加工成本。矩形环锻件会造成原材料利用率很 低，同时车加工量大，增加加工成本，降低生产效率。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种生产效率高、 原材料利用率高的小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方 法，包括以下步骤： 1) 下料：选择棒料直径小于冲孔桶最小直径的棒料，料段的高度与直径之比应不大于 3. 5 ； 2) 冲孔桶制坯：加热完成的料段放置于仿形冲孔桶内进行对中、镦粗、冲孔、切边，制成 仿形截面坯料； 3) 仿形环件轧制成形：乳制设备的驱动辊设计成终轧模具，所述终轧模具成型部分依 成品进行仿形设计，终轧模具两侧法兰根部间距等于坯料高度尺寸，倾角设计为3°~5° ; 坯料在芯辊和终轧模具之间形成轧制变形区，逐步实现完全贴合，环件尺寸预定要求时，外 径锥形截面环形锻件终轧完成； 4) 整形：终轧后的锻件立即转整形机进行整形操作，消除锻件内孔喇叭口并对环件进 行整圆； 5) 车加工：仿形环件经少量车加工成产品。
[0005] 本发明进一步限定技术方案：前述的小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法， 所述步骤（3)中乳制时驱动棍的转速范围为：n min彡η彡nmax，
【主权项】
1. 一种小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 下料：选择棒料直径小于冲孔桶最小直径的棒料，料段的高度与直径之比应不大于 3. 5 ； 2) 冲孔桶制坯：加热完成的料段放置于仿形冲孔桶内进行对中、镦粗、冲孔、切边，制成 仿形截面坯料； 3) 仿形环件轧制成形：乳制设备的驱动辊设计成终轧模具，所述终轧模具成型部分依 成品进行仿形设计，终轧模具两侧法兰根部间距等于坯料高度尺寸，倾角设计为3°~5° ; 坯料在芯辊和终轧模具之间形成轧制变形区，逐步实现完全贴合，环件尺寸预定要求时，外 径锥形截面环形锻件终轧完成； 4) 整形：终轧后的锻件立即转整形机进行整形操作，消除锻件内孔喇叭口并对环件进 行整圆； 5) 车加工：仿形环件经少量车加工成产品。
2. 根据权利要求1所述的小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法，其特征在于：所 述步骤（3)中乳制时驱动棍的转速范围为：nmin<n彡nmax，
其中b为环件的轴向长度，m为摩擦因子，取值为0. 65-0. 72 ;R为环件最大外径，r为 环件最小外径，&为驱动辊半径，R2为芯辊半径。
3. 根据权利要求1所述的小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法，其特征在于：所 述步骤（1)中在下料时，对于内径170~250mm的环件，毛还高度比成品高度高4~5mm;对 于内径250~350mm的环件，毛还高度比成品高度高5~7mm。
4. 根据权利要求1所述的小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法，其特征在于：所 述步骤（2)中在冲孔桶制坯时，坯料外侧的台阶处选用大圆角过渡R20~R35mm，坯料内径 垂直于上下端面，坯料两端面内孔直径差值S< 5mm;冲孔桶脱模斜度设计为5°~8°， 冲孔桶内成型部分的高度等于坯料高度；坯料体积与冲头体积之和约占冲孔桶的体积的 93%~96% ;冲头的高度比坯料的高度低20~25mm，冲头的斜度3°~5°。
5. 根据权利要求1所述的小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法，其特征在于：所 述终轧模具的法兰的高度应低于对应侧成品环件的壁厚。
6. 根据权利要求1所述的小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法，其特征在于： 所述步骤（3)中在仿形环件轧制成形时，将制好的坯料放置到加热炉进行随炉加热，普通 碳钢和低合金钢的加热温度为1050°C~1150°C，冷坯料回炉加热保温时间按壁厚3~ 5min/10mm进行计算，热还料回炉加热保温时间按壁厚1. 5~3min/10mm进行计算。
7.根据权利要求1所述的小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法，其特征在于：所 述步骤（2)中在冲孔桶制坯时，将切好的料段放置到加热炉进行随炉加热，普通碳钢和低合 金钢的加热温度为1050°C~1150°C，坯料到温后的保温时间按棒料直径3~5min/10mm进 行计算。
【专利摘要】本发明公开了一种小尺寸外径锥形截面环件轧制成形的方法，包括下料、冲孔桶制坯、仿形环件轧制成形、整形以及车加工等步骤。本发明所设计环件轧制工艺，通过对轧制速度的精确控制，对于外孔尺寸小于400mm、壁厚差大于20mm的外径锥形截面环件可实现一次轧制成形，显著减少了机械切削加工台阶而导致的能源、材料和工时消耗，以及对金属流线的破坏，提高了生产效率和产品性能。
【IPC分类】B21H1-06, B23P15-00
【公开号】CN104772605
【申请号】CN201510163879
【发明人】石岩
【申请人】江苏翔能科技发展有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月9日