芯辊转速曲线上相应的芯辊转速进行乳制。
[0034] 所述毛坯尺寸的计算方法是：
[0035] A.首先根据材料的塑性变形能力选取乳制比A，对于热态乳制加工材料A选取 1. 5-3,对于冷态乳制加工材料A选取1. 3-1. 6 ;
[0036] B.根据环件锻件尺寸，通过下式确定环件毛坯的尺寸，
[0038] 式中，D，d为环件锻件的外径和内径，D。，d。为环件毛坯的外径和内径。
[0039] 所述的确定芯辑转速曲线的计算方法是：
[0040] A.采用给定设备条件下，环件乳制的每转进给量计算如下，
[0042] 式中，Ahp为每转进给量，P为乳制设备的乳制力，〇 s为乳制温度下环件材料的屈 服强度，b为环件轴向高度，D1,D2分别为驱动辊和芯辊的工作外径，n为系数，其值为3-6 ;
[0043] B.根据环件毛坯尺寸和每转进给量确定乳制进给速度，
[0045] 式中，叫为驱动辊转速；
[0046] C.根据乳制进给速度和驱动辊转速，确定与之匹配的芯辊转动速度计算如下，
[0048] 式中，t是乳制时间变量，I为速度系数。
[0049] 如果采用随动芯辊进行乳制，在乳制过程中，驱动辊保持恒定转速Ii1，因环件乳制 壁厚减薄，随动芯辊的转速会不断变化（不可控）且旋转方向与驱动辊相反，此时，芯辊提 供给环件的转矩为T2= 0。如图1和图2所示，按照式（4)给定的曲线控制芯辊转速n2， 环件在驱动辊转矩T1和芯辊转矩T2辛0的共同作用下，连续转动并产生塑性变形，环件的 内外表面分别受到芯辊转矩T2和驱动辊转矩Ti的作用，环件的内外表面受力相反变形区 被"拉长"，形成有益于塑性变形均匀性的受力状态，因驱动辊和芯辊与环件接触表面线速 度不相等（n2<nD，如图1和图2所示，乳制时驱动辊侧的中性点（A2)移动到靠近变形区 出口处（Al)，而芯辊因与驱动辊的速度差，使得芯辊侧的中性点（B3)向变形区入口侧（B4) 移动，两侧中性点之间的区域（A2B2B3A3)因两侧接触界面摩擦力反向被称为搓乳区2,靠 近出口处的区域（A1B1B2A2)因两侧接触界面质点运动速度比驱动辊和芯辊大被称为前滑 区1，靠近入口处的区域（A3B3B4A4)因两侧接触界面质点运动速度比驱动辊和芯辊小被称 为后滑区3,这样就形成了由前滑区1、搓乳区2和后滑区3组成的变形区，搓乳区2面积的 变大（拉长）改变了环件变形区的变形条件，通过匹配控制驱动辊和芯辊的转速，可以控制 变形区的受力情况（应力分布），使之均匀受力从而均匀的变形；芯辊转速曲线由驱动辊转 速和乳制进给速度确定得到，确定了驱动辊转速和乳制进给速度即可通过芯辊转速曲线得 到与之相匹配的芯辊转速，从而实现了环件径向乳制时的应变分布控制。
[0050] 如图3至图5所示，分别为采用本方法乳制的环件在不同速度系数下上端面、中部 和下端面的径向应变分布图。由图可知，当I多1时，采用本方法乳制的环件内外表面比 中间部位的应变大100% -240% ;当I= 0. 1时，采用本方法乳制的环件应变分布的径向 不均匀度小于20%，轴向不均匀度小于10%;当I=0.4时，采用本方法乳制的环件应变 分布的径向不均匀度小于50%，轴向不均匀度小于20%。由此可见，通过驱动辊和主动旋 转的芯辊对环件进行径向乳制的方法确实能实现均匀性的提高，不过，为了保证乳制出内 部组织均匀性较好的环件，I的优选范围为0.1-0. 4;通过试验可以统计得到环件在不同 I下乳制后的应力分布，通过控制I，即可控制得到不同应力分布的环件。
[0051] 综上所述，该方法适用于稳定地大批量生产性能优异、寿命长的环形零件。
[0052] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种应变分布可控的环件径向乳制方法，其特征在于：该方法通过驱动辊和主动 旋转的芯辊对环件进行径向乳制，该方法包括如下步骤:A.根据环件产品尺寸及预期应变 量，确定环件乳制比，从而得到环件毛坯尺寸；B.根据驱动辊转速和乳制进给速度确定芯 辊转速曲线；C.按照设定的驱动辊转速和乳制进给速度以及芯辊转速曲线上相应的芯辊 转速进行乳制。2. 如权利要求1所述的应变分布可控的环件径向乳制方法，其特征在于：所述毛坯尺 寸的计算方法是， A.首先根据材料的塑性变形能力选取乳制比A，对于热态乳制加工材料A选取 1. 5-3,对于冷态乳制加工材料A选取1. 3-1. 6 ; R.枏抿环件锻件R寸，诵讨下忒确宙环件丰坯的尺寸，(1) 式干，U，d73邱忏锻忏的外佇W円佇，U。，dQ73环件毛坯的外径和内径。3. 如权利要求1所述的应变分布可控的环件径向乳制方法，其特征在于：所述的确定 芯辊转速曲线的计算方法是， A. 采用给定设备条件下，环件乳制的每转进给量计算如下， ⑵ j 、. 1-二..... J. 式中，Ahp为每转进给量，P为乳制设备的乳制力，〇 s为乳制温度下环件材料的屈服强 度，b为环件轴向高度，Dp02分别为驱动辊和芯辊的工作外径，n为系数，其值为3-6 ; B. 根据环件毛坯尺寸和每转进给量确定乳制进给速度，：(3) 式中，叫为驱动辊转速； C. 根据乳制进给速度和驱动辊转速，确定与之匹配的芯辊转动速度计算如下，式中，t是乳制时间变量，|为速度系数。4. 如权利要求3所述的应变分布可控的环件径向乳制方法，其特征在于：所述|的取 值范围为〇. 1-0. 4。5. 如权利要求3所述的应变分布可控的环件径向乳制方法，其特征在于：当|多1时，
【专利摘要】本发明涉及一种应变分布可控的环件径向轧制方法，该方法通过驱动辊和主动旋转的芯辊对环件进行径向轧制，该方法包括如下步骤：A.根据环件产品尺寸及预期应变量，确定环件轧制比，从而得到环件毛坯尺寸；B.根据驱动辊转速和轧制进给速度确定芯辊转速曲线；C.按照设定的驱动辊转速和轧制进给速度以及芯辊转速曲线上相应的芯辊转速进行轧制。该方法能够形成有益于塑性变形均匀性的受力状态，从而大幅度提高轧制环件的内部组织均匀性，适用于稳定地大批量生产性能优异、寿命长的环形零件。
【IPC分类】B21B37/00, B21H1/06, B21D53/16
【公开号】CN105108016
【申请号】CN201510613162
【发明人】兰箭, 华林, 钱东升, 毛华杰, 冯绍贵
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月23日