铸辗复合成形深筒形环件毛坯尺寸确定方法
【专利摘要】一种铸辗复合成形深筒形环件毛坯尺寸确定方法，属于环件加工成形设计领域，其特征是按如下步骤实现：1)在只考虑径轴向辗扩前后环件轴向高度增大、径向壁厚减薄和直径扩大的情况下，依据深筒形环件锻件的外径D、内径d、径向壁厚b及轴向高度h，确定辗扩比K和壁厚减薄量与高度增加量的比值ξ；2)再由K＝(b0h0)/(bh)和ξ＝(b0-b)/(h-h0)，得到毛坯轴向高度h0、径向壁厚b0；3)最后，依据径轴向辗扩前毛坯体积等于辗扩后环件锻件体积的原理以及毛坯尺寸的几何关系D0＝d0+2b0，分别获得毛坯外径D0、内径d0。本发明对于铸辗复合成形深筒形环件的辗扩生产，能够精确、快捷地确定唯一的毛坯尺寸，提高了设计效率、缩短了生产周期，合理分配了径、轴向变形量，保证了产品性能质量。
【专利说明】铸辗复合成形深筒形环件毛坯尺寸确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环件加工成形设计领域，具体涉及一种铸辗复合成形深筒形环件毛坯 尺寸确定方法。
【背景技术】
[0002] 目前深筒形环件所需毛坯的尺寸主要根据辗扩前后高度不变的方法设计，导致设 计出的毛坯轴向高度较大，外形尺寸也较大，在铸辗复合成形深筒形环件时需要铸造出大 型环坯，给设备提出了更高要求，制坯困难，与工厂生产实际脱节。此外，有些方法根据该类 环件变形前后轴向高度增大、径向壁厚减薄和直径扩大的思路，又仅仅依赖塑性变形前后 体积不变原理确定毛坯尺寸，使得设计过程繁琐。总之，目前的深筒形环件毛坯尺寸确定方 法周期长，辗扩时环件径、轴向变形量分配不合理，增加了生产成本，降低了生产效率。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种铸辗复合成形深筒形环件毛坯尺寸确定方法，可有效地 解决现有技术存在的缺点。
[0004] 本发明目的是这样实现的，其特征是按如下步骤实现：
[0005] (1)在只考虑径轴向辗扩前后环件轴向高度增大、径向壁厚减薄和直径扩大的情 况下，依据深筒形环件锻件的外径D、内径d、径向壁厚b及轴向高度h，确定辗扩比K和壁厚 减薄量与高度增加量的比值ξ，即：
[0006] K=L 03+2. 414b+31. 55b2-75. 65b3 (I)
[0007] ξ = I. 23+13. 76b-5. 91b2-16. 43b3 (2)
[0008] (2)再由K = (bQhQ)/(bh)和ξ = (bQ-b)/(h-hQ)，得到毛还轴向高度hQ、径向壁厚 b〇;
[0009] (3)最后，依据径轴向辗扩前毛坯体积等于辗扩后环件锻件体积的原理，即 -iOh，以及毛还尺寸的几何关系Dci= 分别获得毛还外径 D。、内径Cltl。至此已确定铸辗复合成形深筒形环件毛坯的所有尺寸：％、屯、bjP h。。
[0010] 本发明的优点及积极效果是：采用本发明的设计方法，可以快速地确定辗扩比K 的值和壁厚减薄量与高度增加量的比值ξ的值，设计出的毛坯尺寸较小且唯一，提高了设 计效率，精确、便捷，合理分配径、轴向变形量，满足了对最终环件高质量性能的要求，也为 大型深筒形环件铸辗复合成形的毛坯尺寸设计提供了科学的理论依据。本发明的设计方法 还满足了石化、核电领域对压力容器、加氢反应器等深筒形环件的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为铸辗复合成形深筒形环件锻件结构示意图。
[0012] 图2为铸辗复合成形深筒形环件的毛坯结构示意图。
【具体实施方式】
[0013] 如图1、2所示，设定深筒形环件锻件的尺寸为：外径D = 0. 60m、内径d = 0. 48m、 径向壁厚b = 0. 06m、轴向高度h = 0. 10m。
[0014] ①按公式⑴确定辗扩比K :
[0015] K=L 03+2. 414b+31. 55b2-75. 65b3 (I)
[0016] 把b = 0. 06m代入上式，得出K = I. 27。
[0017] ②按公式（2)确定壁厚减薄量与高度增加量的比值ξ :
[0018] ξ = 1. 23+13. 76b-5. 91b2-16. 43b3 (2)
[0019] 把b = 0· 06m代入上式，得出ξ = 2· 03。
[0020] ③再由 K = (bQhQ)/(bh)和 ξ = (bQ-b)/(h-hQ)，得到毛还轴向高度 hQ= 0· 0855m、 径向壁厚bQ= 0.089m;
[0021] ④最后，依据径轴向辗扩前毛坯体积等于辗扩后环件锻件体积的原理，即 營-?/2^，以及毛还尺寸的几何关系D ci= d Plv分别获得毛还外径Dtl =0· 5〇8m、内径 d。= 0· 33m。
【权利要求】
1. 一种铸辗复合成形深筒形环件毛坯尺寸确定方法，其特征在于按如下步骤实现： (1)在只考虑径轴向辗扩前后环件轴向高度增大、径向壁厚减薄和直径扩大的情况下， 依据深筒形环件锻件的外径D、内径d、径向壁厚b及轴向高度h，确定辗扩比K和壁厚减薄 量与高度增加量的比值I，即：
(3)最后，依据径轴向辗扩前毛坯体积等于辗扩后环件锻件体积的原理，即
，以及毛坯尺寸的几何关系％=dplv分别获得毛坯外径％、 内径屯，至此已确定铸辗复合成形深筒形环件毛坯的所有尺寸：％、屯、k和h。。
【文档编号】B21C37/00GK104475631SQ201410629437
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】秦芳诚, 李永堂, 齐会萍 申请人:太原科技大学