本發(fā)明屬于軋制成形，具體涉及的是一種大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件軋制成形模具及工藝。

背景技術(shù)：

1、大型環(huán)件作為重型裝備的基礎(chǔ)性部件，廣泛應(yīng)用于風(fēng)電，船舶，航空航天等工業(yè)領(lǐng)域，其高質(zhì)量生產(chǎn)是國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。大型環(huán)件制造一般采用環(huán)軋成形，即通過(guò)軋制設(shè)備上軋輥的旋轉(zhuǎn)及進(jìn)給使環(huán)件壁厚變薄、直徑擴(kuò)大，軋制后環(huán)件具有質(zhì)量好，效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

2、隨著新能源和工業(yè)化的快速發(fā)展，對(duì)復(fù)雜截面的大型異形環(huán)件需求量增加，同時(shí)對(duì)其成形質(zhì)量和性能提出更高的要求。但是，目前大型異性環(huán)件面臨軋制不穩(wěn)定、材料流動(dòng)情況復(fù)雜，環(huán)件與軋輥、工藝參數(shù)之間協(xié)調(diào)性低等問(wèn)題，導(dǎo)致產(chǎn)品成形質(zhì)量無(wú)法保證。因此，亟需對(duì)大型異形環(huán)件軋制成形過(guò)程的控穩(wěn)、控形進(jìn)行深入研究，進(jìn)而獲得異性環(huán)件高質(zhì)量成形的新工藝方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，解決大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件控穩(wěn)、控形軋制成形的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件軋制成形模具及工藝。

2、本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件軋制成形模具，它包括芯輥、上軋輥、下軋輥和驅(qū)動(dòng)輥，上軋輥和下軋輥的母線平行設(shè)置并且分別壓緊于環(huán)形坯料的上、下端面上，芯輥壓緊于環(huán)形坯料的內(nèi)圓面上，驅(qū)動(dòng)輥設(shè)置于上軋輥和下軋輥相對(duì)的一側(cè)，并且驅(qū)動(dòng)輥壓緊于環(huán)形坯料的外圓面上，其中：

4、所述芯輥包括上圓柱輥和下圓柱輥，上圓柱輥設(shè)置于下圓柱輥的上方，上圓柱輥和下圓柱輥同軸設(shè)置，上圓柱輥和下圓柱輥直徑之間的差值等于所述大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件內(nèi)直角臺(tái)階的設(shè)計(jì)高度；所述上軋輥包括錐輥和尾部圓臺(tái)輥，錐輥和尾部圓臺(tái)輥之間通過(guò)中部圓臺(tái)輥連接，并且錐輥的軸線、中部圓臺(tái)輥的軸線以及尾部圓臺(tái)輥的軸線共線；所述錐輥的底面與中部圓臺(tái)輥的大端端面連接，尾部圓臺(tái)輥的小端端面與中部圓臺(tái)輥的小端端面連接，錐輥與尾部圓臺(tái)輥的錐度相同，錐輥的母線l1與中部圓臺(tái)輥的母線l2相互垂直，錐輥的母線l1與尾部圓臺(tái)輥的母線l3相互平行；所述錐輥的母線l1的長(zhǎng)度為環(huán)形坯料初始厚度的1.5倍，中部圓臺(tái)輥的母線l2的長(zhǎng)度等于環(huán)形坯料大孔環(huán)的高度，尾部圓臺(tái)輥的母線l3的長(zhǎng)度等于環(huán)形坯料大孔環(huán)厚度的1.5倍；

5、所述下軋輥的錐度與錐輥的錐度相同，下軋輥母線l4的長(zhǎng)度不小于母線l1與母線l3之和。

6、進(jìn)一步地，錐輥的錐度與尾部圓臺(tái)輥的錐度均為25°~40°。

7、一種采用如上所述模具的大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件軋制成形工藝，包括以下步驟：

8、s1、碾擴(kuò)成形：錐輥和下軋輥分別壓緊于環(huán)形坯料的上、下端面上，驅(qū)動(dòng)輥壓緊于環(huán)形坯料的外圓面上，上圓柱輥的下端面壓緊于環(huán)形坯料的上端面上，下圓柱輥的根部壓緊于環(huán)形坯料的內(nèi)圓面上；芯輥沿環(huán)形坯料的徑向向外側(cè)進(jìn)給，對(duì)環(huán)形坯料進(jìn)行軋制碾擴(kuò)，直至環(huán)形坯料外圓面直徑為成品大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件外圓面直徑的0.8倍時(shí)，芯輥停止徑向進(jìn)給；

9、s2、臺(tái)階孔成形：首先，上軋輥和下軋輥同步沿環(huán)形坯料的徑向向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，直至環(huán)形坯料上端面超出錐輥母線l1的長(zhǎng)度為大孔環(huán)的壁厚；然后，上軋輥和下軋輥同步停止徑向移動(dòng)，上軋輥相對(duì)于下軋輥向下進(jìn)行軸向進(jìn)給，中部圓臺(tái)輥以及尾部圓臺(tái)輥對(duì)環(huán)形坯料軋制成形直角內(nèi)直角臺(tái)階孔，直至上軋輥的軸向進(jìn)給量為大孔環(huán)的高度；

10、s3、軋制成品：首先，芯輥保持步驟s2終止?fàn)顟B(tài)位置，上軋輥首先相對(duì)于下軋輥向上運(yùn)動(dòng)，直至錐輥的母線l1與環(huán)形坯料的上端面平齊；其次，上軋輥和下軋輥同步沿環(huán)形坯料的徑向向外側(cè)移動(dòng)，直至錐輥的母線l1與環(huán)形坯料的上端面接觸；再次，芯輥重新啟動(dòng)，芯輥沿環(huán)形坯料的軸向向下進(jìn)給，直至上圓柱輥的下端面壓緊于環(huán)形坯料的內(nèi)直角臺(tái)階端面上；最后，芯輥沿環(huán)形坯料徑向向外側(cè)進(jìn)給，芯輥沿環(huán)形坯料的徑向向外側(cè)進(jìn)給，對(duì)環(huán)形坯料進(jìn)行二次軋制碾擴(kuò)，直至環(huán)形坯料外圓面直徑為成品大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件外圓面直徑時(shí)，芯輥停止徑向進(jìn)給，制得大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件。

11、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將傳統(tǒng)軋制成形大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件的復(fù)雜、多序、多模具工藝方法改進(jìn)為簡(jiǎn)單少模具工藝方法，將現(xiàn)有技術(shù)中采用的多個(gè)主輥、多個(gè)芯輥和多個(gè)錐輥設(shè)計(jì)成對(duì)應(yīng)尺寸的一個(gè)主輥、一個(gè)芯輥和一組錐輥來(lái)進(jìn)行精確軋制，使得成本較小，操作方便，大大提高了工作效率。

技術(shù)特征：

1.一種大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件軋制成形模具，它包括芯輥（1）、上軋輥（2）、下軋輥（3）和驅(qū)動(dòng)輥（5），上軋輥（2）和下軋輥（3）的母線平行設(shè)置并且分別壓緊于環(huán)形坯料（4）的上、下端面上，芯輥（1）壓緊于環(huán)形坯料（4）的內(nèi)圓面上，驅(qū)動(dòng)輥（5）設(shè)置于上軋輥（2）和下軋輥（3）相對(duì)的一側(cè)，并且驅(qū)動(dòng)輥（5）壓緊于環(huán)形坯料（4）的外圓面上，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件軋制成形模具，其特征在于：錐輥（2-1）的錐度與尾部圓臺(tái)輥（2-3）的錐度均為25°~40°。

3.一種采用如權(quán)利要求1所述模具的大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件軋制成形工藝，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
一種大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件軋制成形模具及工藝，屬于軋制成形技術(shù)領(lǐng)域，解決大尺寸薄壁內(nèi)直角臺(tái)階孔環(huán)件控穩(wěn)、控形軋制成形的技術(shù)問(wèn)題，該模具包括芯輥、上軋輥、下軋輥和驅(qū)動(dòng)輥，芯輥包括上圓柱輥和下圓柱輥，上圓柱輥設(shè)置于下圓柱輥的上方，上圓柱輥和下圓柱輥同軸設(shè)置；上軋輥包括錐輥、中部圓臺(tái)輥和尾部圓臺(tái)輥，錐輥的母線L<subgt;1</subgt;與中部圓臺(tái)輥的母線L<subgt;2</subgt;相互垂直，錐輥的母線L<subgt;1</subgt;與尾部圓臺(tái)輥的母線L<subgt;3</subgt;相互平行；下軋輥的錐度與錐輥的錐度相同，下軋輥母線L<subgt;4</subgt;的長(zhǎng)度不小于母線L<subgt;1</subgt;與母線L<subgt;3</subgt;之和。本發(fā)明采用一個(gè)主輥、一個(gè)芯輥和一組錐輥來(lái)進(jìn)行精確軋制，使得成本較小，操作方便，大大提高了工作效率。

技術(shù)研發(fā)人員：高一凡,焦永星,陳慧琴,朱雪彤,李飛,陳飛,李榮斌,馬冰洋,齊強(qiáng)強(qiáng),弓依鳴,周峰威
受保護(hù)的技術(shù)使用者：太原科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21