【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空制造，具体涉及一种减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法。
技术介绍
1、航空发动机是现代航空器的动力核心，其性能与可靠性直接影响飞行器的安全性和稳定性。机匣零部件是航空发动机的主要部件之一，其中非对称外双沟机匣环件的制造过程包括机匣环锻件轧制和机加工，轧制的机匣环锻件既要保证非对称外双沟机匣零部件基体的各项性能指标要求，还必须包络最终非对称外双沟机匣零部件的外形轮廓，为了减小材料成本和机加工周期，要求包络最终非对称外双沟机匣零部件外形轮廓的非对称外双沟机匣环锻件外形尺寸尽量小。
2、为了保证能够加工出最终非对称外双沟机匣零件，通常在非对称外双沟机匣零件外轮廓基础上，单边增加8~10mm的机加工余量。但是，由于模具设计和轧制过程中材料流动分配等因素，造成非对称外双沟机匣环锻件上下端出现内径差（10mm）的问题。根据已有环件轧制工艺，需要在8~10mm的机加工余量基础上增加上下端内径差的余量，从而使总的机加工余量增加，导致更长的机加工周期和更大的材料成本。
3、由上可知，现有的非对称外双沟机匣环锻件轧制工艺方法，只是增加包络零件外形轮廓的尺寸，无法改善非对称外双沟机匣环锻件上下端出现内径差的问题，难以满足非对称外双沟机匣环锻件的高精度要求。因此，减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差是现阶段亟待解决航空发动机机匣环锻件精密成形制造的关键问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，对轧制用环坯内表面进行锥度补偿得到内锥形截面环坯，并根据轧制前后体积不变原则计算出内锥形截面环坯的尺寸，以减小矩形环坯轧制非对称外双沟机匣环锻件产生的上下端内径差，设计闭式轧制的组合驱动辊以及芯辊，以防止环件轧制过程中上下窜动并保证轧制稳定性，利用闭式轧制的组合驱动辊以及芯辊将内锥形截面环坯轧制成非对称外双沟机匣环锻件，根据轧制过程中各区域体积变化趋势，设计芯辊轧制速度曲线和驱动辊转速，从而在不增加环坯体积的前提下保证非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差在合理范围以内。
4、优选地，对轧制用环坯内表面进行锥度补偿得到内锥形截面环坯的方法是：
5、设非对称外双沟机匣环锻件的最大外径为、内径为、高度为、凹槽深度为、凹槽圆角为、大凹槽宽度为、小凹槽宽度为、凹槽部分体积为、填充凹槽部分后的体积为、自身体积为v；
6、以非对称外双沟机匣环锻件最大外径为基准，确定内锥形截面环坯外径尺寸，k为当量轧制比；
7、内锥形截面环坯高度
8、内锥形截面环坯内表面斜度
9、内锥形截面环坯内表面锥度
10、内锥形截面环坯体积
11、其中，为内锥形截面环坯小端内径、为内锥形截面环坯大端内径；
12、为求、，先将非对称外双沟机匣环锻件从小端到大端沿轴向分为5个区域，5个区域对应的体积分别为、、、、，5个区域对应的内径分别为、、、、，其中第2区域、第4区域的体积与内径计算由下式确定
13、
14、
15、
16、
17、然后通过第2区域和第4区域的内径差获得内锥形截面环坯内表面斜度，其中为第2区域和第4区域之间的垂直距离；内锥形截面环坯内表面锥度；
18、通过以上公式，在已知内锥形截面环坯外径、内锥形截面环坯内表面锥度、内锥形截面环坯内表面斜度、内锥形截面环坯高度的基础上，通过轧制前后体积相等原则，获得内锥形截面环件小端内径，内锥形截面环坯大端内径；
19、其中，非对称外双沟机匣环锻件体积，非对称外双沟机匣环锻件凹槽部分体积，非对称外双沟机匣环锻件填充凹槽部分后的体积。
20、优选地，当量轧制比k取值为1.3~2。
21、设计闭式轧制的组合驱动辊以及芯辊的方法是：
22、由于内锥形截面环件轧制到非对称外双沟机匣环锻件时驱动辊形状要与非对称外双沟机匣环锻件截面形状相对应，因此驱动辊工作面的最大直径、最小直径以及芯辊工作面直径由下式确定
23、
24、
25、
26、
27、为防止环件轴向窜动，增加驱动辊上下挡板，驱动辊型腔高度=+，芯辊高度mm，为轴向窜动值，为非对称外双沟机匣环锻件高度；
28、驱动辊与芯辊闭合时的型腔宽度；
29、其中，内锥形截面环坯内表面锥度，为非对称外双沟机匣环锻件最大外径，为非对称外双沟机匣环锻件内径，为非对称外双沟机匣环锻件凹槽深度；为摩擦角，，为摩擦系数；和分别为轧环机允许的最大和最小闭合中心距。
30、优选地，驱动辊上下挡板的拔模斜度为1-2°。
31、优选地，摩擦系数为0.1~0.4。
32、设计芯辊轧制速度曲线和驱动辊转速的方法是：
33、内锥形环坯轧制非对称外双沟机匣环锻件的过程中，第2区域和第4区域的体积会在环件外径由d0轧制到d1的过程中急剧减小，第2区域的体积补偿到第1区域和第3区域，第4区域的体积会补充到第3区域和第5区域，呈现出中间的第3区域体积最大，故而在轧制前期(0- t1)s可以线性增大芯辊的进给速度，环件外径由d1轧制到dk时，所有区域的体积均在环件轧制到d3时达到最值，故在d1轧制到d3的阶段，即(t2-t3)s，将芯辊的进给速度设置成定值，保证环件的平稳轧制，在d3轧制到dk的阶段，即(t3-t4)s，进行芯辊进给速度的降速，轧制逐渐结束；
34、驱动辊转速，为驱动辊最大线速度；
35、芯辊进给速度满足
36、
37、
38、
39、
40、其中为环件外径为时的壁厚；为环件外径为时的壁厚；为环件外径为时的壁厚。
41、优选地，驱动辊最大线速度取0.7~1.4m/s。
42、本专利技术的有益效果是：
43、本方法可减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺，能在不增加环坯体积的前提下保证最终非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差在合理范围以内。
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1.一种减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于：对轧制用环坯内表面进行锥度补偿得到内锥形截面环坯，并根据轧制前后体积不变原则计算出内锥形截面环坯的尺寸，以减小矩形环坯轧制非对称外双沟机匣环锻件产生的上下端内径差，设计闭式轧制的组合驱动辊以及芯辊，以防止环件轧制过程中上下窜动并保证轧制稳定性，利用闭式轧制的组合驱动辊以及芯辊将内锥形截面环坯轧制成非对称外双沟机匣环锻件，根据轧制过程中各区域体积变化趋势，设计芯辊轧制速度曲线和驱动辊转速，从而在不增加环坯体积的前提下保证非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差在合理范围以内。
2.如权利要求1所述的减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于，对轧制用环坯内表面进行锥度补偿得到内锥形截面环坯的方法是：
3.如权利要求2所述的减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于：当量轧制比k取值为1.3~2。
4.如权利要求1所述的减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于，设计闭式轧制的组合驱动辊以及芯辊的方法是：
5.如权利要求
6.如权利要求4所述的减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于：摩擦系数为0.1~0.4。
7.如权利要求1所述的减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于，设计芯辊轧制速度曲线和驱动辊转速的方法是：
8.如权利要求7所述的减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于：驱动辊最大线速度取0.7~1.4m/s。
...【技术特征摘要】
1.一种减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于：对轧制用环坯内表面进行锥度补偿得到内锥形截面环坯，并根据轧制前后体积不变原则计算出内锥形截面环坯的尺寸，以减小矩形环坯轧制非对称外双沟机匣环锻件产生的上下端内径差，设计闭式轧制的组合驱动辊以及芯辊，以防止环件轧制过程中上下窜动并保证轧制稳定性，利用闭式轧制的组合驱动辊以及芯辊将内锥形截面环坯轧制成非对称外双沟机匣环锻件，根据轧制过程中各区域体积变化趋势，设计芯辊轧制速度曲线和驱动辊转速，从而在不增加环坯体积的前提下保证非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差在合理范围以内。
2.如权利要求1所述的减小非对称外双沟机匣环锻件上下端内径差的工艺方法，其特征在于，对轧制用环坯内表面进行锥度补偿得到内锥形截面环坯的方法是：
3.如权利要求2所述的减小非对称外双沟机...
【专利技术属性】
技术研发人员：兰箭，张小雪，华林，王丰，钱东升，邓加东，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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