太阳城集团

  • / 24
  • 下载费用:30 金币  

一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201310193354.8

申请日:

2013.05.23

公开号:

CN103230993B

公开日:

2015.01.07

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情: 未缴年费专利权终止号牌文件类型代码:1605号牌文件序号:101671089438IPC(主分类):B21H 1/06专利号:ZL2013101933548申请日:20130523授权太阳城集团日:20150107终止日期:20150523|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B21H 1/06申请日:20130523|||公开
IPC分类号: B21H1/06 主分类号: B21H1/06
申请人: 西安石油大学
发明人: 李兰云; 李霄; 刘静; 何志; 连倩
地址: 710065 陕西省西安市电子二路东段18号西安石油大学
优先权:
专利代理机构: 西安西达专利代理有限责任公司 61202 代理人: 第五思军
PDF完整版下载: PDF下载
法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201310193354.8

授权太阳城集团号:

太阳城集团|||103230993B||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2016.07.20|||2015.01.07|||2013.09.04|||2013.08.07

法律状态类型:

太阳城集团专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法,其步骤是:首先,确定圆锥台截面毛坯几何尺寸和辗扩比取值范围的计算公式,并获取圆锥台截面环件的几何尺寸以及芯辊的几何尺寸;其次,根据获取的圆锥台截面环件的几何尺寸,计算出圆锥台截面环件的体积、径向截面面积和锥形角,并结合芯辊的小端台阶部分外半径计算出辗扩比的取值范围;最后,根据所选取的辗扩比计算确定出圆锥台截面毛坯的几何尺寸。本发明针对同一圆锥台截面环件径向辗扩,能够设计出一系列基于不同辗扩比太阳城集团的圆锥台截面毛坯,有效提高了圆锥台截面环件径向辗扩毛坯设计的效率和精度,缩短了生产周期,降低了生产成本。本发明适用于圆锥台截面环件的闭式径向辗扩过程。

权利要求书

权利要求书
1.   一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一,确定圆锥台截面环件径向辗扩过程中的初始毛坯为圆锥台截面毛坯;
步骤二,确定圆锥台截面毛坯尺寸的计算公式,圆锥台截面毛坯的几何尺寸包括毛坯的径向壁厚                                                、小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径、轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;
根据塑性成形中的体积不变原理,有
                                         (1)
根据辗扩比为辗扩前毛坯径向截面面积与辗扩后环件径向截面面积之比的定义,有
                                         (2)
由圆锥台截面毛坯的结构可知:
                (3)
                      (4)
同时还可以得到
                                         (5)
                                        (6)
                                     (7)
                                     (8)
                                  (9)
将式(2)、式(5)、式(6)和式(9)代入式(3)中可得
                                        (10)
将式(1)和式(5)~式(9)代入式(4)中可得
                        (11)
将式(10)代入式(11)中可得
                       (12)
由于选用的成形方式为闭式径向辗扩,故有
                                             (13)
                                             (14)
                                              (15)
                                                (16)
将式(13)~式(16)代入式(10)和式(12)有
                                               (17)
                 (18)
按式(17)计算出和按式(18)计算出后,则有
                                             (19)
                                        (20)
                                    (21)
在式(1)~式(21)中,为辗扩比;为锥形角;、、、、、、、、、和分别为辗扩前圆锥台截面毛坯的体积、径向截面面积、径向壁厚、小端台阶部分的内半径、小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的内半径、大端台阶部分的外半径、轴向高度、小端台阶部分的轴向高度、锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;、、、、和分别为辗扩后圆锥台截面环件的体积、径向截面面积、径向壁厚、轴向高度、小端台阶部分的轴向高度、锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;
因此,圆锥台截面毛坯的径向壁厚、小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径分别按式(17)、式(18)、式(19)、式(20)和式(21)进行确定,毛坯的轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度分别按式(13)、式(14)、式(15)和式(16)进行确定;
步骤三,确定辗扩比取值范围的计算公式,根据环件径向辗扩成形原理,为使整个圆锥台截面环件径向辗扩成形过程能顺利地开展并稳定地进行,需满足如下三项条件:
条件1:辗扩比必须大于1,即:
                                           (22)
条件2:在环件径向辗扩过程中,芯辊朝驱动辊的连续进给使得环件的壁厚不断减薄、半径不断长大、截面轮廓逐渐成形,因此毛坯的壁厚应大于环件的径向壁厚,且毛坯的半径应分别小于环件的半径,即:
                                           (23)
                                           (24)
                                           (25)
                                          (26)
                                          (27)
条件3:毛坯的半径必须大于芯辊的半径,这样才能保证将芯辊放入毛坯内,即:
                                          (28)
                                          (29)
在式(23)~式(29)中,、、、和分别为辗扩后圆锥台截面环件的径向壁厚、小端台阶部分的内半径、小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的内半径和大端台阶部分的外半径;和分别为芯辊大端台阶部分的外半径和小端台阶部分的外半径;
下面依次考虑上述条件:
1)、将式(17)带入式(23)有
                                         (30)
变形后为
                                        (31)
由圆锥台截面环件结构可知,故式(31)变为,这说明只要满足了式(22)则式(23)也就自动满足了,
2)、令
                                           (32)
                                                (33)
                                 (34)
则式(18)变为
 .                                       (35)
将式(35)代入到式(24)中有
                                         (36)
变形有
                                     (37)
因为均大于0,所以总是成立的,故由式(37)可得:
                               (38)
3)、将式(17)和式(18)代入式(19)中有
                      (39)
将式(32)~式(34)代入到式(39)中有
.                                        (40)
将式(40)代入到式(25)中有
                                         (41)
变形有
                                    (42)
因为,故当时可由式(42)得:
           (43)
4)、由初始的圆锥台截面毛坯和最终的圆锥台截面环件的结构可知
                                     (44)
                                     (45)
结合式(14)可知:只要式(24)的满足时,式(26)中的也就自动满足了,
5)、由初始的圆锥台截面毛坯和最终的圆锥台截面环件的结构可知
                                     (46)
                                     (47)
结合式(14)可知:只要式(25)的满足时,式(27)中的也就自动满足了,
6)、将式(35)代入式(28)中有
                                   (48)
变形后有
                                 (49)
因为总是成立的,同时考虑到,故由式(49)可得:
                         (50)
7)、由圆锥台截面环件径向辗扩中芯辊结构有
                                  (51)
结合式(34)中的和式(14)中的可知:只要式(28)的满足时,式(29)中的也就自动满足了,同时还由圆锥台截面环件径向辗扩中芯辊结构看出,必须满足:
                                    (52)
根据上述定义,还可以推导得出:
                               (53)
                                (54)
综合可知,在保证条件下,则对圆锥台截面环件径向辗扩有
        (55)
步骤四,获得最终圆锥台截面环件的几何尺寸;圆锥台截面环件的几何尺寸包括环件的小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径、径向壁厚、轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;当知道环件的小端台阶部分的内半径、大端台阶部分的内半径和锥形部分的轴向高度后(或者是小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的外半径和锥形部分的轴向高度后),则锥形角为
                         (56)
步骤五,测量获得芯辊小端台阶部分的外半径;
步骤六,计算确定圆锥台截面环件的体积,根据给定的圆锥台截面环件的几何尺寸则其体积按式(57)进行计算:
                          (57)
步骤七,计算确定圆锥台截面环件的径向截面面积,根据给定的圆锥台截面环件的几何尺寸则其径向截面面积按式(58)进行计算:
          (58)
步骤八,计算确定出辗扩比取值范围,将圆锥台截面环件的几何尺寸、体积和径向截面面积代入式(55)计算得到辗扩比的取值范围;
步骤九,在所计算出的辗扩比取值范围内选取值;
步骤十,计算确定圆锥台截面毛坯的几何尺寸,由圆锥台截面环件的几何尺寸先按式(13)、式(14)、式(15)和式(16)确定出毛坯的轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度,再结合所选取的辗扩比值分别按式(17)和式(18)计算出毛坯的径向壁厚和小端台阶部分的内半径,最后分别按式(19)、式(20)和式(21)计算出毛坯的小端台阶部分的内半径以及大端台阶部分的内半径和外半径。

2.   根据权利要求1所述的确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法,其特征在于:所述的芯辊大端台阶部分的外半径必须满足。

说明书

说明书一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法
技术领域
本发明属于环件径向辗扩精确塑性成形制造技术领域,具体涉及一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法。
背景技术
圆锥台截面环件是一种典型的异形截面环件,它被广泛应用于航空、航天、汽车、轴承等工业领域中。在圆锥台截面环件径向辗扩过程中,毛坯的形状和尺寸是重要的工艺参数。合理的毛坯设计不仅是保证圆锥台截面环件径向辗扩过程顺利开展并稳定进行的前提,而且对辗扩工艺参数的优化设计及最终成形环件的几何形状具有重要的影响作用。
然而,目前太阳城集团圆锥台截面环件径向辗扩的初始毛坯,大多是依赖经验直接给定,设计方法较为粗糙,缺乏科学理论依据,导致辗扩成形的环件与实际需求的最终环件产品存在较大的差距,需要进行大量的切削加工等后续工序才能获得最终的环件产品,这不仅延长了生产周期,而且浪费了原材料、增加了生产成本。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供了一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法,以提高圆锥台截面环件径向辗扩中毛坯设计的效率和精度,具有周期短、精确度高、节约原料和降低生产成本的特点。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法,具体包括如下步骤:
步骤一,确定圆锥台截面环件径向辗扩过程中的初始毛坯为圆锥台截面毛坯;
步骤二,确定圆锥台截面毛坯尺寸的计算公式,圆锥台截面毛坯的几何尺寸包括毛坯的径向壁厚                                                、小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径、轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;
根据塑性成形中的体积不变原理,有
                                         (1)
根据辗扩比为辗扩前毛坯径向截面面积与辗扩后环件径向截面面积之比的定义,有
                                         (2)
由圆锥台截面毛坯的结构可知:
                (3)
                      (4)
同时还可以得到
                                         (5)
                                        (6)
                                     (7)
                                     (8)
                                  (9)
将式(2)、式(5)、式(6)和式(9)代入式(3)中可得
                                        (10)
将式(1)和式(5)~式(9)代入式(4)中可得
                        (11)
将式(10)代入式(11)中可得
                       (12)
由于选用的成形方式为闭式径向辗扩,故有
                                             (13)
                                             (14)
                                              (15)
                                                (16)
将式(13)~式(16)代入式(10)和式(12)有
                                               (17)
                 (18)
在按式(17)计算出和按式(18)计算出后,则
                                             (19)
                                        (20)
                                    (21)
在式(1)~式(21)中,为辗扩比;为锥形角;、、、、、、、、、和分别为辗扩前圆锥台截面毛坯的体积、径向截面面积、径向壁厚、小端台阶部分的内半径、小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的内半径、大端台阶部分的外半径、轴向高度、小端台阶部分的轴向高度、锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;、、、、和分别为辗扩后圆锥台截面环件的体积、径向截面面积、径向壁厚、轴向高度、小端台阶部分的轴向高度、锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;
因此,圆锥台截面毛坯的径向壁厚、小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径分别按式(17)、式(18)、式(19)、式(20)和式(21)进行确定,毛坯的轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度分别按式(13)、式(14)、式(15)和式(16)进行确定;
步骤三,确定辗扩比取值范围的计算公式,根据环件径向辗扩成形原理,为使整个圆锥台截面环件径向辗扩成形过程能顺利地开展并稳定地进行,需满足如下三项条件:
条件1:辗扩比必须大于1,即:
                                           (22)
条件2:在环件径向辗扩过程中,芯辊朝驱动辊的连续进给使得环件的壁厚不断减薄、半径不断长大、截面轮廓逐渐成形,因此毛坯的壁厚应大于环件的径向壁厚,且毛坯的半径应分别小于环件的半径,即:
                                           (23)
                                           (24)
                                           (25)
                                          (26)
                                          (27)
条件3:毛坯的半径必须大于芯辊的半径,这样才能保证将芯辊放入毛坯内,即:
                                          (28)
                                          (29)
在式(23)~式(29)中,、、、和分别为辗扩后圆锥台截面环件的径向壁厚、小端台阶部分的内半径、小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的内半径和大端台阶部分的外半径;和分别为芯辊大端台阶部分的外半径和小端台阶部分的外半径;
下面依次考虑上述条件:
1)、将式(17)带入式(23)有
                                         (30)
变形后为
                                        (31)
由圆锥台截面环件结构可知,故式(31)变为,这说明只要满足了式(22)则式(23)也就自动满足了,
2)、令
                                                (32)
                                                (33)
                                 (34)
则式(18)变为
 .                                       (35)
将式(35)代入到式(24)中有
                                         (36)
变形有
                                     (37)
因为均大于0,所以总是成立的,故由式(37)可得:
                               (38)
3)、将式(17)和式(18)代入式(19)中有
                      (39)
将式(32)~式(34)代入到式(39)中有
.                                        (40)
将式(40)代入到式(25)中有
                                         (41)
变形有
                                    (42)
因为,故当时可由式(42)得:
           (43)
4)、由初始的圆锥台截面毛坯和最终的圆锥台截面环件的结构可知
                                     (44)
                                     (45)
结合式(14)可知:只要式(24)的满足时,式(26)中的也就自动满足了,
5)、由初始的圆锥台截面毛坯和最终的圆锥台截面环件的结构可知
                                     (46)
                                     (47)
结合式(14)可知:只要式(25)的满足时,式(27)中的也就自动满足了,
6)、将式(35)代入式(28)中有
                                   (48)
变形后有
                                 (49)
因为总是成立的,同时考虑到,故由式(49)可得:
                         (50)
7)、由圆锥台截面环件径向辗扩中芯辊结构有
                                  (51)
结合式(34)中的和式(14)中的可知:只要式(28)的满足时,式(29)中的也就自动满足了,同时还由圆锥台截面环件径向辗扩中芯辊结构看出,必须满足:
                                    (52)
根据上述定义,还可以推导得出:
                               (53)
                                (54)
综合可知,在保证条件下,则对圆锥台截面环件径向辗扩有
        (55)
步骤四,获得最终圆锥台截面环件的几何尺寸;圆锥台截面环件的几何尺寸包括环件的小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径、径向壁厚、轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;当知道环件的小端台阶部分的内半径、大端台阶部分的内半径和锥形部分的轴向高度后(或者是小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的外半径和锥形部分的轴向高度后),则锥形角为
                         (56)
步骤五,测量获得芯辊小端台阶部分的外半径;
步骤六,计算确定圆锥台截面环件的体积,根据给定的圆锥台截面环件的几何尺寸则其体积按式(57)进行计算:
                          (57)
步骤七,计算确定圆锥台截面环件的径向截面面积,根据给定的圆锥台截面环件的几何尺寸则其径向截面面积按式(58)进行计算:
          (58)
步骤八,计算确定出辗扩比取值范围,将圆锥台截面环件的几何尺寸、体积和径向截面面积代入式(55)计算得到辗扩比的取值范围;
步骤九,在所计算出的辗扩比取值范围内选取值,
步骤十,计算确定圆锥台截面毛坯的几何尺寸,由圆锥台截面环件的几何尺寸先按式(13)、式(14)、式(15)和式(16)确定出毛坯的轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度,再结合所选取的辗扩比值分别按式(17)和式(18)计算出毛坯的径向壁厚和小端台阶部分的内半径,最后分别按式(19)、式(20)和式(21)计算出毛坯的小端台阶部分的内半径以及大端台阶部分的内半径和外半径。
本发明的有益效果是:只需获得最终圆锥台截面环件的几何尺寸(包括环件的小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径、径向壁厚、轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度)以及芯辊小端台阶部分的外半径,就可以快速确定出辗扩比的取值范围;然后结合在确定出的辗扩比范围内所选取的值,就可以快速计算出圆锥台截面毛坯的几何尺寸(包括毛坯的径向壁厚、小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径、轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度)。该方法对于同一个圆锥台截面环件,能够设计出一系列基于不同辗扩比下的圆锥台截面毛坯,可有效提高圆锥台截面环件径向辗扩毛坯设计的效率和精度,缩短生产周期,降低生产成本。本发明为圆锥台截面环件径向辗扩的毛坯设计提供了科学依据和重要方法,有利于促进异形环件径向辗扩精确塑性成形制造技术的进一步发展。
附图说明
图1为确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的流程框图。
图2为初始的圆锥台截面毛坯的结构示意图。
图3为最终的圆锥台截面环件的结构示意图。
图4为圆锥台截面环件径向辗扩中芯辊的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例进一步详细说明本发明,但是所给出的实施例不会构成对本发明的限制。
一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法,包括以下步骤:
步骤一,确定圆锥台截面环件径向辗扩成形过程中的初始毛坯为如图2所示的圆锥台截面毛坯;
步骤二,确定圆锥台截面毛坯几何尺寸的计算公式;
根据塑性成形中的体积不变原理,有
                                         (1)
根据辗扩比为辗扩前毛坯径向截面面积与辗扩后环件径向截面面积之比的定义,有
                                         (2)
由图2可知:
 =          (3)
                      (4)
由图2还可以得到
                                         (5)
                                        (6)
                                     (7)
                                     (8)
                                  (9)
将式(2)、式(5)、式(6)和式(9)代入式(3)中可得
                                        (10)
将式(1)和式(5)~式(9)代入式(4)中可得
                        (11)
将式(10)代入式(11)中可得
                       (12)
由于选用的成形方式为闭式径向辗扩,故有
                                             (13)
                                             (14)
                                              (15)
                                                (16)
将式(13)~式(16)代入式(10)和式(12)有
                                               (17)
                 (18)
在按式(17)计算出和按式(18)计算出后,则
                                             (19)
                                        (20)
                                    (21)
在式(1)~式(21)中,为辗扩比;为锥形角;、、、、、、、、、和分别为辗扩前圆锥台截面毛坯的体积、径向截面面积、径向壁厚、小端台阶部分的内半径、小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的内半径、大端台阶部分的外半径、轴向高度、小端台阶部分的轴向高度、锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;、、、、和分别为辗扩后圆锥台截面环件的体积、径向截面面积、径向壁厚、轴向高度、小端台阶部分的轴向高度、锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度;
因此,圆锥台截面毛坯的径向壁厚、小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径分别按式(17)、式(18)、式(19)、式(20)和式(21)进行确定,毛坯的轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度分别按式(13)、式(14)、式(15)和式(16)进行确定;
步骤三,确定辗扩比取值范围的计算公式,
根据环件径向辗扩成形原理,为使整个圆锥台截面环件径向辗扩成形过程能顺利地开展并稳定地进行,需满足如下三项条件:
条件1:辗扩比必须大于1,即:
                                           (22)
条件2:在环件径向辗扩过程中,芯辊朝驱动辊的连续进给使得环件的壁厚不断减薄、半径不断长大、截面轮廓逐渐成形,因此毛坯的壁厚应大于环件的径向壁厚,且毛坯的半径应分别小于环件的半径,即:
                                           (23)
                                           (24)
                                           (25)
                                          (26)
                                          (27)
条件3:毛坯的半径必须大于芯辊的半径,这样才能保证将芯辊放入毛坯内,即:
                                          (28)
                                          (29)
在式(23)~式(29)中,、、、和分别为辗扩后圆锥台截面环件的径向壁厚、小端台阶部分的内半径、小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的内半径和大端台阶部分的外半径;和分别为芯辊大端台阶部分的外半径和小端台阶部分的外半径;
下面依次考虑上述条件:
1)、将式(17)带入式(23)有
                                         (30)
变形后有
                                        (31)
由图3可知,故式(31)变为,这也就说明只要满足了式(22)则式(23)也就自动满足了,
2)、令
                                                (32)
                                                (33)
                                 (34)
则式(18)变为
                                         (35)
将式(35)代入到式(24)中有
                                         (36)
变形有
                                     (37)
因为均大于0,所以总是成立的,故由式(37)可得:
                               (38)
3)、将式(17)和式(18)代入式(19)中有
                      (39)
将式(32)~式(34)代入到式(39)中有
                                         (40)
将式(40)代入到式(25)中有
                                         (41)
变形有
                                    (42)
因为,故当时可由式(42)得:
           (43)
4)、由图2和图3知
                                     (44)
                                     (45)
结合式(14)可知:只要式(24)的满足时,式(26)中的也就自动满足了,
5)、由图2和图3知
                                     (46)
                                     (47)
结合式(14)可知:只要式(25)的满足时,式(27)中的也就自动满足了,
6)、将式(35)代入式(28)中有
                                   (48)
变形后有
                                 (49)
因为总是成立的,同时考虑到,故由式(49)可得:
                         (50)
7)、由图4有
                                  (51)
结合式(34)中的和式(14)中的可知:只要式(28)的满足时,式(29)中的也就自动满足了。同时还由图4看出,必须满足:
                                   (52)
根据上述定义,还可以推导得出:
                               (53)
                                (54)
综合可知,在保证条件下,则对圆锥台截面环件径向辗扩有
        (55)
步骤四,确定最终圆锥台截面环件的几何尺寸;圆锥台截面环件的几何尺寸包括环件的小端台阶部分的内半径和外半径、大端台阶部分的内半径和外半径、径向壁厚、轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度,当知道环件的小端台阶部分的内半径、大端台阶部分的内半径和锥形部分的轴向高度后(或者是小端台阶部分的外半径、大端台阶部分的外半径和锥形部分的轴向高度后),则锥形角为
                         (56)
步骤五,测量获得图4中所示芯辊小端台阶部分的外半径;
步骤六,计算确定圆锥台截面环件的体积;
由图3和给定的几何尺寸可得,圆锥台截面环件的体积为
                          (57)
步骤七、计算确定圆锥台截面环件的径向截面面积;
由图3给定的几何尺寸可得,圆锥台截面环件的径向截面面积为
       (58)
步骤八,计算确定出辗扩比取值范围,将圆锥台截面环件的几何尺寸、体积和径向截面面积代入式(55)计算得到辗扩比的取值范围;
步骤九,在所计算出的辗扩比取值范围内选取值,
步骤十,计算确定圆锥台截面毛坯的几何尺寸,由圆锥台截面环件的几何尺寸先按式(13)、式(14)、式(15)和式(16)确定出毛坯的轴向高度以及小端台阶部分的轴向高度,锥形部分的轴向高度和大端台阶部分的轴向高度,再结合所选取的辗扩比值分别按式(17)和式(18)计算出毛坯的径向壁厚和小端台阶部分的内半径,最后分别按式(19)、式(20)和式(21)计算出毛坯的小端台阶部分的内半径以及大端台阶部分的内半径和外半径。
实施例:假设最终的圆锥台截面环件产品的小端台阶部分的内半径=77cm和外半径=80cm、大端台阶部分的内半径=85cm和外半径=88cm、径向壁厚=3cm、轴向高度=20cm以及小端台阶部分的轴向高度=1cm,锥形部分的轴向高度=18cm和大端台阶部分的轴向高度=1cm。
步骤一,确定圆锥台截面环件径向辗扩成形过程中的初始毛坯为如图2所示的圆锥台截面毛坯;
步骤二,根据径向辗扩前后初始毛坯和最终环件的径向截面面积和体积之间的关系,可确定出圆锥台截面毛坯几何尺寸的计算公式分别为:
圆锥台截面毛坯中小端台阶部分的轴向高度按式(13)确定:
                                             (13)
圆锥台截面毛坯中锥形部分的轴向高度按式(14)确定:
                                             (14)
圆锥台截面毛坯中大端台阶部分的轴向高度按式(15)确定:
                                              (15)
圆锥台截面毛坯的轴向高度按式(16)确定:
                                                (16)
圆锥台截面毛坯的径向壁厚按式(17)确定:
                                               (17)
圆锥台截面毛坯中小端台阶部分的内半径按式(18)确定:
                 (18)
圆锥台截面毛坯中小端台阶部分的外半径按式(19)确定:
                                             (19)
圆锥台截面毛坯中大端台阶部分的内半径按式(20)确定:
                                        (20)
圆锥台截面毛坯中大端台阶部分的外半径按式(21)确定:
                                    (21)
在上述各式中,为辗扩比,为圆锥台截面环件的体积,为圆锥台截面环件的径向截面面积,为圆锥台截面环件的锥形角且其计算公式为:
                         (56)
步骤三,根据圆锥台截面环件径向辗扩成形过程能顺利开展并稳定进行的条件,在满足条件下辗扩比取值范围的可按式(55)确定:
        (55)
其中:
                                                (32)
                                                (33)
                                 (34)
步骤四,获得图3所示的圆锥台截面环件的几何尺寸,分别是:小端台阶部分的内半径=77cm和外半径=80cm、大端台阶部分的内半径=85cm和外半径=88cm、径向壁厚=3cm、轴向高度=20cm以及小端台阶部分的轴向高度=1cm,锥形部分的轴向高度=18cm和大端台阶部分的轴向高度=1cm。
步骤五,确定图4所示的芯辊小端台阶部分的外半径,若选取=45cm;
步骤六,根据圆锥台截面环件几何尺寸按式(57)计算出圆锥台截面环件的体积:

=31086cm3;
步骤七,根据圆锥台截面环件几何尺寸按式(58)计算出圆锥台截面环件的径向截面面积:
=120cm2;
步骤八,根据所给定的圆锥台截面环件几何尺寸以及计算得到的圆锥台截面环件的体积体积和径向截面面积,可根据式(32)~式(34)求解得到的值分别为:



由于,则有


故可按式(55)计算出辗扩比取值范围为

步骤九,在所计算出的辗扩比取值范围[1.00,1.60]内任意选取一个值,若选取=1.35;
步骤十,计算出圆锥台截面毛坯的几何尺寸:
按式(13)确定出圆锥台截面毛坯中小端台阶部分的轴向高度为
=1cm
按式(14)确定出圆锥台截面毛坯中锥形部分的轴向高度为
=18cm
按式(15)确定出圆锥台截面毛坯中大端台阶部分的轴向高度为
=1cm
按式(16)确定出圆锥台截面毛坯的轴向高度为
=20cm
按式(17)确定出圆锥台截面毛坯的径向壁厚为
=cm
按式(18)确定出圆锥台截面毛坯中小端台阶部分的内半径为

=
=
=55.09cm
按式(19)确定出圆锥台截面毛坯中小端台阶部分的外半径为
=55.09+4.05=59.14cm
按式(20)确定出圆锥台截面毛坯中大端台阶部分的内半径为
=cm
按式(21)确定出圆锥台截面毛坯中大端台阶部分的外半径为
=cm。

关 键 词:
一种 确定 圆锥 截面 径向 毛坯 尺寸 方法
  专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
太阳城集团本文
本文标题:一种确定圆锥台截面环件径向辗扩毛坯尺寸的方法.pdf
链接地址:http://zh228.com/p-6420357.html
太阳城集团我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
 


收起
展开
葡京赌场|welcome document.write ('');