1、环件轧制工艺的工作原理
滚压工艺设计涉及塑性加工理论、材料力学、理论科学、流体力学、模具设计、计算机数值模拟等多个领域，因此影响因素较多，技术难度较高。 环件轧制是在专用扩孔机上进行的。 扩孔机上一般有四种滚轮：主动滚轮1、从动滚轮2、导向滚轮3、控制滚轮4。工作过程如图1-2所示。 将加热后的环坯5放在从动辊2上，主动辊1随环坯旋转，并通过油压径向送料焊丝，使坯料在压力下拉伸，壁厚减小，内外壁直径同时增加。 大的。 导辊3始终靠在工件上，其他辊靠摩擦旋转。 根据生产经验，导辊3与主轴线的夹角应大于65°，并应控制随着工件直径的增大而向外移动。 其作用是使工件平稳旋转，使工件重新整形。 当工件外径达到要求尺寸时，工件接触控制辊4并发出信号油压锻造机加工，使驱动辊1返回，扩孔完成。 电机仅带动主动滚筒旋转，其他滚筒被动旋转。 控制滚轮与主轴的夹角应大于55°。 环件轧制过程必须采用适当的轧制扩径比K和每转压下量，以保证整个扩孔过程始终满足毛坯的咬合条件二氧气体保护焊，使轧制能够稳定进行。
图1-2 轧制工作过程示意图。 由上可见，环件轧制工艺是轧制技术与机械零件制造技术的交叉结合，因此它还具有以下特点： 1、主动辊与芯辊的直径相差很大； 2、主动辊进行主动旋转滚动运动，芯辊进行从动旋转滚动运动，其速度不同； 3、旋转滚动运动与直线进给运动相互独立； 4、径向滚动运动和端面轴向滚动运动滚动运动相互制约，都受到导轨运动的约束和干涉； 5、轧制时，环坯反复通过型腔的轧制道次氩弧焊，并逐渐减小； 6、环锻件变形区的几何边界复杂且难以预测。 变形的热和力条件是稳定的，也是动态的。 由于这些特点，环件轧制不仅受到静力学、运动学和动力学因素的影响，而且还受到这些因素的耦合影响，因此环件的轧制变形高度复杂。 此外，环件轧制不仅表现出普通平轧、异步轧制和多道次轧制的性能，而且还表现出这些轧制的耦合性能。
2、环件轧制工艺特点
环件轧制是最近发展起来的一种成形工艺，主要用于生产环形零件。 与锻造相比，轧环工艺具有更大的经济和技术优势，主要体现在：1、所需设备少、吨位小。 旋转模对毛坯进行局部连续压力成形，与模锻的整体压力成形不同。 与刀具与工件接触面积小、变形力小相比，采用小吨位设备可以生产较大的环，扩大了环的成形范围。 例如，直径约 400mm 的汽车后桥从动齿轮毛坯需要 80000kN 以上的模锻压力机才能制造，而环轧压力机仅需 600kN 左右：一个滚环可形成原子级的加强环。能源反应堆容器直径为φ10,000mm，高度为4,000mm。 ，是其他压力加工方法难以成型的。 2、材料利用率高。 与模锻相比，滚环毛坯只需冲小孔，因此冲孔小、蒙皮小。 模锻不需要飞边和拔模角，环的横截面尺寸和形状更小。 接近成品，既减少了切削加工量，又节省了原材料。 3、优良的内在品质。 滚动环的变形为径向压缩和轴向延伸。 环的金属纤维沿圆周连续排列，这往往是为了适应环使用过程中的应力和磨损。 因此，滚环产品具有较高的强度和耐磨性。 ，内在品质优良。 4、工作条件良好。 与一般锻造相比，滚动环时无冲击、无振动、噪音低。 劳动条件大大改善，易于实现机械化、自动化。 5、生产成本低环件轧制工艺具有材料利用率高、加工时间少、生产能耗低、轧制孔型寿命长等综合优点，因此生产成本低。 德国产的3500mm×110mm×90mm碳钢环，自由锻造的生产成本比轧制高77%，火焰切割比轧制高16%。 据前苏联统计，与自由锻造相比，环件轧制可降低材料消耗40%-50%，生产成本降低75%。 采用环轧生产EQ140汽车后桥驱动锥齿轮锻件，与模锻相比，单件材料消耗减少5kg，生产成本降低20%。 6、生产率高环件轧制设备的轧制速度通常为1-2m/s，轧制周期一般为10s左右，最小周期已达到3.6s，最高生产率已达到1000件/h，要高得多与轧环设备相比。 锻造和火焰切割也比模锻生产率更高。
3、环件轧制的应用
目前，国内外广泛采用轧环工艺，如火车轮毂、轴承内外圈、齿圈、轴套、法兰、起重机旋转轮辋及各种加强环等。 加工零件的尺寸和重量范围较大：直径从40mm-10000mm油压锻造机加工，高度从10mm-1000mm，重量从0.2kg-82000kg，截面形状多样。 典型示例如图1-3所示。 环件材料通常有碳钢、合金钢、铝合金、铜金、钛合金、钴合金、镍基合金等。常见的环件轧制产品有火车轮毂、轴承套圈、齿轮环、衬套等。法兰、燃气轮机环、起重机旋转轮环、核反应堆容器环及各种加强环等。
图1~3环轧产品截面形状环轧工艺需要径向变形和轴向变形，但一般主要变形是径向变形，这就需要制坯工序。 制坯步骤一般包括下料、加热、镦粗和冲孔。 毛坯的尺寸和形状是获得合格环轧工件的决定因素之一。 采用模锻压力机和摇摆式滚压机制造毛坯，基本上可以完成环件轧制工艺所需的毛坯形状的轴向变形，达到精密轧制的目的。 轧制环还可作为钢坯制造工艺和摆动轧制工艺之间的连接线，形成各种截面形状的环。 这样，由于轧制环完成径向变形，摆动轧制完成轴向变形，因此可以制造各种截面的环。 轧环与摆动轧制采用直线连接，具有较大的优点。
