一、技术领域：
[0001] 本
发明错位轧环工艺涉及一种精密迥转成形工艺，是普通轧环和多点径向辗环(复合轧环)工艺的发展，适用于不同
轧制比且断面形状复杂的环件的成形。属塑性加工工艺技术领域。二、背景技术：
[0002] 普通轧环是一种历史悠久的塑性加工工艺，广泛应用于
轴承内外环、轮圈、
铁路轮箍等环件的塑性成形，它可在普通立式轧环机和普通卧式轧环机上完成。它的由
电动机驱动旋转的主
轧辊与被动带转的芯辊形成一对对位轧辊，对套在芯辊上的环件毛坯进行反复循环轧制，环件内外径扩大、壁厚减薄而逐渐成形，芯辊右侧的导向辊贴住环件使轧制过程平稳，芯辊左侧的
信号辊控制环件外径尺寸。它适用于断面形状较简单、轧制比比较大的环件生产。对断面形状复杂且轧制比又小的环件(尤其是断面形状有深凹槽的环件，如双边
法兰、双联
齿轮和双边支重轮、各类球
阀的连接体等)，普通轧环工艺无能为
力，多点径向辗环工艺(近年又被称为复合轧环工艺)(
专利号：ZL86108713.5，ZL201110316377.4)就是应这种需求而出现，它在环件外径扩大至与外周怖置的三个轧辊都
接触后，在环件径向
刚度足夠的前提下，继续施压，它在限制环件直径扩大的同时，对环件外周的表层金属进行旋转反
挤压，使其发生轴向流动逐步充满模具型腔，此时芯辊已不参与轧环过程，该工艺可使轧制比很小且外形复杂的环件成形。多点径向辗环工艺利用多功能辗环机(专利号：ZL200810203822.4)可生产这类特殊环件和普通环件，扩大了昔日轧环机的功能。但存在的问题是：要求环件径向刚度较大，不适用于孔大壁薄、轧制比大的环件成形，还因芯辊未参与轧环过程，环件内孔形状不佳，须预留较大加工余量。
三、发明内容：
[0003] 本发明错位轧环工艺的目的是提供一种新的轧环工艺，它能克服多点径向辗环工艺的不足，扩大应用范围并提高环件
质量。适用环件尺寸范围大和不同轧制比且外形复杂的环件。为说明本
申请的创新性，须对已有的相关技术作简要叙述。
[0004] 巳有的普通轧环工艺和
钢材轧制工艺两者的工作原理是相同的。钢材轧制如图1所示，1、3为一对对位轧辊，2为轧制
工件。钢材在通过一对或若干对上下对位反向旋转的轧辊的型槽时，局部受压，在满足咬入条件和锻透条件时，发生断面减小、轴线伸长的塑性
变形。普通轧环如图2所示，它的一对对位轧辊，一个是主动旋转的大轧辊4(称为主轧辊)位于环件5的外周，另一个被动旋转的小轧辊6(称为芯辊)位于环件5的内孔中，环件5的壁厚局部上内外受压，在满足咬入条件和锻透条件时，环件5在被带转的过程中，反复进入该对逐步靠近的轧辊辊缝，环件5的壁厚逐步减小的同时，内、外径扩大至要求的形状尺寸时完成轧环过程。
[0005] 巳有的多点径向辗环(复合轧环)工艺的工作原理如图3所示，它是在环件外周大致均怖布置一大两小三个轧辊，其中一个大轧辊(主轧辊)4主动旋转，带动环件5及两个小轧辊(副轧辊)7和8转动，6为芯辊(复合轧环时须用)，此时三个轧辊径向相向进给时，环件5的外周表面三处局部受压，在环件5的径向刚度足够大(环件不会压扁)的前提下，因环件5的壁厚两侧没有对位之轧辊，环件不会发生锻透状态下的整体直径扩大，环件的平均直径变化不大，只要环件外周咬入条件满足，模具形状使环件外周表层金属连续发生充满模具型腔的轴向流动，使环件外周较复杂的断面形状成形。但在环件外周三辊轧制时，内孔表面处于拉
应力状态，又没有芯辊参与轧环，其内孔表面形状和尺寸不易控制。
[0006] 本发明错位轧环工艺过程如图4和图5所示，图4为轧环开始时的状态，它在环件5外周的适当
位置上，安置一个较大的主轧辊4和一个较小的副轧辊7，在环件5的内孔中，安置一个芯辊6，芯辊6中心至主轧辊4中心的连线与芯辊6中心至副轧棍7中心的连线之间的夹
角为Q，其值为90°＜Q＜170°，如图4所示，芯辊6与环件5内孔的接触点K处于主轧辊4的对位位置上，主轧辊由电动机拖动旋转，它带动环件5、芯辊6和副轧辊7旋转，构成轧环模具，右侧的副轧辊7具有与主轧辊4或芯辊6相同的进给推力，副轧辊7在径向进给过程中，使环件5向左上方向位移，造成芯辊6在环件5内孔的着力点位置K顺
时针右移，至主、副两个轧辊在环件5外周接触处的近中部位置，由开始的对位状态变成错位状态，形成错位轧环，外周的主、副两个轧辊4、7和内孔中的芯辊6，三者在径向发生相向连续的进给运动的轧环过程中，保持错位状态。三轧辊对环件的径向压力难以穿透环件5的壁厚，环件壁厚处于未锻透的状态，导致环件5的断面面积难以减小，环件的平均直径变化不大，在咬入条件满足时，环件外周及内孔表面的局部连续受压，可发生环件表层金属轴向流动的变形，逐渐充填模具的型腔，形成与模具型腔相对应的较复杂的断面形状。错位的芯辊6始终参与轧环过程，环件5的内孔的形状和尺寸可以得到较好的控制。当成形大直径(大轧制比)的环件时，可在错位轧环结束后，将副轧辊7后退，主轧辊4(或芯辊6)继续相向的径向进给，它们构成一对对位轧辊，转换为后续的普通轧环过程，环件直径扩大至要求尺寸，如图6所示。
[0007] 四、本发明的优越之处：
[0008] 1、可以生产较复杂断面形状的较精准环件，减少加工余量，降低原材料耗损和机加工
费用，降低零件制造成本。
[0009] 2、扩大了轧环工艺的应用范围、提高轧环效率，降低轧环工艺成本。
[0010] 3、与多功能轧环机(包括立式和卧武)相比，减少了一个左侧副轧辊部件，不仅简化了设备，降低了设备制造成本，而且为立式多功能轧环机设置轴向端面轧辊部件，提供了足够的布置空间，为径轴双向立式多功能轧环机的设计和制造提供了方便。五、
附图说明：
[0011] 图1、钢材轧制工艺工作原理。
[0012] 图2、普通轧环工艺工作原理。
[0013] 图3、多点径向轧环(复合轧环)工艺工作原理。
[0014] 图4、错位轧环工艺开始前工作状态。
[0015] 图5、错位轧环工艺工作原理
[0016] 图6、错位轧环工艺后续转换为普通轧环工艺时的状态。
[0017] 图7、错位轧环与普通轧环相结合的径轴双向立式多功能轧环机的结构示意图。
[0018] 图8、错位轧环与普通轧环相结合的径轴双向卧式多功能轧环机的结构示意图。五、具体实施方案：
[0019] 基于错位轧环技术的先进性，根据它的工作原理可以设计制造新型多功能立式和卧式径轴双向轧环机，提高轧环件的成形
精度和生产效率，降低生产成本。
[0020] 图7是错位轧环与普通轧环相结合的径轴双向立式多功能轧环机的结构示意图。11是床身，12是主轧辊下压油缸，13是滑
块导轨，14为安装主轧辊之滑块，15为主轧辊，16为环件，17为装有芯辊的下支承部件，18为副轧辊，19为安装副轧辊之杠杆，20为副轧辊的施压油缸，其推力和主轧辊施压油缸相同，21是轴向轧辊部件，22是驱动锥形轧辊之油
马达，
23为轧制环件端面的一对锥形轧辊，24为控制环件尺寸的信号辊部件，25为床身之底座。
[0021] 根据这个创新轧环工艺，我们设计制造了世界上首台错位轧环与普通轧环相结合的径轴双向卧式多功能轧环机，于2015年8月投入生产，批量生产重达数吨的大直径高压
球阀的连接体等配件，与自由锻工艺相比，生产该类环件节约材料30％以上，并大幅降低了机加工费用，取得了很好的技术经济效果。图8是该大型机床的轧环部件的结构示意图，26是床身，27为在原地主动转动的主轧辊部件，28为安装副轧辊之杠杆，29是副轧辊，30为副轧辊进给施压油缸，31为环件，32为芯辊部件，33为芯辊进给施压油缸，其推力与副轧辊施压油缸相同，34为轧制端面的一对锥形轮，35为驱动锥形轮的油马达，36是轴向端面轧制部件。
