一种斜槽截面环件复合进给精密轧制成形方法

摘要

本发明公开了一种斜槽截面环件复合进给精密轧制成形方法，包括以下步骤：S1、环坯设计；S2、孔型设计，结合复合轧环稳定变形条件和轧制设备结构要求，根据环件和环坯尺寸，确定主进给辊、芯辊、副进给辊和信号辊工作面形状尺寸；S3、轧制成形，调整副进给辊位置，通过控制芯辊和副进给辊的进给速度，双辊双向进给和单辊单向进给两种进给模式复合进行轧制成形。本发明具有能源和材料消耗低、生产效率高、生产成本低的技术经济优点。

说明书

技术领域

本发明属于机械零件塑性加工技术领域，具体涉及一种斜槽截面环件复合进给精密轧制成形方法。

背景技术

斜槽截面环件是一种特殊的环类零件，如图1所示，其轮廓形状为由不同尺寸的上下台阶和中间锥面构成的斜槽。斜槽截面环件作为结构件广泛用于油气管道阀门、航空发动机机匣及结合环中。该类零件应用领域特殊，且多工作在高压、高温、腐蚀等恶劣环境，通常需要通过塑性加工获得良好的服役性能。

目前斜槽截面环件的斜槽型轮廓形状成形十分困难：若采用传统锻造成形方法，需要简化斜槽形状成形，再切削加工出完整斜槽轮廓，不仅能耗高(通常需数千上万吨压力机)、材料利用率低(不到50％)、生产效率低(反复加热锻造、切削量大时长)，而且晶粒粗大、流线不完整；若采用先进的轧环成形方法，如图3所示，虽然技术经济效果有所该善，但是普通轧环为单个进给辊沿单一方向进给，在这种单辊单向进给模式下，轧制过程金属周向流动与径向流动差异很大，导致直径扩大与轮廓成形明显不同步，环件直径尺寸达到时斜槽仍不能充分充型。

综上，无论是传统锻造还是先进轧环成形方法，都无法实现斜槽截面轮廓精密成形，不仅带来大量优质材料和切削工时消耗，更重要的是槽型工作面无法获得充分变形而有效细化晶粒和形成仿形分布的完整流线，从而限制了零件性能提升。

发明内容

针对上述斜槽型截面环件制造现状存在的不足，本发明的目的在于提供一种斜槽截面环件复合进给精密轧制成形方法，它改变普通轧环单辊单向进给模式，采用双辊双向进给和单辊单向进给两种进给模式复合进行轧制成形，通过合理设计工艺参数和控制轧制过程，可以实现斜槽型截面轮廓通过轧制精密成形，有效提高材料利用率、生产效率和零件性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种斜槽截面环件复合进给精密轧制成形方法，包括以下步骤：

S1、环坯设计：

S101、依据塑性变形体积不变原理，考虑环坯加热氧化烧损，取烧损系数ω为3％～5％，确定环坯体积V₀＝(1+ω)V(1)

式中，V为斜槽型截面环件体积；

S102、根据形状相似原则，设计环坯的外轮廓为平滑连接的上下外圆柱面和中间外锥面，其内轮廓与环件内轮廓相似，即具有内圆柱面和内锥面；

S2、轧制孔型设计：轧制孔型设计成闭式孔型，复合轧环过程包含双辊双向进给和单辊单向进给两种进给模式，双辊双向进给轧环阶段，轧制孔型由主进给辊、芯辊和副进给辊工作面组成，单辊单向进给轧环阶段，轧制孔型由主进给辊和芯辊工作面组成：

S201、主进给辊和芯辊工作面设计：主进给辊工作面设计为带有成形环件凹斜槽锥形外表面的凸台，芯辊工作面设计为由圆柱面和锥形面组成；

S202、副进给辊工作面设计：为保证孔型对应，副进给辊型腔结构设计为与主进给辊一致；

S203、信号辊工作面设计：为保证孔型对应，信号辊型腔结构设计为与主进给辊一致；

S3、轧制成形：加工环坯和轧制孔型，在轧制设备上安装好轧制孔型，将环坯置于主进给辊上，调整副进给辊和信号辊位置，按照双辊双向进给和单辊单向进给两种进给模式复合进行轧制：首先采用双辊双向进给模式，主进给辊和副进给辊均以慢速进给，使环坯咬入轧制孔型，并在未锻透情况下产生局部变形，金属主要沿径向流动填充轧辊型腔而成形斜槽；当环坯表面轮廓基本充满轧辊型腔后，停止副进给辊进给，采用单辊单向进给模式，提升主进给辊进给速度，使环件锻透产生直径扩大的整体变形，此时副进给辊紧贴环坯随其直径扩大而向后移动，起普通轧环导向辊作用，当环坯直径扩大至与信号辊接触时，停止主进给辊进给，轧制过程结束。

按上述技术方案，斜槽型截面环件的外轮廓为两个不同外径的上下台阶和中间外锥面，其内轮廓为内圆柱面和内锥面，斜槽型截面环件体积V为：

$V={\mathrm{\pi R}}_1^2{B}_1+{\mathrm{\pi R}}_2^2{B}_2+\frac{\pi (B-B_1-B_2)}{3}[{(R_1-H_1)}^2+{(R_2-H_2)}^2+(R_1-H_1)(R_2-H_2)]-{\mathrm{\pi r}}_1^2{B}_1-\frac{\pi (B-B_3)}{3}(r_1^2+r_2^2+r_1{r}_2)---\left(2\right)$

式中：R₁—环件小端台阶外半径，R₂—环件大端台阶外半径，R₂＝(R₁-H₁+H₂)+(B-B₁-B₂)tanδ₁，r₁—环件内圆柱面半径，r₂—环件内锥面大端半径，r₂＝r₁+(B-B₃)tanδ，δ—环件内锥面锥角，δ₁—环件中间外锥面锥角，H₁—环件小端台阶凹槽深，H₂—环件大端台阶凹槽深，B₁—环件小端台阶高度，B₂—环件大端台阶高度，B₃—环件内圆柱面高度，B—环件总高度；

步骤S102中，环坯内锥面锥角δ₀＝δ，环坯内圆柱面半径其中K为轧制比，取1.2～3，环坯内锥面大端半径r₂₀＝r₁₀+(B-B₂)tanδ(4)；

由于采用闭式孔型轧制，取环坯总高度B₀＝B，环坯小端外圆柱面高度B₁₀＝B₁，环坯大端外圆柱面高度B₂₀＝B₂，环坯内圆柱面高度B₃₀＝B₃；

环坯体积V₀为

$V_0={\mathrm{\pi R}}_{10}^2{B}_{10}+{\mathrm{\pi R}}_{20}^2{B}_{20}+\frac{\pi }{3}(B_0-B_{10}-B_{20})(R_{10}^2+R_{20}^2+R_{10}{R}_{20})-{\mathrm{\pi r}}_{10}^2{B}_{30}-\frac{\pi }{3}(B_0-B_{30})(r_{10}^2+r_{20}^2+r_{10}{r}_{20})---\left(5\right),$

为保证凹槽处台阶充型完整，需要保证环坯上下外圆柱端的体积比例与环件上下台阶端体积比例相等，即

式中：

$V_2={\mathrm{\pi R}}_2^2{B}_2-\frac{\pi }{3}{B}_2\{{[r_1+(B-B_2-B_3)tan\delta ]}^2+r_2^2+r_2[r_1+(B-B_2-B_3)tan\delta \left]\right\},$

$V_{10}=\pi (R_{10}^2-r_{10}^2)B_1,$

$V_{20}={\mathrm{\pi R}}_{20}^2{B}_2-\frac{\pi }{3}{B}_2\{{[r_{10}+(B-B_2-B_3)tan\delta ]}^2+r_{20}^2+r_{20}[r_{10}+(B-B_2-B_3)tan\delta \left]\right\},$

由公式(1)至公式(6)可以得出环坯小端外圆柱面外半径R₁₀、环坯内圆柱面半径r₁₀、环坯大端外圆柱面外半径R₂₀以及环坯内锥面大端半径r₂₀。

按上述技术方案，步骤S201中，主进给辊凸台面锥角δ_d＝δ₁，主进给辊大端凸台深H_d1＝H₁+(1～2)mm，主进给辊小端凸台深H_d2＝H₂+(1～2)mm，主进给辊高度主进给辊大端型腔高度B_dx1＝B₁+(1～6)mm，主进给辊小端型腔高度B_dx2＝B₂+(1～6)mm；

芯辊锥形面锥角δ_m＝δ，芯辊工作面高度B_m＝B+(20～80)mm，芯辊圆柱面高度B_m1＝B₃+(10～40)mm；

主进给辊和芯辊工作面半径需要满足如下4个条件：

为使环坯产生连续的轧制变形，主进给辊和芯辊的小端工作半径应满足稳定轧制条件①：

$R_{d2}\ge \frac{R_{m2}(R_{20}-r_{20})}{17.5{\mathrm{\beta R}}_{m2}-(R_{20}-r_{20})}$

$R_{m1}\ge \frac{R_{d1}(R_{10}-r_{10})}{17.5{\mathrm{\beta R}}_{d1}-(R_{10}-r_{10})}$

其中，R_d2为主进给辊凸台小端工作半径，R_d1为主进给辊凸台大端工作半径，R_m1为芯辊小端工作半径，R_m2为芯辊大端工作面半径，摩擦角β＝arc>

为了保证芯辊的强度以及与环坯内径的的几何关系，芯辊工作面半径应满足条件②：

R_m1＜r₁₀-(3～5)mm；

根据设备要求，主进给辊和芯辊的闭合中心距应在设备极限闭合中心距范围内，即满足条件③：

R_d1+R₁₀-r₁₀+R_m1＜S_max

R_d1+R₁-r₁+R_m1＞S_min

其中，S_max为设备最大闭合中心距，S_min为设备最小闭合中心距；

根据主进给辊和芯辊的几何特征，各自的工作半径应满足条件④：

R_d2＝R_d1-(B-2B₁)tanδ

R_m1＝R_m2-(B-B₂)tanδ

根据条件①②③④确定主进给辊和芯辊工作半径R_d1、R_d2、R_m1和R_m2；

通常在主进给辊上设计两端侧壁形成闭式孔型，侧壁径向宽度不能大于环件端面壁厚，即主进给辊大端侧壁宽度L_du＜R₁-r₁，一般取L_du＝(0.5～0.8)(R₁₀-r₁₀+R₁-r₁)；

主进给辊小端侧壁宽度L_dl＝L_du，B_du＝B_dl＝(0.1～0.3)B，B_du为主进给辊大端侧壁高度，B_dl为小端侧壁高度。

按上述技术方案，步骤S202中，副进给辊凸台面锥角δ_c＝δ₁，副进给辊大端凸台深H_c1＝H₁+(1～2)mm，副进给辊小端凸台深H_c2＝H₂+(1～2)mm，副进给辊高度B_c＝B+(1～4)mm，副进给大端辊型腔高度B_cx1＝B₁₀+(1～6)mm，副进给小端辊型腔高度B_cx2＝B₂₀+(1～6)mm，副进给辊大端工作面半径R_c1＝(0.3～0.7)R_d1，副进给辊两端侧壁宽度L_cu＝L_cl＝(1.5～3)L_du，副进给辊两端侧壁高度B_cu＝B_cl＝(0.1～0.3)B。

按上述技术方案，步骤S203中，信号辊凸台面锥角δ_x＝δ₁，信号辊大端凸台深H_x1＝H₁+(1～2)mm，信号辊小端凸台深H_x2＝H₂+(1～2)mm，信号辊高度B_X＝B+(1～4)mm，信号辊大端型腔高度B_xx1＝B₁+(1～6)mm，信号辊小端型腔高度B_xx2＝B₂+(1～6)mm，信号辊大端工作面半径R_x1＝(0.3～0.7)R_d1，信号辊两端侧壁宽度L_xu＝L_xl＝(1.5～3)L_du，信号辊两端侧壁高度B_xu＝B_xl＝(0.1～0.3)B；

考虑到卧式轧制过程中芯辊进给，保证双辊双进给轧制阶段副进给辊的进给作用明显，将副进给辊置于主进给辊对侧，使副进给辊与环件中心连线的夹角θ设计为40°～60°。

按上述技术方案，两种进给模式下主、副进给辊进给速度按如下控制：

双辊双向进给模式：

主进给辊进给速度

副进给辊进给速度v₂＝(0.5～1)v₁

单辊单向进给模式：主进给辊进给速度v₃＝(2～4)v₁。

本发明具有以下有益效果：采用本发明轧制的斜槽型截面环件，在双辊双向进给阶段，通过两辊双向低速进给，在环件未锻透情况下限制金属周向流动扩径而迫使其径向流动充型，较早成形斜槽；随后通过单辊单向快速进给，使环件整体锻透进入以扩径为主的整体变形。本发明通过两种进给模式复合，可以有效调控轧制过程金属周向流动扩径和径向流动充型行为，最终实现直径尺寸与轮廓形状同步获得，从而解决了斜槽无法精密成形的问题，不仅提高了材料利用率和生产效率，而且斜槽型工作面通过塑性变形充分成形，能够有效细化晶粒并获得完整流线，从而提高了零件机械性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例中斜槽型截面环件的截面示意图。

图2是本发明实施例中斜槽型截面环件环坯的截面示意图。

图3是现有技术中普通轧环的结构示意图。

图4a是本发明实施例中主进给辊工作面的结构示意图。

图4b是本发明实施例中芯辊工作面的结构示意图。

图4c是本发明实施例中副进给辊工作面的结构示意图。

图4d是本发明实施例中信号辊工作面的结构示意图。

图5a是复合轧环成形的双进给轧制开始阶段的主视图。

图5b是复合轧环成形的双进给轧制开始阶段的侧视图。

图6a是复合轧环成形的双进给轧制结束阶段的主视图。

图6b是复合轧环成形的双进给轧制结束阶段的侧视图。

图7a是复合轧环成形的单进给轧环阶段的主视图。

图7b是复合轧环成形的单进给轧环阶段的侧视图。

图8a是复合轧环成形的轧环整形阶段的主视图。

图8b是复合轧环成形的轧环整形阶段的侧视图。

图中：1-主进给辊，2-芯辊，3-信号辊，4-副进给辊，5-环坯。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的较佳实施例中，如图1-图2、图4a-图8b所示，一种斜槽截面环件复合进给精密轧制成形方法，包括以下步骤：

S1、环坯设计：

S101、依据塑性变形体积不变原理，考虑环坯加热氧化烧损，取烧损系数ω为3％～5％，确定环坯体积V₀＝(1+ω)V(1)

式中，V为斜槽型截面环件体积；

S102、根据形状相似原则，环坯为异型截面，设计环坯的外轮廓为平滑连接的上下外圆柱面和中间外锥面，其内轮廓与环件内轮廓相似，即具有内圆柱面和内锥面；

S2、轧制孔型设计：轧制孔型设计成闭式孔型，复合轧环过程包含双辊双向进给和单辊单向进给两种进给模式，双辊双向进给轧环阶段，轧制孔型由主进给辊1、芯辊2和副进给辊4工作面组成，单辊单向进给轧环阶段，轧制孔型由主进给辊1和芯辊2工作面组成：

S201、主进给辊和芯辊工作面设计：主进给辊工作面设计为带有成形环件凹斜槽锥形外表面的凸台，芯辊工作面设计为由圆柱面和锥形面组成；

S202、副进给辊工作面设计：为保证孔型对应，副进给辊型腔结构设计为与主进给辊一致；

S203、信号辊工作面设计：为保证孔型对应，信号辊型腔结构设计为与主进给辊一致；

S3、轧制成形：加工环坯和轧制孔型，在轧制设备上安装好轧制孔型，将环坯5置于主进给辊1上，调整副进给辊4和信号辊3位置，按照双辊双向进给和单辊单向进给两种进给模式复合进行轧制：首先采用双辊双向进给模式，主进给辊和副进给辊均以慢速进给，使环坯咬入轧制孔型，并在未锻透情况下产生局部变形，金属主要沿径向流动填充轧辊型腔而成形斜槽；当环坯表面轮廓基本充满轧辊型腔后，停止副进给辊进给，采用单辊单向进给模式，提升主进给辊进给速度，使环件锻透产生直径扩大的整体变形，此时副进给辊紧贴环坯随其直径扩大而向后移动，起普通轧环导向辊作用，当环坯直径扩大至与信号辊接触时，停止主进给辊进给，轧制过程结束。

在本发明的优选实施例中，如图2所示，斜槽型截面环件的外轮廓为两个不同外径的上下台阶和中间外锥面，其内轮廓为内圆柱面和内锥面，斜槽型截面环件体积V为：

$V={\mathrm{\pi R}}_1^2{B}_1+{\mathrm{\pi R}}_2^2{B}_2+\frac{\pi (B-B_1-B_2)}{3}[{(R_1-H_1)}^2+{(R_2-H_2)}^2+(R_1-H_1)(R_2-H_2)]-{\mathrm{\pi r}}_1^2{B}_1-\frac{\pi (B-B_3)}{3}(r_1^2+r_2^2+r_1{r}_2)---\left(2\right)$

式中：R₁—环件小端台阶外半径，R₂—环件大端台阶外半径，R₂＝(R₁-H₁+H₂)+(B-B₁-B₂)tanδ₁，r₁—环件内圆柱面半径，r₂—环件内锥面大端半径，r₂＝r₁+(B-B₃)tanδ，δ—环件内锥面锥角，δ₁—环件中间外锥面锥角，H₁—环件小端台阶凹槽深，H₂—环件大端台阶凹槽深，B₁—环件小端台阶高度，B₂—环件大端台阶高度，B₃—环件内圆柱面高度，B—环件总高度；

步骤S102中，环坯内锥面锥角δ₀＝δ，环坯内圆柱面半径其中K为轧制比，取1.2～3，环坯内锥面大端半径r₂₀＝r₁₀+(B-B₂)tanδ(4)；

由于采用闭式孔型轧制，取环坯总高度B₀＝B，环坯小端外圆柱面高度B₁₀＝B₁，环坯大端外圆柱面高度B₂₀＝B₂，环坯内圆柱面高度B₃₀＝B₃；

环坯体积V₀为

$V_0={\mathrm{\pi R}}_{10}^2{B}_{10}+{\mathrm{\pi R}}_{20}^2{B}_{20}+\frac{\pi }{3}(B_0-B_{10}-B_{20})(R_{10}^2+R_{20}^2+R_{10}{R}_{20})-{\mathrm{\pi r}}_{10}^2{B}_{30}-\frac{\pi }{3}(B_0-B_{30})(r_{10}^2+r_{20}^2+r_{10}{r}_{20})---\left(5\right),$

为保证凹槽处台阶充型完整，需要保证环坯上下外圆柱端的体积比例与环件上下台阶端体积比例相等，即

式中：

$V_2={\mathrm{\pi R}}_2^2{B}_2-\frac{\pi }{3}{B}_2\{{[r_1+(B-B_2-B_3)tan\delta ]}^2+r_2^2+r_2[r_1+(B-B_2-B_3)tan\delta \left]\right\},$

$V_{10}=\pi (R_{10}^2-r_{10}^2)B_1,$

$V_{20}={\mathrm{\pi R}}_{20}^2{B}_2-\frac{\pi }{3}{B}_2\{{[r_{10}+(B-B_2-B_3)tan\delta ]}^2+r_{20}^2+r_{20}[r_{10}+(B-B_2-B_3)tan\delta \left]\right\},$

由公式(1)至公式(6)可以得出环坯小端外圆柱面外半径R₁₀、环坯内圆柱面半径r₁₀、环坯大端外圆柱面外半径R₂₀以及环坯内锥面大端半径r₂₀。

在本发明的优选实施例中，步骤S201中，如图4a所示，主进给辊凸台面锥角δ_d＝δ₁，主进给辊大端凸台深H_d1＝H₁+(1～2)mm，主进给辊小端凸台深H_d2＝H₂+(1～2)mm，主进给辊高度B_d＝B+(10～40)mm，主进给辊大端型腔高度B_dx1＝B₁+(1～6)mm，主进给辊小端型腔高度B_dx2＝B₂+(1～6)mm；

如图4b所示，芯辊锥形面锥角δ_m＝δ，芯辊工作面高度B_m＝B+(20～80)mm，芯辊圆柱面高度B_m1＝B₃+(10～40)mm；

主进给辊和芯辊工作面半径需要满足如下4个条件：

为使环坯产生连续的轧制变形，主进给辊和芯辊的小端工作半径应满足稳定轧制条件①：

$R_{d2}\ge \frac{R_{m2}(R_{20}-r_{20})}{17.5{\mathrm{\beta R}}_{m2}-(R_{20}-r_{20})}$

$R_{m1}\ge \frac{R_{d1}(R_{10}-r_{10})}{17.5{\mathrm{\beta R}}_{d1}-(R_{10}-r_{10})}$

其中，R_d2为主进给辊凸台小端工作半径，R_d1为主进给辊凸台大端工作半径，R_m1为芯辊小端工作半径，R_m2为芯辊大端工作面半径，摩擦角β＝arctanμ，μ为摩擦系数；

为了保证芯辊的强度以及与环坯内径的的几何关系，芯辊工作面半径应满足条件②：

R_m1＜r₁₀-(3～5)mm；

根据设备要求，主进给辊和芯辊的闭合中心距应在设备极限闭合中心距范围内，即满足条件③：

R_d1+R₁₀-r₁₀+R_m1＜S_max

R_d1+R₁-r₁+R_m1＞S_min

其中，S_max为设备最大闭合中心距，S_min为设备最小闭合中心距；

根据主进给辊和芯辊的几何特征，各自的工作半径应满足条件④：

R_d2＝R_d1-(B-2B₁)tanδ

R_m1＝R_m2-(B-B₂)tanδ

根据条件①②③④确定主进给辊和芯辊工作半径R_d1、R_d2、R_m1和R_m2；

通常在主进给辊上设计两端侧壁形成闭式孔型，侧壁径向宽度不能大于环件端面壁厚，即主进给辊大端侧壁宽度L_du＜R₁-r₁，一般取L_du＝(0.5～0.8)(R₁₀-r₁₀+R₁-r₁)；

主进给辊小端侧壁宽度L_dl＝L_du，B_du＝B_dl＝(0.1～0.3)B，B_du为主进给辊大端侧壁高度，B_dl为小端侧壁高度。

在本发明的优选实施例中，如图4c所示，步骤S202中，副进给辊凸台面锥角δ_c＝δ₁，副进给辊大端凸台深H_c1＝H₁+(1～2)mm，副进给辊小端凸台深H_c2＝H₂+(1～2)mm，副进给辊高度B_c＝B+(1～4)mm，副进给大端辊型腔高度B_cx1＝B₁₀+(1～6)mm，副进给小端辊型腔高度B_cx2＝B₂₀+(1～6)mm，副进给辊大端工作面半径R_c1＝(0.3～0.7)R_d1，副进给辊两端侧壁宽度L_cu＝L_cl＝(1.5～3)L_du，副进给辊两端侧壁高度B_cu＝B_cl＝(0.1～0.3)B。

在本发明的优选实施例中，如图4d所示，步骤S203中，信号辊凸台面锥角δ_x＝δ₁，信号辊大端凸台深H_x1＝H₁+(1～2)mm，信号辊小端凸台深H_x2＝H₂+(1～2)mm，信号辊高度B_X＝B+(1～4)mm，信号辊大端型腔高度B_xx1＝B₁+(1～6)mm，信号辊小端型腔高度B_xx2＝B₂+(1～6)mm，信号辊大端工作面半径R_x1＝(0.3～0.7)R_d1，信号辊两端侧壁宽度L_xu＝L_xl＝(1.5～3)L_du，信号辊两端侧壁高度B_xu＝B_xl＝(0.1～0.3)B；

考虑到卧式轧制过程中芯辊进给，保证双辊双进给轧制阶段副进给辊的进给作用明显，将副进给辊置于主进给辊对侧，使副进给辊与环件中心连线的夹角θ设计为40°～60°。

在本发明的优选实施例中，如图5a-8b所示，两种进给模式下主、副进给辊进给速度按如下控制：

双辊双向进给模式：

主进给辊进给速度

副进给辊进给速度v₂＝(0.5～1)v₁

单辊单向进给模式：主进给辊进给速度v₃＝(2～4)v₁。

本发明在具体应用时，以图1某台阶锥形环件为例，其环件小端台阶外半径R₁＝330mm、环件内圆柱面半径r₁＝225mm、环件大端台阶外半径R₂＝346mm、环件内锥面大端半径r₂＝275.5mm、环件总高度B＝325mm、环件小端台阶高度B₁＝55mm、环件大端台阶高度B₂＝60mm、环件内圆柱面高度B₃＝113mm、环件中间外锥面锥角δ₁＝15°、环件内锥面锥角δ＝13.4°、环件小端台阶凹槽深H₁＝40mm、环件大端台阶凹槽深H₂＝45mm。

其复合轧成形方法包括以下内容：

S1、制坯

根据环坯尺寸设计方法，取轧制比K＝1.8，烧损系数ω＝3％，确定环坯小端外圆柱面外半径R₁₀＝256mm、环坯内圆柱面半径r₁₀＝125mm，环坯大端外圆柱面外半径R₂₀＝266mm，环坯内锥面大端半径r₂₀＝176mm，环坯总高度B₀＝325mm，环坯小端外圆柱面高度B₁₀＝55mm，环坯大端外圆柱面高度B₂₀＝60mm，环坯内圆柱面高度B₃₀＝113mm；

由于采取闭式孔型，环坯与环件各处对应的高度保持不变，按环坯尺寸，将棒料段(材料为TC4钛合金)从室温均匀加热到始端温度(950～980℃)，然后将热态的棒料段进行压力机锻造成轧制用环坯；

S2、轧制孔型设计

主进给辊工作面设计：设计主进给辊结构如图4a所示，主进给辊大端凸台深H_d1＝42mm，主进给辊小端凸台深H_d2＝47mm，凸台大端工作半径R_d1＝526mm，凸台面锥角δ_d＝15°，主进给辊大端型腔高度B_dx1＝56mm，主进给辊小端型腔高度B_dx2＝61mm，主进给辊上下侧壁宽度L_du＝L_dl＝65mm，主进给辊上下侧壁高低B_du＝B_dl＝30mm；

芯辊工作面设计：设计芯辊结构如图4b所示，芯辊总高度B_m＝380mm，圆柱面半R_m1＝100mm，圆柱面高度B_m1＝144mm，锥角δ_m＝13.4°；

副进给辊工作面设计：设计副进给辊结构如图4c所示，副进给辊大端凸台深H_c1＝42mm，副进给辊小端凸台深H_c2＝47mm，凸台大端工作半径R_c1＝176mm,锥角δ_d＝15°，主进给辊型大端腔高度B_cx1＝56mm，主进给辊型小端腔高度B_cx2＝61mm，主进给辊上下侧壁宽度L_cu＝L_cl＝80mm，主进给辊上下侧壁高低B_cu＝B_cl＝30mm；

信号辊工作面设计：设计信号辊结构如图4d所示，信号辊大端凸台深H_x1＝42mm，小端凸台深H_x2＝47mm，凸台大端工作半径R_x1＝176mm,锥角δ_x＝13.4°，信号辊大端型腔高度B_xx1＝56mm，信号辊小端腔高度B_xx2＝61mm，信号辊上下侧壁宽度L_xu＝L_xl＝80mm，信号辊上下侧壁高低B_xu＝B_xl＝30mm；

S3、轧制成形：如图5a-8b所示，将加工的轧制孔型安装于轧制设备内，将加工的环坯放置于芯辊上，调整副进给辊位置，使其与环件中心连线的夹角角度θ为40°，环坯进入主进给辊、副进给辊以及芯辊构成的轧制孔型，控制芯辊按1mm/s匀速进给，副进给辊沿着θ为40°的角度按0.6mm/s匀速进给，当环坯表面轮廓充满轧辊型腔后，解除副进给辊的约束，使环坯进入主进给辊和芯辊构成的轧制孔型，控制芯辊按2mm/s匀速进给进行轧环；当环坯外快达到预定尺寸时，控制主进给辊按0.3mm/s匀速进给进行整形轧制，最后停止进给，控制芯辊退回初始位置，取出成形环件。

经统计，相比该零件传统成形工艺，本发明采用双进给复合轧环成形工艺，可节约材料约20％，提高生产效率约5倍，降低生产成本约25％。

其它材料和尺寸规格的斜槽型截面环件复合轧环成形方法与上述实例相同，效果也相同，在此不再逐一列举实施例。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。