一、輾環工藝的工作原理
輾壓工藝設計塑性加工理論、材料力學、理論理學、流體力學、模具設計、計算機數值模擬等眾多領域，因此影響因素多、技術難度大。輾環是在專門的擴孔機上進行的。擴孔機上一般有四種輥輪：主動輥1、從動輥2、導向輥3、控制輥4，其工作過程如圖1-2所示。將加熱好的環形坯料5套在從動輥2上，主動輥1-面帶著環坯旋轉一面靠油壓作徑向送進，使坯料受壓延伸，壁厚減小，內外徑同時增大。導向輥3始終靠在工件上，其余各輥都靠摩擦力旋轉。根據生產經驗，導向輥3與主軸線夾角應大于65°，控制并隨著工件直徑增大而外移。它的作用是使工件轉動平穩，并對工件整形。當工件外徑達到所需尺寸時，工件與控制輥4接觸發出信號使主動輥1回程，擴孔結束。電機只帶動主動輥旋轉，其它輥是被動旋轉的。控制輥與主軸夾角應大于55°。輾環工藝必須采用合適的輾擴比K和每轉壓下量，才能保證整個擴孔過程始終滿足坯料的咬入條件，使輾壓能穩定進行。
由以上可知輾環工藝是軋制技術與機械零件制造技術的交叉結合，因此它還具有咀下特點：
1、主動輥與芯輥直徑尺寸相差懸殊；
2、主動輥做主動旋轉軋制運動，芯輥做從動旋轉軋制運動，且它們的轉速不同；
3、旋轉軋制運動與直線進給運動相互獨立；
4、徑向軋制運動與端面軸向軋制運動相互制約，并都受到導向運動的約束和干涉；
5、軋制中環件毛坯反復多次通過型腔逐漸減少的軋制孔型；
6、環形鍛件變形區幾何邊界是復雜的、不穩定的，變形的熱、力條件也是動態變化的。
由于這些特點，環件輾擴不僅受到靜力學、運動學和動力學因素的影響，而且還受到這些因素的耦合影響，因而環件軋制變形就有高度的復雜性。另外，環件輾擴不僅表現出了普通平板軋制、異步軋制、多道次軋制的性質，而且還表現出了這些軋制的耦合性質。
二、輾環工藝的特點
輾環是近期才發展起來的一種成形工藝，主要用于生產環形件。與鍛造成型相比，輾環工藝有較大的經濟技術優越性，主要表現在：1、需要的設備噸位小
由旋轉模其對毛坯局部連續的施壓成型，與模鍛的整體加壓成形相比工具與工件接觸面積小，變形力小，選用小噸位的設備就可以制造較大的環件，擴大了環件成型的范圍。例如，直徑φ400mm左右的汽車后橋從動齒輪坯，需80000kN以上的模鍛壓力機制造，而輾環壓力機僅為600kN左右：輾環能成形直徑φ10000mm、高度為4000mm的原子能反應堆容器加強環，這是其它壓力加工方法難以成型的。
2、材料利用率高
與模鍛相比，輾環制坯只需要沖小孔，所以沖空連皮小，又沒有模鍛所必要的飛邊及拔模斜度，環件截面尺寸形狀更接近于成品，既減少了切削加工量，又節約了原材料。
3、內在質量優良
輾環變形是徑向壓縮、軸向延伸，環件金屬纖維沿圓周連續排列，往往與環件使用中的受力和磨損相適應，所以輾環產品的強度高又耐磨，內在質量優良。
4、勞動條件好
與一般鍛造相比，輾環時無沖擊、無震動、噪音小，勞動條件有很大的改善，易于實現機械化和自動化。
5、生產成本低
輾環工藝具有材料利用率高、機加工機時少、生產能耗低、軋制孔型壽命長等綜合優點，因而生產成本較低。德國制造巾3500mm×110mm×90mm的碳鋼環件，自由鍛比軋制生產成本高77%，火焰切割比軋制生產成本高16%。前蘇聯統計，環件軋制與自由鍛相比，材料消耗降低40%-50%，生產成本降低75%。用環件軋制生產EQ140汽車后橋從動錐齒輪鍛件，相對于模鍛成型單件材料消耗降低5kg，生產成本降低20%。
6、生產率高
輾環軋制設備的軋制速度通常為1-2m/s，軋制周期一般為10s左右，最小周期已達3.6s，生產率已達1000件／h，大大高于環件鍛造和火焰切割，也高于模鍛生產率。
三、輾環的應用
目前輾環工藝在國內外的應用都比較廣泛，如火車輪轂、軸承內外套圈、齒輪圈、襯套、法蘭、起重機旋轉輪圈及各種加強環等。加工的零件尺寸和重量范圍都比較大：直徑自40mm-10000mm，高度自10mm-1000mm，重量自0.2kg-82000kg，具有多種形狀的截面，其典型的例子如圖1-3所示。環件的材料通常為碳鋼、合金鋼、鋁合金、銅舍金、鈦合金、鈷合金、鎳基合金等，常見的環件軋制產品有火車輪轂、軸承環、齒輪環、襯套、法蘭、燃氣輪機環、起重機旋轉輪環、核反應堆容器環及各種加強環等。
輾環過程要完成徑向變形和軸向變形，但一般主要是徑向變形，需要有制坯工序。制坯工步一般包括下料、加熱、鐓粗沖空和沖連皮。毛坯的尺寸和形狀是獲得合格的輾環工件的決定因素之一。用模鍛壓力機和擺動輾壓機進行制坯，可以基本完成輾環工藝所需要的毛坯形狀的軸向變形，達到精輾的目的。
輾環還可以作為制坯工序和擺動輾壓工藝的聯線，成形各種截面形狀的環件。這樣由于輾環完成徑向變形，擺動輾壓完成軸向變形，就可以制造各類截面的環件．輾環和擺動輾壓聯線，具有更大的優越性。
