轧环按轧制中环坯变形模式的区别可分为径向轧环、径-轴向轧环和复合轧环，按轧制环坯温度区别可分为冷轧环和热轧环，按轧制设备结构区别可分为立式轧环和卧式轧环。

在轧辊的旋转驱动和径向直线进给作用下，环坯产生壁厚减小、直径扩大、截面成形的塑性变形，获得所需径向尺寸和截面形状环件的轧环方法。径向轧环时，环坯可以在常温下冷轧成形，也可以加热至再结晶温度以上热轧成形。径向轧环设备以立式结构为主，环坯垂直悬挂在芯辊上，因此又称为立式轧环。

径向轧环工作原理如图1所示，驱动辊作主动旋转轧制运动和径向直线进给运动，芯辊作从动旋转轧制运动；轧制过程中环坯反复咬入驱动辊和芯辊构成的轧制孔型，产生连续局部径向压缩、周向伸长变形；通过多转轧制变形积累，环坯整体壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形；导向辊用来保证环坯平稳转动，有固定导向（导向辊位置固定）和随动导向（导向辊位置随环坯直径扩大而变化）两种形式；测量辊用以测控环件径向尺寸，在环坯与其接触时发出信号停止进给。数控轧环采用随动测量辊实时测量环坯外径尺寸来控制直径精度，数控冷轧环直径精度可控制在0.1%以内，数控热轧环直径精度可控制在0.5%以内。

图1 径向轧环工作原理图

径向轧环变形力小，设备造价低，占地面积少，生产效率高，适用于直径1000毫米以下的中小型轴承环、齿轮环、法兰环等批量生产，但是环件端面质量难以保障，常有端面凹坑缺陷。

在轧辊的旋转驱动、径向直线进给和轴向直线进给作用下，环坯产生壁厚减小、高度减小、直径扩大、截面成形的塑性变形，获得所需径-轴向尺寸和截面形状环件的轧环方法。径-轴向轧环是在径向轧环基础上增加轴向轧制，同时实现径向和轴向轧制变形，可以轧制成形大直径且端面平整的环件，主要为热轧成形。径-轴向轧环设备以卧式结构为主，环坯水平放置，芯辊不承受环坯重力，所以又称为卧式轧环。

径-轴向轧环工作原理如图2所示，驱动辊作主动旋转轧制运动，芯辊作从动旋转运动和主动径向直线进给运动；上、下锥辊作主动旋转轧制运动，并沿环件直径扩大方向作水平运动始终保持与环坯端面接触，上锥辊同时作轴向直线进给运动；轧制过程中环坯反复咬入主辊、芯辊构成的径向轧制孔型和上、下锥辊构成的轴向轧制孔型中，产生连续局部径向压缩、轴向压缩和周向伸长变形；通过多转轧制变形积累，环坯整体壁厚和高度减小、直径扩大、截面成形。导向辊（径-轴向轧环有两个导向辊，又称为抱辊）通过随动导向保证环坯平稳转动。测量辊随动过程中实时测控环件外径尺寸，上锥辊通过轴向进给实时测控环件高度尺寸，环件直径和高度精度可控制在0.5%以内。

图2 径-轴向轧环工作原理图

径-轴向轧环成形环件尺寸大、端面质量好、生产效率高，但设备结构复杂，造价高，占地面积大，适于成形直径1000～12000毫米的大型、超大型无缝环件，如大型风电偏航和变桨轴承环、燃气轮机环、加氢反应器筒节、航空发动机机匣、运载火箭舱体等。

在轧辊的旋转驱动和径向直线进给作用下，环坯先后产生以壁厚减小、直径扩大为主和以截面轮廓成形为主的复合变形，获得所需尺寸形状环件的轧环方法。复合轧环是在径向轧环基础上发展起来的一种轧环新方法，以立式热轧成形为主。

复合轧环工作原理如图3所示，主辊作主动旋转轧制运动和径向直线进给运动，芯辊作从动旋转轧制运动；副辊具有与主辊形状相似的型腔，在与环坯接触后作从动旋转轧制运动；轧制过程中，环坯首先反复咬入主辊和芯辊构成的轧制孔型中，产生连续局部径向压缩、轴向伸长变形，使整体壁厚减小、直径扩大、截面轮廓初步形成，称为径向轧环阶段；当环坯直径扩大至与两个副辊同时接触后，环坯反复咬入主辊和副辊构成的轧制孔型中，产生连续局部表面挤压变形，使金属逐渐充填轧辊型腔而继续充分成形截面轮廓，称之为表面横轧阶段；成形环件尺寸通过主辊位移和副辊位置来控制，直径尺寸精度可控制在0.5%以内。对于表面轮廓形状突变的复杂截面环件，径向轧环过程中，环坯在连续局部径向压缩、周向伸长变形模式下，由于金属沿周向和沿径向流动速度差异，直径达到预设尺寸时，表面轮廓不能充分成形。而复合轧环过程中，环坯在表面横轧阶段产生连续局部表面挤压变形，可在限制直径扩大的同时，促使表面轮廓充分成形，获得完整的轮廓形状，从而减少后续切削加工，提高材料利用率和生产效率，并且使环件获得完整的金属流线分布和良好的组织性能。

图3 复合轧环工作原理图

复合轧环适用于厚壁、深槽、变截面环件如油气管道阀体和法兰、汽车双联齿轮、工程机械双边支重轮等批量生产。

轧环通过连续局部加载变形来实现环件整体成形，与整体锻造相比，变形力小、设备吨位大幅降低；成形效率高，可达到1000件/小时；成形精度高，环件直径精度可控制在0.5%以内；易于实现自动化，过程冲击、噪声小，人工劳动强度低；加工范围大，成形环件直径40～12000毫米、高度15～4000毫米，特别适合各种轴承环、齿轮环、法兰环、燃气轮机环以及航空航天特种环件批量生产。轧环需要专用的轧环机设备，工艺设计与调整复杂，需要在满足轧环条件的前提下，合理设计轧制工艺参数、轧辊路径和轧制曲线，才能避免产生各种轧制缺陷，轧制成形高质量环件。

轧环