專利名稱：一種高溫合金彈性密封件加工工藝及其采用的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈑金沖壓技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高溫合金彈性密封件加工工藝及其采用的模具。
背景技術(shù)：
彈性密封件的結(jié)構(gòu)如圖I所示，一般通過鈑金沖壓加工獲得。傳統(tǒng)工藝為裁剪條料、滾筒、焊接筒坯、整體沖壓脹形、沖孔及槽、固溶時(shí)效熱處理等。
沖壓脹形的種類有很多。從坯料形狀看，有平板坯料局部脹形(包括壓筋、壓凸等)及帶底或不帶底的空心坯料脹形；從所使用的模具看，有剛模脹形、半剛模脹形和軟模脹形等。彈性密封件習(xí)慣采用圓柱空心坯料剛模脹形，其模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為內(nèi)外兩層分瓣模塊，通過內(nèi)外錐體傳力驅(qū)使兩層模塊相向水平運(yùn)動(dòng)，完成零件脹形及開模脫料。此工藝不僅造成脹形工序本身的模具結(jié)構(gòu)龐大、制造困難、調(diào)試周期長、成本高等缺點(diǎn)，同時(shí)由于曲面帶形的沖孔、沖槽模具須設(shè)計(jì)成相對較大、較復(fù)雜的懸臂結(jié)構(gòu)，熱處理裝爐數(shù)量因整環(huán)結(jié)構(gòu)所限不可能太多及部件套裝相對困難等因素，給脹形工序的后續(xù)加工帶來難度，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種高溫合金彈性密封件加工工藝及其采用的模具，該加工工藝及其采用的模具簡化了工藝流程和工藝裝備，降低了生產(chǎn)成本和裝配難度，從而提高了工作效率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種高溫合金彈性密封件加工工藝，包括如下步驟步驟一裁剪條料確定彈性密封件的條料長、寬尺寸，并進(jìn)行裁剪；步驟二 條料沖孔及槽按照設(shè)計(jì)圖中伸縮槽和塞焊孔的位置及尺寸，在裁剪好的條料上進(jìn)行沖孔及槽；步驟三步進(jìn)彎曲成形利用模具將沖孔及槽后的條料壓彎，形成開口筒形密封件；步驟四固溶時(shí)效熱處理將開口筒形密封件依次進(jìn)行加熱、保溫、快速冷卻，最終出爐，完成熱循環(huán)；步驟五開口焊接將開口筒形密封件通過夾緊裝置圍裝在待密封的筒體上，再對其上的塞焊孔進(jìn)行焊接。步驟三中所述的步進(jìn)彎曲成形采用的模具，包括下模板，在下模板的頂部依次設(shè)置有下墊板、凹模，在凹模的上方設(shè)置有凸模，凹模的凹面與凸模的凸面相對應(yīng)，在凹模的頂部側(cè)方設(shè)置有擋料板，凸模的頂部依次設(shè)置有上墊板、上模板，所述上模板與下模板之間通過導(dǎo)柱、導(dǎo)套相連接。所述下模板、下墊板和凹模之間通過銷釘、螺釘相連接。所述上模板、上墊板和凸模之間通過銷釘、螺釘相連接。所述擋料板和凹模之間通過螺釘相連接。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的工藝流程為裁剪條料、條料沖孔及槽、步進(jìn)彎曲成形、固溶時(shí)效熱處理及開口焊接。與傳統(tǒng)工藝流程相比，除減少滾筒和 焊接筒坯兩道工序外，一是將沖孔及槽工序移至沖壓成形前，在平面條料上進(jìn)行；二是改整體沖壓脹形為條料步進(jìn)彎曲成形，因此具有如下優(yōu)點(diǎn)I)本發(fā)明通過對彈性密封件加工工藝流程的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)用簡單工藝及裝備替代復(fù)雜工藝及裝備，同時(shí)降低了該產(chǎn)品在組合件中的裝配難度，使產(chǎn)品的工藝技術(shù)的合理性更趨于完善；2)本發(fā)明工藝方法的改進(jìn)在經(jīng)濟(jì)效益方面體現(xiàn)在沖裁模和步進(jìn)彎曲成形模因結(jié)構(gòu)簡化而帶來的成本大幅降低，及生產(chǎn)操作的便捷和工作效率的提高。


圖I為一種高溫合金彈性密封件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為某燃機(jī)流道襯套彈性密封件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為圖2的B部放大圖；圖5為本發(fā)明的加工工藝中步進(jìn)彎曲成形采用的模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明開口焊接時(shí)裝配用的夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的俯視圖；圖中，I一伸縮槽，2—彈性片，3-塞焊孔，4一下模板，5—下墊板，6 —凹模，7—凸模，8—上墊板，9—上模板，10—擋料板，11—導(dǎo)套，12—導(dǎo)柱，13—夾緊裝置，14—箍帶，15—螺母。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖2、圖3、圖4所示，以某燃機(jī)流道襯套彈性密封件為例，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為彈性密封件周向上均勻分布幾十個(gè)塞焊孔3和伸縮槽1，孔和槽的尺寸、位置都要求嚴(yán)格，保證其相對位置的準(zhǔn)確性是該零件加工過程中的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵；此外，零件材料為高溫合金彈簧鋼，回彈量大，且零件縱剖面為三段圓弧與一段直線連續(xù)相切而成，形狀復(fù)雜，保證成形后零件輪廓形狀與設(shè)計(jì)圖要求相同是該零件加工過程中的另一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。該零件裝配于燃機(jī)燃燒室流道襯套腔體外壁，通過塞焊孔3塞焊連接。在燃燒室工作循環(huán)中，熱脹冷縮所產(chǎn)生的腔體的直徑變化，經(jīng)彈性片2的彈性收縮、舒張調(diào)節(jié)，使彈性片2的R180. 8mm弧頂與外層殼體內(nèi)壁始終處于相對緊密連接狀態(tài)，從而達(dá)到流體(燃?xì)?、冷卻空氣等)密封作用。所述某燃機(jī)流道襯套彈性密封件加工工藝，包括如下步驟
步驟一裁剪條料如圖2所示，確定彈性密封件的條料長、寬尺寸。其中，寬度尺寸按彈性密封件縱向剖面尺寸進(jìn)行彎曲展開，不留加工余量，數(shù)值為102. 6mm;長度尺寸以流道襯套腔體外徑理論值Φ502πιπι為基準(zhǔn)進(jìn)行周向彎曲展開，為消除腔體外徑加工容差±0. 76mm所產(chǎn)生的實(shí)際展開長度變化，將條料長度尺寸增留IOmm余量，并取整為1590mm，以方便組合圍裝時(shí)的調(diào)整修配，進(jìn)行裁剪條料；在常溫下，裁剪條料在QC12Y-12X2500型剪板機(jī)上完成；步驟二 條料沖孔及槽在除去修整余量的條料橫向上間隔加工63個(gè)均布的Φ4. 7mm的塞焊孔3和62個(gè)
均布的寬度為I. 27mm的伸縮槽I ;其中塞焊孔3圓心與條料邊距為6. 35mm，伸縮槽I的一端貫通條料，另一端為Φ 2. 41mm圓孔,圓孔圓心與條料邊距為12.7mm;條料采用平面沖裁方法沖孔及槽，工序在45噸曲柄壓力機(jī)上進(jìn)行；此種平面沖裁為慣用、常規(guī)工藝方法，模具結(jié)構(gòu)非常簡單一是避免較為龐大的懸臂結(jié)構(gòu)，降低模具成本；二是凸模端面和凹模刃口均為不帶型面的平刃，不僅降低模具加工難度，而且在生產(chǎn)過程中的刃磨更方便易行；現(xiàn)有技術(shù)中，沖孔及槽在筒形彈性密封件的側(cè)壁上進(jìn)行，操作復(fù)雜，并且隨著沖裁進(jìn)行應(yīng)力逐漸釋放、累加而使孔及槽位置難以保證，本發(fā)明的條料平面沖裁很好地解決了這一技術(shù)難題即將孔和槽的空間位置轉(zhuǎn)換在平面中進(jìn)行加工；步驟三步進(jìn)彎曲成形在彎曲成形時(shí)，首先將模具安裝在200噸液壓機(jī)上，下模固定，上模上行開模，以擋料板10為側(cè)面導(dǎo)向，將兩個(gè)彈性片2置于凹模6之上，上模下行施壓使彈性片2緊貼凹模6，之后上模上行，即完成一次沖程。以后每個(gè)沖程完成兩個(gè)彈性片2的壓形，依次步進(jìn)送料，最后形成開口筒形密封件；步驟四固溶時(shí)效熱處理將開口筒形密封件以彡80C /min升溫速率加熱到704± 14°C，保溫20 20. 5h，之后充氬氣快速冷卻至80°C以下，出爐，完成熱循環(huán)，這是該零件所選用材料所要求的特定工序，以達(dá)到材料的設(shè)計(jì)性能，滿足產(chǎn)品使用需要；熱處理在真空爐中進(jìn)行；本發(fā)明的開口筒形密封件能夠卷曲疊放，從而增加了裝爐數(shù)量，節(jié)約了單件熱處理的成本；步驟五開口焊接如圖6、圖7所示，將開口筒形密封件圍裝在待密封的筒體上，再將夾緊裝置13通過箍帶14圍裝在開口筒形密封件上，旋轉(zhuǎn)夾緊裝置13上的螺母15，對箍帶14進(jìn)行緊固，同時(shí)帶動(dòng)開口筒形密封件緊固在待密封的筒體上，對開口筒形密封件末端余量進(jìn)行剪裁，使之成為無搭接的整環(huán)，之后再對其上的塞焊孔3實(shí)施塞焊，確保彈性密封件與待密封的筒體貼合無間隙。加工成封閉筒件的彈性密封件裝配難度在于相互套裝的彈性密封件和待密封的筒體均為筒形鈑金焊接件，其直徑公差和圓度都較大，裝配間隙小則無法套裝，裝配間隙大則在塞焊連接時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩筒壁間的局部無法貼合。采用本發(fā)明改進(jìn)的工藝流程獲得的開口筒形密封件很好地解決了這一裝配問題。如圖5所示，步驟三中所述的步進(jìn)彎曲成形采用的模具，包括下模板4，在下模板4的頂部依次設(shè)置有下墊板5、凹模6,在凹模6的上方設(shè)置有凸模7,凹模6的凹面與凸模7的凸面相對應(yīng)，在凹模6的頂部側(cè)方設(shè)置有擋料板10，凸模7的頂部依次設(shè)置有上墊板8、上模板9，所述上模板9與下模板4之間通過導(dǎo)柱 12、導(dǎo)套11相連接，以便精確導(dǎo)位，保證產(chǎn)品形狀精度和一致性。所述下模板4、下墊板5和凹模6之間通過銷釘、螺釘定位連接形成下模。所述上模板9、上墊板8和凸模7之間通過銷釘、螺釘定位連接形成上模。所述擋料板10和凹模6之間通過螺釘定位連接。所述凹模6寬度為50. 8mm,即為兩個(gè)彈性片2的寬度，該值經(jīng)實(shí)踐確定凹模6的寬度過窄，降低加工效率；凹模6的寬度過寬，則在彎曲過程中會(huì)造成彈性片2開口端的重疊。燃機(jī)彈性密封件所使用材料的特點(diǎn)是具有很好的彈性回復(fù)。但對于壓彎成形而言，材料的彈性回復(fù)特性卻給模具設(shè)計(jì)及調(diào)試造成較大麻煩，也就是說，零件在完成壓彎成形后，其形狀將嚴(yán)重偏離模具的理論輪廓，因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)，凹模6、凸模7要留出合適的回彈量。
權(quán)利要求
1.一種高溫合金彈性密封件加工工藝，其特征在于包括如下步驟 步驟一裁剪條料 確定彈性密封件的條料長、寬尺寸，并進(jìn)行裁剪； 步驟二 條料沖孔及槽 按照設(shè)計(jì)圖中伸縮槽和塞焊孔的位置及尺寸，在裁剪好的條料上進(jìn)行沖孔及槽； 步驟三步進(jìn)彎曲成形 利用模具將沖孔及槽后的條料壓彎，形成開口筒形密封件； 步驟四固溶時(shí)效熱處理 將開口筒形密封件依次進(jìn)行加熱、保溫、快速冷卻，最終出爐，完成熱循環(huán)； 步驟五開口焊接 將開口筒形密封件通過夾緊裝置圍裝在待密封的筒體上，再對其上的塞焊孔進(jìn)行焊接。
2.權(quán)利要求I所述的步進(jìn)彎曲成形采用的模具，其特征在于包括下模板，在下模板的頂部依次設(shè)置有下墊板、凹模，在凹模的上方設(shè)置有凸模，凹模的凹面與凸模的凸面相對應(yīng)，在凹模的頂部側(cè)方設(shè)置有擋料板，凸模的頂部依次設(shè)置有上墊板、上模板，所述上模板與下模板之間通過導(dǎo)柱、導(dǎo)套相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步進(jìn)彎曲成形采用的模具，其特征在于所述下模板、下墊板和凹模之間通過銷釘、螺釘相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步進(jìn)彎曲成形采用的模具，其特征在于所述上模板、上墊板和凸模之間通過銷釘、螺釘相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步進(jìn)彎曲成形采用的模具，其特征在于所述擋料板和凹模之間通過螺釘相連接。
全文摘要
一種高溫合金彈性密封件加工工藝及其采用的模具，屬于鈑金沖壓技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種高溫合金彈性密封件加工工藝及其采用的模具，該加工工藝及其采用的模具簡化了工藝流程和工藝裝備，降低了生產(chǎn)成本和裝配難度，提高了工作效率。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，一種高溫合金彈性密封件加工工藝，包括如下步驟裁剪條料、條料沖孔及槽、步進(jìn)彎曲成形、固溶時(shí)效熱處理及開口焊接。所述的步進(jìn)彎曲成形采用的模具，包括下模板，在下模板的頂部依次設(shè)置有下墊板、凹模，在凹模的上方設(shè)置有凸模，凹模的凹面與凸模的凸面相對應(yīng)，在凹模的頂部側(cè)方設(shè)置有擋料板，凸模的頂部依次設(shè)置有上墊板、上模板，所述上模板與下模板之間通過導(dǎo)柱、導(dǎo)套相連接。
文檔編號B21D37/10GK102950431SQ201210445160
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者楊樹余, 盧海濤, 顧明 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司