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
技術領域：
本發明屬于鈑金沖壓技術領域，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：
彈性密封件的結構如圖I所示，一般通過鈑金沖壓加工獲得。傳統工藝為裁剪條料、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。彈性密封件習慣采用圓柱空心坯料剛模脹形，其模具結構復雜，為內外兩層分瓣模塊，通過內外錐體傳力驅使兩層模塊相向水平運動，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構龐大、制造困難、調試周期長、成本高等缺點，同時由于曲面帶形的沖孔、沖槽模具須設計成相對較大、較復雜的懸臂結構，熱處理裝爐數量因整環結構所限不可能太多及部件套裝相對困難等因素，給脹形工序的后續加工帶來難度，增加了成本。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發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，降低了生產成本和裝配難度，從而提高了工作效率。為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，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，并進行裁剪；步驟二 條料沖孔及槽按照設計圖中伸縮槽和塞焊孔的位置及尺寸，在裁剪好的條料上進行沖孔及槽；步驟三步進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；步驟四固溶時效熱處理將開口筒形密封件依次進行加熱、保溫、快速冷卻，最終出爐，完成熱循環；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行焊接。步驟三中所述的步進彎曲成形采用的模具，包括下模板，在下模板的頂部依次設置有下墊板、凹模，在凹模的上方設置有凸模，凹模的凹面與凸模的凸面相對應，在凹模的頂部側方設置有擋料板，凸模的頂部依次設置有上墊板、上模板，所述上模板與下模板之間通過導柱、導套相連接。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。本發明的有益效果本發明的工藝流程為裁剪條料、條料沖孔及槽、步進彎曲成形、固溶時效熱處理及開口焊接。與傳統工藝流程相比，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，在平面條料上進行；二是改整體沖壓脹形為條料步進彎曲成形，因此具有如下優點I)本發明通過對彈性密封件加工工藝流程的改進，實現用簡單工藝及裝備替代復雜工藝及裝備，同時降低了該產品在組合件中的裝配難度，使產品的工藝技術的合理性更趨于完善；2)本發明工藝方法的改進在經濟效益方面體現在沖裁模和步進彎曲成形模因結構簡化而帶來的成本大幅降低，及生產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構示意圖；圖2為某燃機流道襯套彈性密封件的結構示意圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為圖2的B部放大圖；圖5為本發明的加工工藝中步進彎曲成形采用的模具的結構示意圖；圖6為本發明開口焊接時裝配用的夾緊裝置的結構示意圖；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—導套，12—導柱，13—夾緊裝置，14—箍帶，15—螺母。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。如圖2、圖3、圖4所示，以某燃機流道襯套彈性密封件為例，其結構特點為彈性密封件周向上均勻分布幾十個塞焊孔3和伸縮槽1，孔和槽的尺寸、位置都要求嚴格，保證其相對位置的準確性是該零件加工過程中的一個技術關鍵；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相切而成，形狀復雜，保證成形后零件輪廓形狀與設計圖要求相同是該零件加工過程中的另一個技術關鍵。該零件裝配于燃機燃燒室流道襯套腔體外壁，通過塞焊孔3塞焊連接。在燃燒室工作循環中，熱脹冷縮所產生的腔體的直徑變化，經彈性片2的彈性收縮、舒張調節，使彈性片2的R180. 8mm弧頂與外層殼體內壁始終處于相對緊密連接狀態，從而達到流體(燃氣、冷卻空氣等)密封作用。所述某燃機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行彎曲展開，不留加工余量，數值為102. 6mm;長度尺寸以流道襯套腔體外徑理論值Φ502πιπι為基準進行周向彎曲展開，為消除腔體外徑加工容差±0. 76mm所產生的實際展開長度變化，將條料長度尺寸增留IOmm余量，并取整為1590mm，以方便組合圍裝時的調整修配，進行裁剪條料；在常溫下，裁剪條料在QC12Y-12X2500型剪板機上完成；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個均布的Φ4. 7mm的塞焊孔3和62個
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噸曲柄壓力機上進行；此種平面沖裁為慣用、常規工藝方法，模具結構非常簡單一是避免較為龐大的懸臂結構，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，而且在生產過程中的刃磨更方便易行；現有技術中，沖孔及槽在筒形彈性密封件的側壁上進行，操作復雜，并且隨著沖裁進行應力逐漸釋放、累加而使孔及槽位置難以保證，本發明的條料平面沖裁很好地解決了這一技術難題即將孔和槽的空間位置轉換在平面中進行加工；步驟三步進彎曲成形在彎曲成形時，首先將模具安裝在200噸液壓機上，下模固定，上模上行開模，以擋料板10為側面導向，將兩個彈性片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。以后每個沖程完成兩個彈性片2的壓形，依次步進送料，最后形成開口筒形密封件；步驟四固溶時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，這是該零件所選用材料所要求的特定工序，以達到材料的設計性能，滿足產品使用需要；熱處理在真空爐中進行；本發明的開口筒形密封件能夠卷曲疊放，從而增加了裝爐數量，節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，旋轉夾緊裝置13上的螺母15，對箍帶14進行緊固，同時帶動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行剪裁，使之成為無搭接的整環，之后再對其上的塞焊孔3實施塞焊，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，會出現兩筒壁間的局部無法貼合。采用本發明改進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的頂部依次設置有下墊板5、凹模6,在凹模6的上方設置有凸模7,凹模6的凹面與凸模7的凸面相對應，在凹模6的頂部側方設置有擋料板10，凸模7的頂部依次設置有上墊板8、上模板9，所述上模板9與下模板4之間通過導柱 12、導套11相連接，以便精確導位，保證產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,即為兩個彈性片2的寬度，該值經實踐確定凹模6的寬度過窄，降低加工效率；凹模6的寬度過寬，則在彎曲過程中會造成彈性片2開口端的重疊。燃機彈性密封件所使用材料的特點是具有很好的彈性回復。但對于壓彎成形而言，材料的彈性回復特性卻給模具設計及調試造成較大麻煩，也就是說，零件在完成壓彎成形后，其形狀將嚴重偏離模具的理論輪廓，因此在模具設計時，凹模6、凸模7要留出合適的回彈量。
權利要求
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，并進行裁剪； 步驟二 條料沖孔及槽 按照設計圖中伸縮槽和塞焊孔的位置及尺寸，在裁剪好的條料上進行沖孔及槽； 步驟三步進彎曲成形 利用模具將沖孔及槽后的條料壓彎，形成開口筒形密封件； 步驟四固溶時效熱處理 將開口筒形密封件依次進行加熱、保溫、快速冷卻，最終出爐，完成熱循環； 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行焊接。
2.權利要求I所述的步進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置有下墊板、凹模，在凹模的上方設置有凸模，凹模的凹面與凸模的凸面相對應，在凹模的頂部側方設置有擋料板，凸模的頂部依次設置有上墊板、上模板，所述上模板與下模板之間通過導柱、導套相連接。
3.根據權利要求2所述的步進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.根據權利要求2所述的步進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.根據權利要求2所述的步進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，屬于鈑金沖壓技術領域。本發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，降低了生產成本和裝配難度，提高了工作效率。本發明采用如下技術方案，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、步進彎曲成形、固溶時效熱處理及開口焊接。所述的步進彎曲成形采用的模具，包括下模板，在下模板的頂部依次設置有下墊板、凹模，在凹模的上方設置有凸模，凹模的凹面與凸模的凸面相對應，在凹模的頂部側方設置有擋料板，凸模的頂部依次設置有上墊板、上模板，所述上模板與下模板之間通過導柱、導套相連接。
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 優先權日2012年11月9日
發明者楊樹余, 盧海濤, 顧明 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司