专利名称：一种高温合金弹性密封件加工工艺及其采用的模具的制作方法
技术领域：
本发明属于钣金冲压技术领域，特别是涉及一种高温合金弹性密封件加工工艺及其采用的模具。
背景技术：
弹性密封件的结构如图I所示，一般通过钣金冲压加工获得。传统工艺为裁剪条料、滚筒、焊接筒坯、整体冲压胀形、冲孔及槽、固溶时效热处理等。
冲压胀形的种类有很多。从坯料形状看，有平板坯料局部胀形(包括压筋、压凸等)及带底或不带底的空心坯料胀形；从所使用的模具看，有刚模胀形、半刚模胀形和软模胀形等。弹性密封件习惯采用圆柱空心坯料刚模胀形，其模具结构复杂，为内外两层分瓣模块，通过内外锥体传力驱使两层模块相向水平运动，完成零件胀形及开模脱料。此工艺不仅造成胀形工序本身的模具结构庞大、制造困难、调试周期长、成本高等缺点，同时由于曲面带形的冲孔、冲槽模具须设计成相对较大、较复杂的悬臂结构，热处理装炉数量因整环结构所限不可能太多及部件套装相对困难等因素，给胀形工序的后续加工带来难度，增加了成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高温合金弹性密封件加工工艺及其采用的模具，该加工工艺及其采用的模具简化了工艺流程和工艺装备，降低了生产成本和装配难度，从而提高了工作效率。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种高温合金弹性密封件加工工艺，包括如下步骤步骤一裁剪条料确定弹性密封件的条料长、宽尺寸，并进行裁剪；步骤二 条料冲孔及槽按照设计图中伸缩槽和塞焊孔的位置及尺寸，在裁剪好的条料上进行冲孔及槽；步骤三步进弯曲成形利用模具将冲孔及槽后的条料压弯，形成开口筒形密封件；步骤四固溶时效热处理将开口筒形密封件依次进行加热、保温、快速冷却，最终出炉，完成热循环；步骤五开口焊接将开口筒形密封件通过夹紧装置围装在待密封的筒体上，再对其上的塞焊孔进行焊接。步骤三中所述的步进弯曲成形采用的模具，包括下模板，在下模板的顶部依次设置有下垫板、凹模，在凹模的上方设置有凸模，凹模的凹面与凸模的凸面相对应，在凹模的顶部侧方设置有挡料板，凸模的顶部依次设置有上垫板、上模板，所述上模板与下模板之间通过导柱、导套相连接。所述下模板、下垫板和凹模之间通过销钉、螺钉相连接。所述上模板、上垫板和凸模之间通过销钉、螺钉相连接。所述挡料板和凹模之间通过螺钉相连接。本发明的有益效果本发明的工艺流程为裁剪条料、条料冲孔及槽、步进弯曲成形、固溶时效热处理及开口焊接。与传统工艺流程相比，除减少滚筒和 焊接筒坯两道工序外，一是将冲孔及槽工序移至冲压成形前，在平面条料上进行；二是改整体冲压胀形为条料步进弯曲成形，因此具有如下优点I)本发明通过对弹性密封件加工工艺流程的改进，实现用简单工艺及装备替代复杂工艺及装备，同时降低了该产品在组合件中的装配难度，使产品的工艺技术的合理性更趋于完善；2)本发明工艺方法的改进在经济效益方面体现在冲裁模和步进弯曲成形模因结构简化而带来的成本大幅降低，及生产操作的便捷和工作效率的提高。
图I为一种高温合金弹性密封件的结构示意图；图2为某燃机流道衬套弹性密封件的结构示意图；图3为图2的A-A剖视图；图4为图2的B部放大图；图5为本发明的加工工艺中步进弯曲成形采用的模具的结构示意图；图6为本发明开口焊接时装配用的夹紧装置的结构示意图；图7为图6的俯视图；图中，I一伸缩槽，2—弹性片，3-塞焊孔，4一下模板，5—下垫板，6 —凹模，7—凸模，8—上垫板，9—上模板，10—挡料板，11—导套，12—导柱，13—夹紧装置，14—箍带，15—螺母。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。如图2、图3、图4所示，以某燃机流道衬套弹性密封件为例，其结构特点为弹性密封件周向上均匀分布几十个塞焊孔3和伸缩槽1，孔和槽的尺寸、位置都要求严格，保证其相对位置的准确性是该零件加工过程中的一个技术关键；此外，零件材料为高温合金弹簧钢，回弹量大，且零件纵剖面为三段圆弧与一段直线连续相切而成，形状复杂，保证成形后零件轮廓形状与设计图要求相同是该零件加工过程中的另一个技术关键。该零件装配于燃机燃烧室流道衬套腔体外壁，通过塞焊孔3塞焊连接。在燃烧室工作循环中，热胀冷缩所产生的腔体的直径变化，经弹性片2的弹性收缩、舒张调节，使弹性片2的R180. 8mm弧顶与外层壳体内壁始终处于相对紧密连接状态，从而达到流体(燃气、冷却空气等)密封作用。所述某燃机流道衬套弹性密封件加工工艺，包括如下步骤
步骤一裁剪条料如图2所示，确定弹性密封件的条料长、宽尺寸。其中，宽度尺寸按弹性密封件纵向剖面尺寸进行弯曲展开，不留加工余量，数值为102. 6mm;长度尺寸以流道衬套腔体外径理论值Φ502πιπι为基准进行周向弯曲展开，为消除腔体外径加工容差±0. 76mm所产生的实际展开长度变化，将条料长度尺寸增留IOmm余量，并取整为1590mm，以方便组合围装时的调整修配，进行裁剪条料；在常温下，裁剪条料在QC12Y-12X2500型剪板机上完成；步骤二 条料冲孔及槽在除去修整余量的条料横向上间隔加工63个均布的Φ4. 7mm的塞焊孔3和62个
均布的宽度为I. 27mm的伸缩槽I ;其中塞焊孔3圆心与条料边距为6. 35mm，伸缩槽I的一端贯通条料，另一端为Φ 2. 41mm圆孔,圆孔圆心与条料边距为12.7mm;条料采用平面冲裁方法冲孔及槽，工序在45吨曲柄压力机上进行；此种平面冲裁为惯用、常规工艺方法，模具结构非常简单一是避免较为庞大的悬臂结构，降低模具成本；二是凸模端面和凹模刃口均为不带型面的平刃，不仅降低模具加工难度，而且在生产过程中的刃磨更方便易行；现有技术中，冲孔及槽在筒形弹性密封件的侧壁上进行，操作复杂，并且随着冲裁进行应力逐渐释放、累加而使孔及槽位置难以保证，本发明的条料平面冲裁很好地解决了这一技术难题即将孔和槽的空间位置转换在平面中进行加工；步骤三步进弯曲成形在弯曲成形时，首先将模具安装在200吨液压机上，下模固定，上模上行开模，以挡料板10为侧面导向，将两个弹性片2置于凹模6之上，上模下行施压使弹性片2紧贴凹模6，之后上模上行，即完成一次冲程。以后每个冲程完成两个弹性片2的压形，依次步进送料，最后形成开口筒形密封件；步骤四固溶时效热处理将开口筒形密封件以彡80C /min升温速率加热到704± 14°C，保温20 20. 5h，之后充氩气快速冷却至80°C以下，出炉，完成热循环，这是该零件所选用材料所要求的特定工序，以达到材料的设计性能，满足产品使用需要；热处理在真空炉中进行；本发明的开口筒形密封件能够卷曲叠放，从而增加了装炉数量，节约了单件热处理的成本；步骤五开口焊接如图6、图7所示，将开口筒形密封件围装在待密封的筒体上，再将夹紧装置13通过箍带14围装在开口筒形密封件上，旋转夹紧装置13上的螺母15，对箍带14进行紧固，同时带动开口筒形密封件紧固在待密封的筒体上，对开口筒形密封件末端余量进行剪裁，使之成为无搭接的整环，之后再对其上的塞焊孔3实施塞焊，确保弹性密封件与待密封的筒体贴合无间隙。加工成封闭筒件的弹性密封件装配难度在于相互套装的弹性密封件和待密封的筒体均为筒形钣金焊接件，其直径公差和圆度都较大，装配间隙小则无法套装，装配间隙大则在塞焊连接时，会出现两筒壁间的局部无法贴合。采用本发明改进的工艺流程获得的开口筒形密封件很好地解决了这一装配问题。如图5所示，步骤三中所述的步进弯曲成形采用的模具，包括下模板4，在下模板4的顶部依次设置有下垫板5、凹模6,在凹模6的上方设置有凸模7,凹模6的凹面与凸模7的凸面相对应，在凹模6的顶部侧方设置有挡料板10，凸模7的顶部依次设置有上垫板8、上模板9，所述上模板9与下模板4之间通过导柱 12、导套11相连接，以便精确导位，保证产品形状精度和一致性。所述下模板4、下垫板5和凹模6之间通过销钉、螺钉定位连接形成下模。所述上模板9、上垫板8和凸模7之间通过销钉、螺钉定位连接形成上模。所述挡料板10和凹模6之间通过螺钉定位连接。所述凹模6宽度为50. 8mm,即为两个弹性片2的宽度，该值经实践确定凹模6的宽度过窄，降低加工效率；凹模6的宽度过宽，则在弯曲过程中会造成弹性片2开口端的重叠。燃机弹性密封件所使用材料的特点是具有很好的弹性回复。但对于压弯成形而言，材料的弹性回复特性却给模具设计及调试造成较大麻烦，也就是说，零件在完成压弯成形后，其形状将严重偏离模具的理论轮廓，因此在模具设计时，凹模6、凸模7要留出合适的回弹量。
权利要求
1.一种高温合金弹性密封件加工工艺，其特征在于包括如下步骤 步骤一裁剪条料 确定弹性密封件的条料长、宽尺寸，并进行裁剪； 步骤二 条料冲孔及槽 按照设计图中伸缩槽和塞焊孔的位置及尺寸，在裁剪好的条料上进行冲孔及槽； 步骤三步进弯曲成形 利用模具将冲孔及槽后的条料压弯，形成开口筒形密封件； 步骤四固溶时效热处理 将开口筒形密封件依次进行加热、保温、快速冷却，最终出炉，完成热循环； 步骤五开口焊接 将开口筒形密封件通过夹紧装置围装在待密封的筒体上，再对其上的塞焊孔进行焊接。
2.权利要求I所述的步进弯曲成形采用的模具，其特征在于包括下模板，在下模板的顶部依次设置有下垫板、凹模，在凹模的上方设置有凸模，凹模的凹面与凸模的凸面相对应，在凹模的顶部侧方设置有挡料板，凸模的顶部依次设置有上垫板、上模板，所述上模板与下模板之间通过导柱、导套相连接。
3.根据权利要求2所述的步进弯曲成形采用的模具，其特征在于所述下模板、下垫板和凹模之间通过销钉、螺钉相连接。
4.根据权利要求2所述的步进弯曲成形采用的模具，其特征在于所述上模板、上垫板和凸模之间通过销钉、螺钉相连接。
5.根据权利要求2所述的步进弯曲成形采用的模具，其特征在于所述挡料板和凹模之间通过螺钉相连接。
全文摘要
一种高温合金弹性密封件加工工艺及其采用的模具，属于钣金冲压技术领域。本发明提供一种高温合金弹性密封件加工工艺及其采用的模具，该加工工艺及其采用的模具简化了工艺流程和工艺装备，降低了生产成本和装配难度，提高了工作效率。本发明采用如下技术方案，一种高温合金弹性密封件加工工艺，包括如下步骤裁剪条料、条料冲孔及槽、步进弯曲成形、固溶时效热处理及开口焊接。所述的步进弯曲成形采用的模具，包括下模板，在下模板的顶部依次设置有下垫板、凹模，在凹模的上方设置有凸模，凹模的凹面与凸模的凸面相对应，在凹模的顶部侧方设置有挡料板，凸模的顶部依次设置有上垫板、上模板，所述上模板与下模板之间通过导柱、导套相连接。
文档编号B21D37/10GK102950431SQ201210445160
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者杨树余, 卢海涛, 顾明 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司