一種封嚴圈的充液成形裝置及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種封嚴圈的充液成形裝置及制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種封嚴圈的充液成形裝置，包括底座、內(nèi)模部分、密封機構(gòu)、中間型模部分和外模部分；制備方法為，制造圓筒形毛坯，第一次充液成形制得所述封嚴圈毛坯，第二次充液成形成形出帶有工藝補充面的封嚴圈半成品，對所述封嚴圈半成品進行機加工序，去掉所述工藝補充面，制得所述封嚴圈。本發(fā)明實現(xiàn)了微小截面大直徑薄壁金屬封嚴圈的成形，突破了此種復雜薄壁零件用傳統(tǒng)成形工藝無法成形出零件的技術(shù)關鍵，為此類零件的成形工藝開創(chuàng)了先河。
【專利說明】一種封嚴圈的充液成形裝置及制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充液成形裝置，特別涉及一種封嚴圈的充液成形裝置及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一種封嚴圈為薄壁板材復雜沖壓成形件，其材料為鎳基高溫合金，材料厚度為
0.3mm，其截面形狀復雜波形多而且尺寸微小(最小成形半徑R僅為0.7mm)，而零件直徑φ卻很大(接近Im)，成形截面尺寸公差僅為0.1?0.2mm，如圖1所示。這種零件的成形依靠普通沖壓成形工藝已經(jīng)無法實現(xiàn)。
[0003]充液成形工藝是當前比較先進的板材沖壓成形新工藝，該成形技術(shù)具有成形極限高、成形精度高等特點，能夠成形出非常復雜的高精度薄壁板材零件。
[0004]根據(jù)該零件的特點，經(jīng)過理論分析和成形模擬仿真，薄壁金屬封嚴圈零件適合采用充液成形技術(shù)。但由于該零件波形寬度小，轉(zhuǎn)接半徑很小，而且波形多，采用一次充液成形存在零件補料難以控制和零件型面難以成形到位的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明通過工藝分析和模擬仿真，確定利用一種封嚴圈的充液成形裝置，對封嚴圈分兩次進行充液成形的制備方法，來解決一次充液成形存在零件補料難以控制和零件型面難以成形到位的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種封嚴圈的充液成形裝置，包括底座、內(nèi)模部分、密封機構(gòu)、中間型模部分和外模部分；所述底座為一個圓盤；
[0008]所述內(nèi)模部分設置在所述底座上，所述內(nèi)模部分包括內(nèi)模、高壓管接頭、進油孔和密封墊圈，所述內(nèi)模為環(huán)型結(jié)構(gòu)，所述高壓管接頭和進油孔設置在所述內(nèi)模上，所述密封墊圈設置在所述內(nèi)模與所述高壓管接頭之間；
[0009]所述中間型模部分為環(huán)型結(jié)構(gòu)設置在所述內(nèi)模外面，所述中間型模部分包括中間固定型模和中間活動型模，所述中間固定型模設置在所述底座上，所述中間活動型模設置在所述中間固定型模上面，所述中間固定型模和中間活動型模之間留有空間，所述中間活動型?？梢韵滦羞\動；
[0010]所述密封機構(gòu)設置在所述內(nèi)模與所述中間型模部分之間，所述密封機構(gòu)包括上密封壓板、下密封壓板、調(diào)整墊圈、壓緊螺栓和O型密封圈；封嚴圈毛坯放置于所述內(nèi)模與所述中間型模部分之間，兩個所述O型密封圈一上一下分別放置于所述內(nèi)模與所述封嚴圈毛坯之間，所述內(nèi)模和所述封嚴圈毛坯以及兩個所述O型密封圈共同形成充液成形液室；所述上密封壓板、下密封壓板、調(diào)整墊圈和壓緊螺栓用于調(diào)整所述O型密封圈的密封強度；
[0011]所述外模部分為環(huán)型結(jié)構(gòu)設置在所述中間型模部分外面，所述外模部分包括外模、外模支撐環(huán)、外模固定環(huán)、上支撐彈簧、下支撐彈簧、上預緊螺栓、下預緊螺栓；所述外模伸入于所述中間固定型模和中間活動型模之間，所述外模的頭部前端與所述封嚴圈毛坯上的所述封嚴圈的中間型面貼合，所述外模的頭部兩側(cè)形狀與所述封嚴圈的兩邊型面的形狀一致；所述外模支撐環(huán)設置在所述外模下部并對所述外模施以支撐，所述下支撐彈簧設置在所述外模支撐環(huán)與所述底座之間，所述下預緊螺栓通過所述外模支撐環(huán)與所述底座連接；所述外模固定環(huán)設置在所述外模上部，所述上預緊螺栓通過所述中間活動型模與所述外模固定環(huán)連接，所述上支撐彈簧設置在所述中間活動型模與所述外模固定環(huán)之間。
[0012]所述的封嚴圈的充液成形裝置，還可以包括集油箱，所述集油箱設置在底座上。
[0013]所述的封嚴圈的充液成形裝置，優(yōu)選方案是:所述外模為兩瓣對開的分體結(jié)構(gòu)，以便于零件的裝卸。
[0014]所述的封嚴圈的充液成形裝置，優(yōu)選方案是:所述外模內(nèi)設置排氣孔，以便于實現(xiàn)零件與所述外模完全貼合。
[0015]本發(fā)明還提供一種封嚴圈的制備方法，包括如下步驟:
[0016](I)制造圓筒形毛坯，所述圓筒形毛坯直徑為所述封嚴圈直徑；
[0017](2)對所述圓筒形毛坯進行第一次充液成形，成形出所述封嚴圈的中間型面，制得所述封嚴圈毛坯；
[0018](3)利用上述的封嚴圈的充液成形裝置，對所述封嚴圈毛坯進行第二次充液成形；將所述封嚴圈毛坯裝入所述裝置的所述外模中，所述封嚴圈毛坯上的所述封嚴圈的中間型面與所述外模的頭部前端貼合，然后利用所述外模固定環(huán)將所述外模固定到所述外模支撐環(huán)上，再裝入所述中間活動型模；調(diào)整所述上預緊螺栓來調(diào)整好所述封嚴圈毛坯的成形上補料高度H1，調(diào)整所述下預緊螺栓來調(diào)整好所述封嚴圈毛坯的成形下補料高度H2 ;擰緊所述壓緊螺栓，帶動所述上密封壓板和所述下密封壓板使兩個所述O型密封圈變形壓緊所述封嚴圈毛坯內(nèi)型面從而形成可靠密封的充液成形液室；將充液成形機高壓進油管與所述高壓管接頭連接，高壓液壓油通過所述高壓管接頭和所述進油孔進入充液成形液室，高壓液壓油推動封嚴圈毛坯與所述外模貼合，同時充液成形機主缸推動所述中間活動型模、所述外模、所述外模支撐環(huán)和所述外模固定環(huán)共同下行合模，最后采用高壓液體使所述封嚴圈毛坯貼合到所述外模上，從而完成所述封嚴圈全部形狀的成形，成形出帶有工藝補充面的封嚴圈半成品；
[0019](4)對所述封嚴圈半成品進行機加工序，去掉所述工藝補充面，制得所述封嚴圈。
[0020]根據(jù)封嚴圈的設計要求和生產(chǎn)實際情況來確定所述封嚴圈毛坯的成形上補料高度Hl和成形下補料高度H2。
[0021]所述的封嚴圈的充液成形裝置中，所述壓緊螺栓連接所述上密封壓板和下密封壓板，對兩個所述O型密封圈實施壓緊；所述調(diào)整墊圈設置在所述上密封壓板與所述內(nèi)模之間及在所述下密封壓板與所述內(nèi)模之間，通過所述調(diào)整墊圈的厚度來調(diào)整所述O型密封圈的壓緊變形量，從而調(diào)整密封強度。
[0022]本發(fā)明的有益效果:利用一種封嚴圈的充液成形裝置對封嚴圈分兩次進行充液成形的制備方法，實現(xiàn)了微小截面大直徑薄壁金屬封嚴圈的成形，突破了此種復雜薄壁零件用傳統(tǒng)成形工藝無法成形出零件的技術(shù)關鍵，為此類零件的成形工藝開創(chuàng)了先河。
【專利附圖】

【附圖說明】[0023]圖1為一種封嚴圈零件示意圖；
[0024]圖2為充液成形裝置裝夾封嚴圈毛坯狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為圖2中A處放大圖；
[0026]圖4為充液成形裝置成形出封嚴圈半成品狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為帶有中間型面的封嚴圈毛坯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為帶有工藝補充面的封嚴圈半成品結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖中:1為底座，2為內(nèi)模，3為高壓管接頭，4為密封墊圈，5為中間固定模，6為中間活動模，7為調(diào)整墊圈，8為上密封壓板，9為下密封壓板，10為下支撐彈簧，11為上支撐彈簧，12為壓緊螺栓，13為集油箱，14為下預緊螺栓，15為O型密封圈，16為外模，17為外模支撐環(huán)，18為外模固定環(huán)，19為上預緊螺栓，20為帶有中間型面的封嚴圈毛坯，21為進油孔，22為排氣孔，23為充液成形液室，24為帶有工藝補充面的封嚴圈半成品。
【具體實施方式】
[0030]如圖2、3和4所示，將第一次充液成形完成的帶有中間型面的封嚴圈毛坯20 (如圖5所示)裝入充液成形裝置的分體外模16中，然后通過外模固定環(huán)18將分體外模固定到外模支撐環(huán)17上，再裝入中間活動型模6。將充液成形裝置放到充液成形設備上，將充液成形機高壓進油管與高壓管接頭3連接。調(diào)整上預緊螺栓19來調(diào)整好封嚴圈毛坯的成形上補料高度H1，調(diào)整預緊螺栓14來調(diào)整好封嚴圈毛坯的成形下補料高度H2。擰緊壓緊螺栓12，帶動上密封壓板8和下密封壓板9使O型密封圈15變形壓緊封嚴圈毛坯20內(nèi)型面從而形成可靠密封的充液成形液室。高壓液壓油通過高壓管接頭3和進油孔21進入充液成形液室，高壓液壓油推動封嚴圈毛坯20與分體外模16貼合，同時充液成形機主缸推動中間活動型模6及連接的分體外模16、外模支撐環(huán)17和外模固定環(huán)18共同下行合模，最后采用高壓液體使封嚴圈毛坯貼合到分體外模16上，從而完成帶有工藝補充面的封嚴圈半成品(如圖6所示)全部形狀的成形。在分體外模上的排氣孔22，能夠排氣使零件與外模完全貼合。
【權(quán)利要求】
1.一種封嚴圈的充液成形裝置，其特征在于，所述裝置包括底座、內(nèi)模部分、密封機構(gòu)、中間型模部分和外模部分； 所述底座為一個圓盤； 所述內(nèi)模部分設置在所述底座上，所述內(nèi)模部分包括內(nèi)模、高壓管接頭、進油孔和密封墊圈，所述內(nèi)模為環(huán)型結(jié)構(gòu)，所述高壓管接頭和進油孔設置在所述內(nèi)模上，所述密封墊圈設置在所述內(nèi)模與所述高壓管接頭之間； 所述中間型模部分為環(huán)型結(jié)構(gòu)設置在所述內(nèi)模外面，所述中間型模部分包括中間固定型模和中間活動型模，所述中間固定型模設置在所述底座上，所述中間活動型模設置在所述中間固定型模上面，所述中間固定型模和中間活動型模之間留有空間，所述中間活動型?？梢韵滦羞\動； 所述密封機構(gòu)設置在所述內(nèi)模與所述中間型模部分之間，所述密封機構(gòu)包括上密封壓板、下密封壓板、調(diào)整墊圈、壓緊螺栓和O型密封圈；封嚴圈毛坯放置于所述內(nèi)模與所述中間型模部分之間，兩個所述O型密封圈一上一下分別放置于所述內(nèi)模與所述封嚴圈毛還之間，所述內(nèi)模和所述封嚴圈毛坯以及兩個所述O型密封圈共同形成充液成形液室；所述上密封壓板、下密封壓板、調(diào)整墊圈和壓緊螺栓用于調(diào)整所述O型密封圈的密封強度； 所述外模部分為環(huán)型結(jié)構(gòu)設置在所述中間型模部分外面，所述外模部分包括外模、外模支撐環(huán)、外模固定環(huán)、上支撐彈簧、下支撐彈簧、上預緊螺栓、下預緊螺栓；所述外模伸入于所述中間固定型模和中間活動型模之間，所述外模的頭部前端與所述封嚴圈毛坯上的所述封嚴圈的中間型面貼合，所述外模的頭部兩側(cè)形狀與所述封嚴圈的兩邊型面的形狀一致；所述外模支撐環(huán)設置在所述外模下部并對所述外模施以支撐，所述下支撐彈簧設置在所述外模支撐環(huán)與所述底座之間，所述下預緊螺栓通過所述外模支撐環(huán)與所述底座連接；所述外模固定環(huán)設置在所述外模上部，所述上預緊螺栓通過所述中間活動型模與所述外模固定環(huán)連接，所述上支撐彈簧設置在所述中間活動型模與所述外模固定環(huán)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封`嚴圈的充液成形裝置，其特征在于，所述裝置還包括集油箱，所述集油箱設置在底座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封嚴圈的充液成形裝置，其特征在于，所述外模為兩瓣對開的分體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3所述的封嚴圈的充液成形裝置，其特征在于，所述外模內(nèi)設置排氣孔。
5.一種封嚴圈的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟: (1)制造圓筒形毛坯，所述圓筒形毛坯直徑為所述封嚴圈直徑； (2)對所述圓筒形毛坯進行第一次充液成形，成形出所述封嚴圈的中間型面，制得所述封嚴圈毛坯； (3)利用如權(quán)利要求1~4所述的封嚴圈的充液成形裝置，對所述封嚴圈毛坯進行第二次充液成形；將所述封嚴圈毛坯裝入所述裝置的所述外模中，所述封嚴圈毛坯上的所述封嚴圈的中間型面與所述外模的頭部前端貼合，然后利用所述外模固定環(huán)將所述外模固定到所述外模支撐環(huán)上，再裝入所述中間活動型模；調(diào)整所述上預緊螺栓來調(diào)整好所述封嚴圈毛坯的成形上補料高度H1，調(diào)整所述下預緊螺栓來調(diào)整好所述封嚴圈毛坯的成形下補料高度H2 ;擰緊所述壓緊螺栓，帶動所述上密封壓板和所述下密封壓板使兩個所述O型密封圈變形壓緊所述封嚴圈毛坯內(nèi)型面從而形成可靠密封的充液成形液室；將充液成形機高壓進油管與所述高壓管接頭連接，高壓液壓油通過所述高壓管接頭和所述進油孔進入充液成形液室，高壓液壓油推動封嚴圈毛坯與所述外模貼合，同時充液成形機主缸推動所述中間活動型模、所述外模、所述外模支撐環(huán)和所述外模固定環(huán)共同下行合模，最后采用高壓液體使所述封嚴圈毛坯貼合到所述外模上，從而完成所述封嚴圈全部形狀的成形，成形出帶有工藝補充面的封嚴圈半成品；(4)對所述封嚴圈半成品進 行機加工序，去掉所述工藝補充面，制得所述封嚴圈。
【文檔編號】B21D26/029GK103551442SQ201310509192
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】楊踴, 朗利輝, 邵天巍, 周賢賓, 段新民 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司