一种金属弹性密封环的成型工艺.pdf

一种金属弹性密封环的成型工艺，属于冷弯成型技术领域。具体工艺步骤如下：将带材根据成品尺寸需要裁成相应的宽度和长度，焊接成环状；固定带环，使用一组冷弯辊进行旋压；将圆弧两侧向下挤压变形，得到中心弯曲圆弧(A)和与之相连接的平直连接部分(B)，利用成型辊将截面两侧材料向上弯曲，形成两个弹性弯曲圆弧(C)；将所得环件置于模具辊中，使截面两翼弯曲形成左、右外凸圆弧形接触面(D)，环旋转一周完成变形；从两侧挤压左、右外凸圆弧形接触面(D)，使之相向合拢，旋转一周完成变形；优点在于，产品表面质量好、尺寸偏差小、截面各部位厚度变化小。

权利要求书
1.  一种金属弹性密封环的成型工艺，其特征在于，具体工艺步骤如下：
1)将带材根据成品尺寸需要裁成相应的宽度和长度，焊接成环状；将带环置于 冷弯成型设备上，固定带环，使用一组冷弯辊进行旋压，旋压后，使环中部形成圆弧 凸起；
2)进一步变形，将步骤1)所得环的中心圆弧凸起部分定位于模具辊上，将圆弧 两侧向下挤压变形，得到中心弯曲圆弧(A)和与之相连接的平直连接部分(B)，环 旋转一周，压下量加大一次，压下量增量为中心弯曲圆弧(A)的圆心与对向弹性弯 曲圆弧(C)顶点切线垂直距离的20％，旋转5周后成型；
3)利用步骤2)所得中心弯曲圆弧(A)使环定位，用成型辊将截面两侧材料向 上弯曲，形成紧邻中心弯曲圆弧(A)的两个弹性弯曲圆弧(C)，环旋转一周完成变 形；
4)对于多弯“W”型密封环，按步骤2)和步骤3)依次重复进行平直连接部分 (B)、弹性弯曲圆弧(C)的加工过程；
5)将步骤3)或步骤4)所得环件置于加工有左、右外凸圆弧形接触面(D)形 状的模具辊中，使截面两翼弯曲形成左、右外凸圆弧形接触面(D)，环旋转一周完成 变形；
6)支撑已成型的中心弯曲圆弧(A)、平直连接部分(B)和弹性弯曲圆弧(C)， 从两侧挤压步骤5)中成型后张开的左、右外凸圆弧形接触面(D)，使左、右外凸圆 弧形接触面(D)相向合拢，收口后夹角为180度±10度，环件旋转一周完成变形；
7)变形后洗去润滑油，进行定型热处理。

2.  根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的步骤1)至6)中加工过程 中始终喷淋润滑油。

说明书一种金属弹性密封环的成型工艺
技术领域
本发明属于冷弯成型技术领域，特别涉及一种金属弹性密封环的成型工艺。尤其 是“W”及多弯“W”型金属弹性密封环的冷弯成型工艺。
背景技术
金属弹性密封是随着航空航天工业的发展而出现的一种重量轻、能适应恶劣环境 的法兰密封技术。这种密封技术目前已广泛应用于航空航天、石油化工、燃气动力等 多种领域。
金属弹性密封环通常的使用环境存在高温、高压差，并有一定振动或形变，这对 于法兰密封环有较高要求。所以使用能耐高温、具有良好力学性能的镍基高温合金带 材制成弹性密封环，以保证密封性能。金属弹性密封环按弹性截面形状分类可分为 “W”及多弯“W”型、“O”型、“V”型、“C”型、“Ω”型等多种。
除“O”型环外，金属弹性密封环目前通常使用旋压成型和液压挤压成型的方法 制造。旋压成型方法是将带材焊接成环后套在开槽的芯棒上，由加工有对应形状的外 滚轮与芯棒相对旋转挤压成型。液压挤压成型是将带材焊成环后放于特制成型模具内 部，用流体介质从模具内腔加压，推动材料成型。由于金属弹性密封环所用材料强度 硬度较高，特别是“W”及多弯“W”型截面形状复杂，加工时易发生带材厚度减小、 开裂、成型尺寸偏差大等问题，最终将影响产品的密封性能。因此发明一种合理分配 变形步骤、控制材料变形应力，使产品尺寸偏差小、成材率高的密封环冷弯成型工艺 极为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属弹性密封环的成型工艺，解决了“W”及多弯 “W”型截面加工时易发生带材厚度减小、开裂、成型尺寸偏差大等问题。提供一种 变形合理、成材率高、能批量生产的金属弹性密封环冷弯成型工艺。
一种金属弹性密封环的成型工艺，适用于“W”及多弯“W”型密封环。该密封 环截面结构具有中心弯曲圆弧A、平直连接部分B、弹性弯曲圆弧C和左、右外凸圆 弧形接触面D。各部分连接使截面结构为“W”或多弯“W”型。具体工艺步骤如下：
1、将带材根据成品尺寸需要裁成相应的宽度和长度，焊接成环状；将带环置于 冷弯成型设备上，固定带环，使用一组冷弯辊进行旋压，旋压后，使环中部形成圆弧 凸起；
2、进一步变形，将步骤1所得环的中心圆弧凸起部分定位于模具辊上，将圆弧 两侧向下挤压变形，得到中心弯曲圆弧A和与之相连接的平直连接部分B，环旋转一 周，压下量加大一次，压下量增量为中心弯曲圆弧A的圆心与对向弹性弯曲圆弧C 顶点切线垂直距离的20％，旋转5周后成型；
3、利用步骤2所得中心弯曲圆弧A使环定位，利用成型辊将截面两侧材料向上 弯曲，形成紧邻中心弯曲圆弧A的两个弹性弯曲圆弧C，环旋转一周完成变形；
4、对于多弯“W”型密封环，按步骤2和步骤3所述方法依次重复进行平直连 接部分B、弹性弯曲圆弧C的加工过程；
5、将步骤3或步骤4所得环件置于加工有左、右外凸圆弧形接触面D形状的模 具辊中，使截面两翼弯曲形成左、右外凸圆弧形接触面D，环旋转一周完成变形；
6、支撑已成型的中心弯曲圆弧A、平直连接部分B和弹性弯曲圆弧C，从两侧 挤压步骤5中成型后张开的左、右外凸圆弧形接触面D，使左、右外凸圆弧形接触面 D相向合拢，收口后夹角为180度±10度，环件旋转一周完成变形；
7、变形后洗去润滑油，进行定型热处理。
步骤1至6中加工过程中始终喷淋润滑油。
步骤2中平直连接部分B成型分5道次压下成型，每道次压下量增量为中心弯曲 圆弧A或某一弹性弯曲圆弧C的圆心与对向弹性弯曲圆弧C顶点切线垂直距离的 20％。
本发明的优点在于：
1、金属弹性密封环通过冷弯方式成型，可以使用一套辊模生产多种直径的密封 环。而且产品表面质量好、尺寸偏差小、截面各部位厚度变化小。
2、首先加工中心弯曲圆弧A，再依次加工两侧平直连接部分B和弹性弯曲圆弧 C，变形应力较小，同时便于后续各步骤中央定位，提高尺寸精度。
3、润滑油可以保护表面，在变形过程中减小环件与辊模之间的摩擦力，减小变 形应力、控制带材厚度减小、提高表面质量，同时作为冷却剂减小变形热。
附图说明
图1为本发明“W”型密封环的截面示意图。其中，中心弯曲圆弧A、平直连接 部分B、弹性弯曲圆弧C、左、右外凸圆弧形接触面D。
图2为本发明多弯“W”型密封环的截面示意图。其中，中心弯曲圆弧A、平直 连接部分B、弹性弯曲圆弧C、左、右外凸圆弧形接触面D。
图3为本发明实施例1成型过程示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种“W”型金属弹性密封环的成型工艺，该环截面具有中心弯曲圆弧A，二个 弹性弯曲圆弧C，其相互连接的平直连接部分B以及左、右外凸圆弧形接触面D。选 用的原材料为0.28mm厚度的镍基高温合金冷轧带材。
将带材根据成品尺寸需要裁成22mm宽、2.198m长，焊接成环；将带环置于冷弯 成型设备上，固定环，加工过程中始终喷淋润滑油；
本发明的一种金属弹性密封环的成型工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：将环置于冷弯成型设备上，使用一组冷弯辊进行旋压，环以圆心为轴转 动，旋转一周后，环截面中部形成圆弧凸起。
步骤二：环不动，更换模具辊，利用步骤一所得中部圆弧凸起定位，将圆弧两侧 向下挤压变形，得到中心弯曲圆弧A和与之相连接的平直连接部分B，多道次成型， 每道次之间压下量增量为中心弯曲圆弧A的圆心与对向弹性弯曲圆弧C顶点切线垂 直距离的20％，环旋转一周，压下量加大一次，旋转5周后成型。
步骤三：环不动，更换模具辊，利用步骤二所得中心弯曲圆弧A定位，模具辊将 环截面两侧带材向上弯曲，形成两个弹性弯曲圆弧C，环旋转一周完成变形。
步骤四：环不动，更换模具辊，利用步骤二所得中心弯曲圆弧A定位，利用模具 辊使步骤三加工余下的两翼弯曲，形成左、右外凸圆弧形接触面D，环旋转一周完成 变形。
步骤五：环不动，更换模具辊，使用与两个弹性弯曲圆弧C外侧宽度一致、形状 匹配的模具辊，支撑已成型的中心弯曲圆弧A、平直连接部分B和弹性弯曲圆弧C， 再从两侧挤压步骤四成型后张开的左、右外凸圆弧形接触面D，使其向中心弯曲，夹 角175度，环旋转一周完成变形。
步骤六：变形后洗去润滑油，进行定型热处理。
实施例2：
一种多弯“W”型金属弹性密封环的成型工艺，该环截面具有中心弯曲圆弧A， 四个弹性弯曲圆弧C，其相互连接的平直连接部分B以及左、右外凸圆弧形接触面D。 选用的原材料为0.4mm厚度的镍基高温合金冷轧带材。
将带材根据成品尺寸需要裁成36mm宽、2.512m长，焊接成环；将带环置于冷弯 成型设备上，固定带环，加工过程中始终喷淋润滑油；
本发明的一种金属弹性密封环的成型工艺，具体包括以下步骤：
步骤一：同实施例1步骤一。
步骤二：同实施例1步骤二。
步骤三：同实施例1步骤三。
步骤四：环不动，更换模具辊，将模具辊与步骤三所得已成型的中心弯曲圆弧A、 平直连接部分B和弹性弯曲圆弧C部分定位，将环截面两侧向上挤压变形，得到连接 弹性弯曲圆弧C的平直部分B，多道次成型，每道次压下量增量为弹性弯曲圆弧C的 圆心与对向弹性弯曲圆弧C顶点切线垂直距离的20％。环旋转一周，压下量加大一次， 旋转5周后成型。
步骤五：环不动，更换模具辊，将步骤四所得环与模具辊定位，将环两侧带材向 下弯曲，形成两个完整弹性弯曲圆弧C，环旋转一周完成变形。
步骤六：环不动，更换模具辊，将步骤五所得环与模具辊定位，弯曲变形，使步 骤五加工余下的两翼弯曲，形成左、右外凸圆弧形接触面D，环旋转一周完成变形。
步骤七：环不动，更换模具辊，使用与弹性弯曲圆弧C外侧宽度一致、形状匹配 的模具辊，支撑已成型的中心弯曲圆弧A、平直连接部分B和弹性弯曲圆弧C，从两 侧挤压左、右外凸圆弧形接触面D，使其向中心弯曲，夹角180度，环件旋转一周完 成变形；
步骤八：变形后洗去润滑油，进行定型热处理。