一种W型金属封严环的旋压成形方法与旋压装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种W型金属封严环的旋压成形方法，包括如下步骤：S100.根据W型金属封严环的轴向截面，计算出W型金属封严环的环形胚料高度，制备具有所述高度的环形胚料；S200.沿步骤S1中所制备的环形胚料的径向中心旋压加工出环状的腰部沟槽部，所述腰部沟槽部朝向环状胚料轴心所在的方向凹陷；S300.对环形胚料中位于腰部沟槽部两侧的部分进行旋压加工，形成W型金属封严环。本发明专利技术可得到平整、完整、旋压均匀的W型金属封严环；本发明专利技术在环形坯料的腰部沟槽部中塞入支撑环，来增加第二模芯边缘的强度，有效解决了环形胚料难定位的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种W型金属封严环的旋压成形方法与旋压装置
本专利技术涉及金属环制造领域，具体提供一种W型金属封严环的旋压成形方法，进一步涉及一种W型金属封严环的旋压装置。
技术介绍
W型金属封严环是一类具有新形密封形式和更好密封效果的轴向自紧式静密封结构，具有回弹性能好、吸振能力强、变形范围大，具有良好的高振动追随性、高吸振能力、长寿命和较好的耐磨损能力等优点，尤其适合航空、航天中的高温、高压、振动及强腐蚀介质等恶劣环境下工作。W型金属封严环的成形制造通常采用多道次滚压工艺，滚压成形工艺是一种无切屑、连续渐进成形的加工方式。滚压成形虽然具有操作方便、柔性好、效率高、便于控制、通用性好等优点，但由于W型金属封严环截面形状尺寸较小，多道次滚压时工件定位困难，造成滚压变形不均匀，容易出现起皱、破裂、翘曲和局部减薄等缺陷。公布号为CN110918750A的专利技术专利公开了一种薄壁金属Ω截面密封环旋压成形装置，分别对第一半边和第二半边旋压成型，在旋压过程中难以对密封环进行定位。
技术实现思路
针对现有技术的不足，为了解决W型金属封严环经多道次滚压时工件定位困难的缺陷，本专利技术提供如下技术方案：一种W型金属封严环的旋压成形方法，包括如下步骤：S100.根据W型金属封严环的轴向截面，计算出W型金属封严环的环形胚料高度，制备具有所述高度的环形胚料；S200.沿步骤S1中所制备的环形胚料的径向中心旋压加工出环状的腰部沟槽部，所述腰部沟槽部朝向环状胚料轴心所在的方向凹陷；S300.对环形胚料中位于腰部沟槽部两侧的部分进行旋压加工，形成W型金属封严环；其中，对环形胚料中位于腰部沟槽部两侧的部分进行旋压前，将腰部沟槽部嵌入第二模芯的型腔内，并向腰部沟槽部的内部填充支撑环，使得支撑环与第二模芯夹紧环形胚料。进一步的，所述步骤S1中环形胚料高度的计算过程包括：S101.获得W型金属封严环的轴向截面轮廓，所获得的轴向截面轮廓沿腰部沟槽部的中心线对称；S102.对中心线一侧的截面轮廓按照W型金属封严环厚度的一半偏置得到中间轮廓线，并得到中间轮廓线的长度；S103.连接轴向截面轮廓中沿中心线对称的两个最高点，得到与中心线的交点，以交点为起始点绘制与中间轮廓线等长的直线；S104.将步骤S103中所绘制的直线沿中心线对称，得到环形胚料的高度。进一步的，所述步骤S100中制备环形胚料的方法包括根据W型封严环的半径将板料板料卷圆，并对卷圆后的板料端部进行焊接，得到环形胚料；或板料上预先开口，然后采用翻孔工艺后切割余量，得到没有焊缝的环形胚料。进一步的，所述步骤S200中腰部沟槽部的旋压加工方法包括：S201.将环形胚料套装在第一模芯外侧，所述第一模芯包括沿环形胚料径向中心平面对称的左模芯和右模芯，所述左模芯和所述右模芯之间预留有间距；S202.通过第一压板压紧套接在左模芯上的环形胚料部分，通过第二压板压紧套接在右模芯上的环形胚料部分；S203.旋转第一模芯，并分别使左模芯和右模芯分别朝向环形胚料的径向中心移动，直到左模芯与右模芯接触；S204.在旋转第一模芯的同时，使第一旋轮沿垂直于环形胚料外表面的方向朝向环形胚料的轴心进给，对环形胚料进行旋压，形成腰部沟槽部。进一步的，所述左模芯和所述右模芯之间预留的间距与腰部沟槽部展开后的长度相等。进一步的，所述步骤S300中对环形胚料中位于腰部沟槽部两侧的部分进行旋压的方法包括：S301.将分瓣式的第二模芯套装在第二旋转轴上，第二旋转轴与第二模芯套接的部位为圆锥形；S302.将腰部沟槽部嵌入第二模芯的型腔内，并向腰部沟槽部的内部填充支撑环；S303.使第二旋转轴沿轴向朝向圆锥形尖端所在的方向滑动，从而挤压第二模芯，使第二模芯和支撑环夹紧环形胚料；S304.通过第二旋转轴带动第二模芯转动；同时，使第二旋轮沿第二模芯外轮廓的第一侧面朝向环形胚料的轴心进给，对位于腰部沟槽部一侧的第一弯折部进行旋压，使第三旋轮沿第二模芯外轮廓的第二侧面朝向环形胚料的轴心进给，对位于腰部沟槽部另一侧的第二弯折部进行旋压，形成W型金属封严环，其中第一弯折部与第二弯折部沿环形胚料径向中心平面对称。本专利技术要解决的另一个技术问题在于根据上述一种W型金属封严环的旋压成形方法，提供一种W型金属封严环的旋压装置。本专利技术还要求保护一种W型金属封严环的旋压装置，包括用于在环形胚料中加工腰部沟槽部的腰部沟槽旋压装置和两端面旋压装置；所述两端面旋压装置包括第二旋转轴，所述第二旋转轴包括呈圆锥形的圆锥部；第二模芯，所述第二模芯由至少两个分瓣式模芯组成，各个分瓣式模芯分别与第二旋转轴的圆锥部传动连接；所述分瓣式模芯包括与腰部沟槽部的形状相适配的型腔、与W型金属封严环的第一弯折部形状相适配的第一侧面、以与W型金属封严环的第二弯折部形状相适配的第二侧面；第二旋轮，所述第二旋轮在旋压过程中始终与第一弯折部的外表面接触，并能够朝向第二旋转轴的轴心进给；第三旋轮，所述第三旋轮在旋压过程中始终与第二弯折部的外表面接触，并能够朝向第二旋转轴的轴心进给。进一步的，所述两端面旋压装置还包括支撑板，所述支撑板包括套接在第二旋转轴上的支撑板本体和沿支撑板本体的侧面圆周布置的限位部，各个所述分瓣式模芯分别通过导轨与支撑板可滑动地连接，并且各个模芯分别通过复位弹簧与限位部连接。进一步的，所述腰部沟槽旋压装置包括第一旋转轴；第一模芯，所述第一模芯包括分别与第一旋转轴传动连接的左模芯和右模芯，所述左模芯和所述右模芯能够分别沿第一旋转轴的轴线方向移动，在旋压加工前所述左模芯和右模芯之间预留有间距；第一压板，所述第一压板将环形胚料压紧在左模芯上；第二压板，所述第二压板将环形胚料压紧在右模芯上；第一旋轮，所述第一旋轮垂直于第一旋转轴的轴心，且位于左模芯和右模芯的对称中心所在的平面上，所述第一旋轮在旋压过程中能够向第一旋转轴的轴心进给。进一步的，所述在旋压加工前所述左模芯和右模芯之间预留的间距与腰部沟槽部展开后的长度相等。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术通过对环形胚料的径向中心旋压加工出环状的腰部沟槽部，再对环形胚料中位于腰部沟槽部两侧的部分进行旋压加工的方法，可得到平整、完整、旋压均匀的W型金属封严环；然后在环形坯料的腰部沟槽部中塞入支撑环，来增加第二模芯边缘的强度；本专利技术通过先加工腰部沟槽部，然后配合模芯和支撑环对腰部沟槽部进行夹紧，有效解决了环形胚料难定位的技术问题。2.本专利技术中环形胚料高度的计算过程简洁明了，操作简单，可得到比较精确的环形胚料高度值。3.本专利技术制备环形胚料的方法有不止一种，可得到有缝或无缝的环形胚料，本专利技术制备环形胚料的方法考虑充分、设计巧妙。4.本专利技术通过第二旋转轴带动第二模芯转动；同时，第二旋轮沿第二模芯外轮廓的第一侧面、第三旋轮沿第二模芯外轮廓的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种W型金属封严环的旋压成形方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS100.根据W型金属封严环的轴向截面，计算出W型金属封严环的环形胚料(1)高度，制备具有所述高度的环形胚料(1)；/nS200.沿步骤S1中所制备的环形胚料(1)的径向中心旋压加工出环状的腰部沟槽部(11)，所述腰部沟槽部(11)朝向环状胚料轴心所在的方向凹陷；/nS300.对环形胚料(1)中位于腰部沟槽部(11)两侧的部分进行旋压加工，形成W型金属封严环；/n其中，对环形胚料(1)中位于腰部沟槽部(11)两侧的部分进行旋压前，第二旋转轴(81)将腰部沟槽部(11)嵌入第二模芯(2)的型腔内，并向腰部沟槽部(11)的内部填充支撑环(3)，使得支撑环(3)与第二模芯(2)夹紧环形胚料(1)。/n

【技术特征摘要】
1.一种W型金属封严环的旋压成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100.根据W型金属封严环的轴向截面，计算出W型金属封严环的环形胚料(1)高度，制备具有所述高度的环形胚料(1)；
S200.沿步骤S1中所制备的环形胚料(1)的径向中心旋压加工出环状的腰部沟槽部(11)，所述腰部沟槽部(11)朝向环状胚料轴心所在的方向凹陷；
S300.对环形胚料(1)中位于腰部沟槽部(11)两侧的部分进行旋压加工，形成W型金属封严环；
其中，对环形胚料(1)中位于腰部沟槽部(11)两侧的部分进行旋压前，第二旋转轴(81)将腰部沟槽部(11)嵌入第二模芯(2)的型腔内，并向腰部沟槽部(11)的内部填充支撑环(3)，使得支撑环(3)与第二模芯(2)夹紧环形胚料(1)。


2.根据权利要求1所述的一种W型金属封严环的旋压成形方法，其特征在于，所述步骤S1中环形胚料(1)高度的计算过程包括：
S101.获得W型金属封严环的轴向截面轮廓(6)，所获得的轴向截面轮廓沿腰部沟槽部(11)的中心线对称；
S102.对中心线一侧的截面轮廓按照W型金属封严环厚度的一半偏置得到中间轮廓线，并得到中间轮廓线的长度；
S103.连接轴向截面轮廓中沿中心线对称的两个最高点，得到与中心线的交点，以交点为起始点绘制与中间轮廓线等长的直线；
S104.将步骤S103中所绘制的直线沿中心线对称，得到环形胚料(1)的高度。


3.根据权利要求1所述的一种W型金属封严环的旋压成形方法，其特征在于，所述步骤S100中制备环形胚料(1)的方法包括:
根据W型封严环的半径将板料(4)板料(4)卷圆，并对卷圆后的板料(4)端部进行焊接，得到环形胚料(1)；
或板料(4)上预先开口，然后采用翻孔工艺后切割余量，得到没有焊缝的环形胚料(1)。


4.根据权利要求1所述的一种W型金属封严环的旋压成形方法，其特征在于，所述步骤S200中腰部沟槽部(11)的旋压加工方法包括：
S201.将环形胚料(1)套装在第一模芯(5)外侧，所述第一模芯(5)包括沿环形胚料(1)径向中心平面对称的左模芯(51)和右模芯(52)，所述左模芯(51)和所述右模芯(52)之间预留有间距；
S202.通过第一压板(61)压紧套接在左模芯(51)上的环形胚料(1)部分，通过第二压板(62)压紧套接在右模芯(52)上的环形胚料(1)部分；
S203.旋转第一模芯(5)，并分别使左模芯(51)和右模芯(52)分别朝向环形胚料(1)的径向中心移动，直到左模芯(51)与右模芯(52)接触；
S204.在旋转第一模芯(5)的同时，使第一旋轮(71)(7)沿垂直于环形胚料(1)外表面的方向朝向环形胚料(1)的轴心进给，对环形胚料(1)进行旋压，形成腰部沟槽部(11)。


5.根据权利要求4所述的一种W型金属封严环的旋压成形方法，其特征在于：所述左模芯(51)和所述右模芯(52)之间预留的间距与腰部沟槽部(11)展开后的长度相等。


6.根据权利要求1所述的一种W型金属封严环的旋压成形方法，其特征在于：所述步骤S300中对环形胚料(1)中位于腰部沟槽部(11)两侧的部分进行旋压的方法包括：
S301.将分瓣式的第二模芯(2)套装在第二旋转轴(81)上，第二旋转轴(81)与第二模芯(2)套接的部位为圆锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚志辉，李伟平，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43