[发明专利]一种发动机中用密封环成型方法及模具装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机中用密封环成型方法及模具装置，尤其是指一种航空发动机中采用的Ω环的成型方法及模具装置，适用于复杂截面环密封环的生产工艺。

背景技术

复杂微小Ω环主要应用于航空发动机的密封，该零件具有材料强度高、截面形状复杂、特征尺寸小和相对尺寸大等显著特点，利用传统的加工方法很难实现。目前，国内还没有生产能力，主要依赖从国外进口，每件的价格上万美元，相当昂贵。因此，研究一套适合此类零件的制造工艺势在必行。

零件的基本外形尺寸如图1所示：其中一种典型零件是以图1(b)所示的剖面为母轮廓的一个环形件，因其剖面形状与英文字母“Ω”相似，因此本文将该零件统一称作“Ω环”。整体来说，Ω环具有较小特征尺寸(如该零件最小半径为0.7mm)和较大的相对尺寸(如该零件外径与最大高度之比D/H＝134)，截面形状复杂，壁厚超薄(如该零件0.25mm)等典型特征，并且唇口内凹，精度要求高，为该类零件的成形增加了难度。

Ω环的材料采用的是高温合金GH738(美国对应牌号为WASPALOY)，作为一种耐高温、耐腐蚀的高强度合金被广泛用于制造各类涡轮发动机，烟气轮机，高压压气机的涡轮盘、叶片、轴等部件，是现代发动机生产中用量最大的合金之一。

综上，Ω环具有直径尺寸大、截面尺寸小、形状复杂、壁厚超薄等显著特点；从材料方面看，材料的强度较高，不易成形。因此该零件的成形具有相当大的难度，采用传统的加工方法很难成形。

充液成形作为一种先进的板材柔性成形技术，适合材料强度高、形状复杂零件的成形，而且具有成形质量好、精度高、回弹小等优点。本发明基于Ω环几何外形及材料方面的基本特征以及充液成形技术的主要优点，设计出一套充液成形模具装置作为Ω环成形的基本工艺方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机中用密封环成型方法及模具装置，以解决现有技术中的问题。

本发明一种发动机中用密封环成型模具装置，包括初始成形模具和最终成形模具，

其中，初始成形模具，具体包括：

一压板，为内有圆孔的圆盘，与第一上模固定；

一第一上模，为一圆环，圆环下端面上开有弹簧槽，且在靠近下端面有一圈飞边。

一第一下模，外形与第一上模相似，为一圆环，圆环上端面上开有弹簧槽，且靠近上端面有一圈飞边，通过螺栓与所述的第一上模相连；

支撑弹簧，固定在第一上模和第一下模相应的弹簧槽内，

一挡油壳，安装在底座外圈上，并通过一橡胶垫圈密封，防止液压介质泄露；

一底座，为一圆盘，设置有三个台阶面；

一内模柱，为一中空的圆柱体，该内模柱内表面上沿径向开有安装导油管转接头的第一油孔，内模柱外表面上沿径向开有第二油孔，该第二油孔与第一油孔相通，且两油孔轴线沿内模柱轴线方向平行偏置；内模柱设置于压板、第一上模、第一下模及底座围成的空间内，其外表面的上下两端通过O型密封圈及密封端盖与第一上模、第一下模实现密封；

一导油管转接头，通过内模柱内表面开有的螺纹孔安装在内模柱上，用于连接一增加缸；

其中，最终成形模具，具体包括：

一压板，与初始成形时的压板相同；

一第二上模，为一截面为倒L形带飞边的圆盘；

一上锁紧套环，为具有阶梯的圆环，上端面开有用于安装弹簧的圆柱孔；上锁紧套环设置于第二上模外围，并通过撑弹簧与该第二上模连接；锁紧套环上沿轴向开有螺纹通孔，通过螺栓与下锁紧套环紧固。

一下锁紧套环，为一圆环，圆环截面为L形，下端面开有用于安装弹簧的圆柱孔；下锁紧套环设置于第二下模外围，并通过撑弹簧与底座连接定位其轴向位置；上表面上开有螺纹孔，通过螺栓与上锁紧套环固定。

一第二下模，外形为一圆柱体，其内表面与内模柱的外表面配合形成液室；

一中间模型，为一圆环，且圆环内表面上有圈一突起的成形工作部位；中间模型设置于所述的第二上模与第二下模中间。

其中，所述的成形工作部位，其剖面为竖“W”形。

一挡油壳，与初始成形的挡油壳相同；通过螺栓及螺钉安装在底座外圈上，并通过一橡胶垫圈密封，防止液压介质泄露；

一底座，与初始成形时的底座相同；其三个台阶面，分别用于定位下锁紧套环、下模及内模柱。

一内模柱，与初始成形模具内模柱结构相同；设置于压板、第二上模、中间模型、第二下模及底座围成的空间内，其外表面的上下两端通过O型密封圈及密封端盖与上模、下模实现密封。

一密封端盖，与初始成形模具的密封端盖相同。