本發(fā)明涉及金屬密封圈加工，尤其涉及一種金屬密封圈的充液成型方法及模具。

背景技術(shù)：

1、如圖6所示的金屬密封圈為環(huán)形結(jié)構(gòu)，是一種用以在液體及氣體環(huán)境中密封的關(guān)鍵零件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、核工業(yè)等關(guān)鍵行業(yè)，其使用環(huán)境通常為高溫、高壓、腐蝕性環(huán)境等復(fù)雜工況，其主要作用是保證流體的密封并防止泄漏，因而，此類產(chǎn)品對(duì)密封性能、回彈性能、疲勞壽命等有較高要求。

2、該金屬密封圈截面直徑僅幾毫米，壁厚僅0.2～0.3mm，屬于精密薄壁類零件，因此其加工難度較大?，F(xiàn)有加工工藝通常采用無縫管卷圓后激光焊接，整體經(jīng)過精磨、研、拋光等工序加工而成，其原材料需定制無縫管，采購成本高昂，且焊接處存在應(yīng)力導(dǎo)致焊縫與母材性能不一致，影響其整體使用壽命。其他現(xiàn)有加工工藝一般通過沖壓、彎曲模具多工序成型，成型工序一般為10～12步，實(shí)際加工過程中存在取件困難、模具操作復(fù)雜等問題，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，因此生產(chǎn)效率極低，且零件加工所需模具工裝數(shù)量較多，零件開發(fā)及小批量生產(chǎn)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種金屬密封圈的充液成型方法及模具，利用液體介質(zhì)代替凸模進(jìn)行脹型，簡化了成型工序，提高了加工效率，成型零件表面質(zhì)量高。

2、本發(fā)明提供的一種金屬密封圈的充液成型模具，包括：

3、下墊板，其上開設(shè)有型孔；

4、模芯，包括芯座和芯柱，所述芯座固定設(shè)置于所述下墊板的頂部位于所述型孔的上方，所述芯柱固定設(shè)置于所述芯座的頂部，所述芯柱的頂端開設(shè)有模芯型腔，所述芯座的一側(cè)固定連接有溢流閥，所述模芯型腔的底部通過溢流通道連接至所述溢流閥；

5、下模，可分離的滑動(dòng)套設(shè)于所述芯柱的底部，所述下模的內(nèi)孔頂端開設(shè)有一圈下模槽，所述下模槽的頂端開設(shè)有一圈下型腔；所述模芯型腔內(nèi)靠近底部沿周向均布有若干連通至所述下型腔的擠壓通道；

6、退模組件，設(shè)置于所述型孔內(nèi)，其頂端貫通所述芯座伸至所述下模，用于擠壓所述下模使其向上移動(dòng)并完成退模；

7、上墊板，設(shè)置于所述模芯的上方，其底面對(duì)應(yīng)所述模芯型腔固定設(shè)置有模具沖頭；

8、上模，固定設(shè)置于所述上墊板的底面，位于所述模具沖頭的外周，所述上模的內(nèi)孔底端開設(shè)有一圈上模槽，所述上模槽的底端開設(shè)有一圈上型腔，所述上型腔與下型腔拼合形成密封圈型腔；

9、外模，套設(shè)于所述上模的外周，其頂端與所述上墊板相連。

10、進(jìn)一步的，所述金屬密封圈至少包括c型金屬密封圈、u型金屬密封圈和ω型金屬密封圈；所述密封圈型腔的斷面呈對(duì)應(yīng)的c型、u型或ω型。

11、進(jìn)一步的，所述下墊板的頂面位于所述型孔的外周開設(shè)有一圈定位槽；所述芯座的底部對(duì)應(yīng)所述定位槽設(shè)置有定位臺(tái)階；所述芯座通過螺釘與所述下墊板固定連接。

12、進(jìn)一步的，所述芯柱與下模之間設(shè)置有第一密封圈；所述下模槽內(nèi)靠近底端處設(shè)置有一圈第二密封圈；所述上模槽內(nèi)靠近頂端處設(shè)置有一圈第三密封圈；所述上模內(nèi)位于所述上模槽的上方設(shè)置有一圈第四密封圈；所述模具沖頭的側(cè)壁靠近底端處設(shè)置有一圈第五密封圈，所述模具沖頭的底端位于所述第五密封圈的下方沿周向均布有若干排氣槽。

13、進(jìn)一步的，所述退模組件包括頂板和頂桿，所述頂板設(shè)置于所述型孔內(nèi)，所述芯座上位于所述芯柱的外周均布有若干沉孔，所述沉孔內(nèi)均設(shè)置有所述頂桿，所述頂桿的底端與所述頂板螺紋連接，頂端固定設(shè)置有端帽。

14、進(jìn)一步的，所述上模內(nèi)開設(shè)有第一排氣通道和第二排氣通道；所述第一排氣通道的一端連通至所述上模的內(nèi)孔頂部，另一端連通至所述上模的外側(cè)壁頂部；所述第二排氣通道的一端連通至所述上模的底面，另一端連通至所述上模的外側(cè)壁頂部。

15、進(jìn)一步的，所述外模通過若干卸料螺釘與所述上墊板相連，使所述外?？缮舷乱苿?dòng)一段距離；所述外模的頂部與所述上墊板之間沿周向均布有若干支撐彈簧。

16、另，本發(fā)明還提供了一種采用上述的模具實(shí)現(xiàn)金屬密封圈充液成型的方法，包括如下步驟：

17、1)下料，切割得到圓形毛坯料，圓形毛坯料經(jīng)拋磨去除毛刺；

18、2)預(yù)拉深，對(duì)圓形毛坯料進(jìn)行拉深，使其形成一端開口的筒坯；

19、3)切割筒底，去除筒坯的筒底，使其形成兩端開口的管坯；

20、4)充液脹型；

21、將下墊板固定在液壓機(jī)下平臺(tái)上，上墊板固定在液壓機(jī)上平臺(tái)上；將管坯套在芯柱上，并使其下半部嵌入下模的下模槽內(nèi)；向模芯型腔內(nèi)注入液體介質(zhì)，調(diào)節(jié)溢流閥的泄壓壓力至預(yù)設(shè)值；

22、控制液壓機(jī)上平臺(tái)下壓，下模嵌入外模的底端，模具沖頭的底端嵌入模芯型腔；液壓機(jī)上平臺(tái)繼續(xù)下壓，模芯型腔內(nèi)的液體介質(zhì)的壓力逐漸增大，液體介質(zhì)的壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值后，多余的液體介質(zhì)經(jīng)溢流閥排出；上模下移的過程中，高壓液體介質(zhì)經(jīng)擠壓通道給管坯的內(nèi)部提供壓力，使管坯向上型腔和下型腔內(nèi)流動(dòng)，通過上模槽下壓管坯的頂端進(jìn)行補(bǔ)料，使管坯逐漸貼合上型腔和下型腔，直至上模與下模合模，上型腔與下型腔拼合并在管坯的外周形成密封圈型腔，管坯與密封圈型腔完全貼合；

23、控制液壓機(jī)上平臺(tái)上移帶動(dòng)上墊板抬起，再通過液壓機(jī)下平臺(tái)上的液壓缸上頂退模組件，完成脫模，得到帶有余料的金屬密封圈；

24、5)切割工藝余邊，將帶有余料的金屬密封圈的工藝余邊切除，得到金屬密封圈成品。

25、進(jìn)一步的，所述步驟1)中，采用高溫合金帶材通過激光切割得到圓形毛坯料；

26、所述步驟4)中，溢流閥泄壓壓力的預(yù)設(shè)值為7-9mpa；所述液體介質(zhì)為工業(yè)用水。

27、進(jìn)一步的，所述步驟3)中，采用激光切割或車加工，去除筒坯的筒底，并去除毛刺，得到無焊縫的管坯。

28、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的有益效果是：

29、(1)本發(fā)明通過預(yù)拉深筒坯，再使用充液成型模具，利用液體介質(zhì)代替凸模進(jìn)行脹型，實(shí)現(xiàn)金屬密封圈的脹型成型，簡化了加工工序，有效提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；

30、(2)本技術(shù)利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，使用本技術(shù)的充液成型模具可不依靠專用充液成型機(jī)，使用普通液壓機(jī)即可加工，避免了購置價(jià)格高昂的專用設(shè)備，降低了設(shè)備的使用成本；可在液壓機(jī)上同時(shí)安裝多套模具，一次性加工多件零件，從而大幅度降低生產(chǎn)成本，利于實(shí)現(xiàn)此類零件的批量生產(chǎn)；

31、(3)在金屬密封圈的成型過程中，本技術(shù)的模具通過上模擠壓管坯端面補(bǔ)料，同時(shí)配合模具沖頭擠壓模芯型腔內(nèi)的液體介質(zhì)，液體介質(zhì)體積變小產(chǎn)生壓強(qiáng)形成液體凸模，擠壓管坯塑性變形并脹型貼合上模腔和下模腔；同時(shí)，隨著模具沖頭擠壓模芯型腔使得液體介質(zhì)壓力升高，液體介質(zhì)壓力到達(dá)預(yù)設(shè)值后，經(jīng)溢流通道頂開溢流閥的內(nèi)部閥芯完成泄壓，保證模芯型腔內(nèi)液體介質(zhì)的壓力恒定，確保了零件的成型質(zhì)量。本技術(shù)的模具結(jié)構(gòu)簡單，僅需要一套常規(guī)的拉深模具和一套本技術(shù)的充液成型模具，便可完成金屬密封圈的成型，模具開發(fā)成本相比傳統(tǒng)成型工藝大幅度降低，且操作簡便，生產(chǎn)加工效率高。

32、應(yīng)當(dāng)理解，
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
部分中所描述的內(nèi)容并非旨在限定本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，亦非用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的描述變得容易理解。