CN112845783B - 一种w型金属封严环的旋压成形方法与旋压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种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。本发明可得到平整、完整、旋压均匀的W型金属封严环；本发明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。

Description

一种W型金属封严环的旋压成形方法与旋压装置

技术领域

本发明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。

背景技术

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的发明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。

发明内容

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，本发明提供如下技术方案：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。

本发明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。

本发明还要求保护一种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。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明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；本发明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.本发明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.本发明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，本发明制备环形胚料的方法考虑充分、设计巧妙。

4.本发明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二侧面朝向环形胚料的轴心进给，即可形成W型金属封严环。本发明的两端面旋压装置装配简单、拆卸方便，可得到旋压均匀的W型金属封严环。

5.本发明通过左模芯、右模芯、第一压板、第二压板对环形胚料进行水平进给，再通过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，可得到旋压均匀的腰部沟槽部，本发明的腰部沟槽旋压装置装配简单、拆卸方便。

6.本发明采用分瓣式的第二模芯，在装配过程中，先装配部分分瓣式模芯，配合导轨将腰部沟槽部嵌入分瓣式模芯的型腔内，然后再配合导轨装配其余分瓣式模芯，使腰部沟槽部完全嵌入第二模芯的型腔内，实现对带有腰部沟槽部的环形胚料的定位。

附图说明

图1为W型金属封严环的两端面旋压的结构示意图；

图2为W型金属封严环的腰部沟槽的结构示意图；

图3为W型金属封严环的轴向截面的结构示意图；

图4为板料的结构示意图；

图5为卷圆后板料的结构示意图；

图6为开口式板料的结构示意图；

图7为卷圆后开口式板料的结构示意图；

图8为腰部沟槽旋压后环形胚料展开的结构示意图；

图9为两端面旋压后环形胚料的结构示意图；

图10为支撑环的结构示意图；

图11为分瓣式第二模芯在导轨上滑动的结构示意图；

附图标记说明：

环形胚料1、腰部沟槽部11、第一弯折部111、第一弯折部112、第二模芯2、支撑环3、板料4、第一模芯5、左模芯51、右模芯52、W型金属封严环的轴向截面轮廓6、模芯A21、模芯B22、模芯C23、模芯D24、第一压板61、第二压板62、第一旋轮71、第二旋轮72、第三旋轮73、第二旋转轴81、腰部沟槽旋压装置9、第一旋转轴91、两端面旋压装置10、支撑板101、支撑板本体102、复位弹簧103、限位部104、导轨105、台阶板106、导轨E1051、导轨F1052。

具体实施方式

实施例1

如图1、2、8、9、10所示，本发明提供一种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1高度，制备具有高度的环形胚料1；

S200.沿步骤S100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，腰部沟槽部11朝向环状胚料1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，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。

在本发明中，W型金属封严环的旋压成形方法如下：

第一步，计算环形胚料1的高度；我们可根据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，从而制备具有这个高度值的环形胚料1；

第二步，对环形胚料1进行旋压处理，旋压出腰部沟槽部11；沿着制备好的的环形胚料1的径向中心进行旋压加工出环状的腰部沟槽部11，得到的腰部沟槽部11朝向环状胚料1轴心所在的方向凹陷；

第三步，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。

本发明方法是将腰部沟槽部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；接着，沿着环形胚料1中位于腰部沟槽部11两侧的部分进行旋压，从而得到W型金属封严环。

本发明主要是通过对环形胚料1的径向中心旋压加工出环状的腰部沟槽部11，再对环形胚料1中位于腰部沟槽部11两侧的部分进行旋压加工的方法，可得到平整、完整、旋压均匀的W型金属封严环；本发明在环形坯料1的腰部沟槽部11中塞入支撑环3，来增加第二模芯2边缘的强度，有效解决了环形胚料1难定位的技术问题。

如图3所示，本实施例中，步骤S100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。

本发明中环形胚料1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1高度值。

如图4、5、6、7所示，本实施例中，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。

在实施例中，制备环形胚料1的方法有两种，一种是将板料4卷圆，并对卷圆后的板料4端部进行焊接；另外一种是将板料4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。

在本实施例中，本发明制备环形胚料1的方法有不止一种，可得到有缝或无缝的环形胚料1，本发明制备环形胚料1的方法考虑充分、设计巧妙。

如图2、8所示，本实施例中，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，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，左模芯51和右模芯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。

在实施例中，对环形胚料1进行旋压，形成腰部沟槽部11的方法如下：

调整左模芯51和右模芯52之间的间距，此间距的长度与腰部沟槽部11展开后的长度相等，将环形胚料1套装在左模芯51和右模芯52的顶部，然后通过第一压板61压紧套接在左模芯51上的环形胚料1部分，第二压板62压紧套接在右模芯52上的环形胚料1部分，可将环形胚料1挤压在左模芯51和右模芯52的顶部；当第一模芯5旋转，使第一旋轮71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，与此同时，第一压板61和第二压板62均为倒“L”状，通过第一压板61和第二压板62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；对环形胚料1进行旋压，形成腰部沟槽部11。

本发明通过左模芯51、右模芯52第一压板61第二压板62对环形胚料1进行水平进给，再通过第一旋轮71沿垂直于环形胚料11外表面的方向朝向环形胚料1的轴心进给，可旋压出环形胚料1的腰部沟槽部11，本发明的腰部沟槽旋压装置9装配简单、拆卸方便，可得到旋压均匀的腰部沟槽部11。

如图1、9、11所示，在本实施例中，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套接的部位为圆锥形；

S302.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；

S303.使第二旋转轴81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2，使第二模芯2和支撑环3夹紧环形胚料1；

S304.通过第二旋转轴81带动第二模芯2转动；同时，使第二旋轮72沿第二模芯2外轮廓的第一侧面朝向环形胚料1的轴心进给，对位于腰部沟槽部11一侧的第一弯折部111进行旋压，使第三旋轮73沿第二模芯2外轮廓的第二侧面朝向环形胚料1的轴心进给，对位于腰部沟槽部11另一侧的第二弯折部112进行旋压，形成W型金属封严环，其中第一弯折部111与第二弯折部112沿环形胚料1径向中心平面对称。

在实施例中，第二模芯2设计成分瓣式，包括模芯A21、模芯B22、模芯C23、模芯D24，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如下：

将腰部沟槽部11嵌入第二模芯2的型腔内，要求腰部沟槽部11一侧的第一弯折部111与腰部沟槽部11另一侧的第二弯折部112沿环形胚料1径向中心平面对称，接着向腰部沟槽部11的内部填充支撑环3；

在本实施例中，所述模芯A21和模芯C23的两侧边分别为直边，模芯A21、模芯B22、模芯C23和模芯D24装配后为圆环状；将腰部沟槽部11嵌入第二模芯2的型腔内的过程包括：首先分别将模芯B22和模芯D24装配至第二旋转轴81的圆锥部，此时模芯B22和模芯D24的外轮廓小于腰部沟槽部11的内轮廓，将加工有腰部沟槽部11的环形胚料1套在模芯B22和模芯D24的外侧，使腰部沟槽部11与模芯B22和模芯D24的型腔对齐；然后移动模芯B22和模芯使腰部沟槽部11分别嵌入模芯B22和模芯D24的型腔内；再将模芯A21和模芯C23装配置至第二旋转轴81的圆锥部，移动模芯A21和模芯C23使腰部沟槽部11分别嵌入模芯A21和模芯C23的型腔内；最后使第二旋转轴81朝向圆锥部的尖端所在的方向移动，分别顶紧模芯A21、模芯B22、模芯C23和模芯D24。

由于分瓣式的第二模芯2的套装在第二旋转轴81上；可使第二旋转轴81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2，此时，第二模芯2和支撑环3夹紧环形胚料1；

第二旋转轴81同时带动第二模芯2转动，同时，第二旋轮72沿第二模芯2外轮廓的第一侧面朝向环形胚料1的轴心进给，对位于腰部沟槽部11一侧的第一弯折部111进行旋压；同时，第三旋轮73沿第二模芯2外轮廓的第二侧面朝向环形胚料1的轴心进给，对位于腰部沟槽部11另一侧的第二弯折部112进行旋压，形成W型金属封严环。

本发明通过第二旋转轴81带动第二模芯2转动；同时，第二旋轮72沿第二模芯2外轮廓的第一侧面、第三旋轮73沿第二模芯2外轮廓的第二侧面朝向环形胚料1的轴心进给，即可形成W型金属封严环。

实施例2

如图1、2所示，本发明还要求保护一种W型金属封严环的旋压装置，包括用于在环形胚料1中加工腰部沟槽部11的腰部沟槽旋压装置9和两端面旋压装置10；

两端面旋压装置10包括

第二旋转轴81，第二旋转轴81包括呈圆锥形的圆锥部；

第二模芯2，第二模芯2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81的圆锥部传动连接；分瓣式模芯包括与腰部沟槽部11的形状相适配的型腔、与W型金属封严环的第一弯折部111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112形状相适配的第二侧面；

第二旋轮72，第二旋轮72在旋压过程中始终与第一弯折部111的外表面接触，并能够朝向第二旋转轴81的轴心进给；

第三旋轮73，第三旋轮73在旋压过程中始终与第二弯折部112的外表面接触，并能够朝向第二旋转轴81的轴心进给。

在本发明中，将分瓣式的第二模芯2套装在第二旋转轴81上；将腰部沟槽部11嵌入第二模芯2的型腔内，要求腰部沟槽部11一侧的第一弯折部111与腰部沟槽部11另一侧的第二弯折部112沿环形胚料1径向中心平面对称，接着向腰部沟槽部11的内部填充支撑环3；

使第二旋转轴81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2，此时，第二模芯2和支撑环3夹紧环形胚料1；

第二旋转轴81同时带动第二模芯2转动，同时，第二旋轮72沿第二模芯2外轮廓的第一侧面朝向环形胚料1的轴心进给，对位于腰部沟槽部11一侧的第一弯折部111进行旋压；同时，第三旋轮73沿第二模芯2外轮廓的第二侧面朝向环形胚料1的轴心进给，对位于腰部沟槽部11另一侧的第二弯折部112进行旋压，形成W型金属封严环。

本发明通过第二旋转轴81带动第二模芯2转动；同时，第二旋轮72沿第二模芯2外轮廓的第一侧面、第三旋轮73沿第二模芯2外轮廓的第二侧面朝向环形胚料1的轴心进给，即可形成W型金属封严环。本发明的两端面旋压装置10装配简单、拆卸方便，可得到旋压均匀的W型金属封严环。

如图1、11所示，在本实施例中，两端面旋压装置10还包括支撑板101，支撑板101包括套接在第二旋转轴81上的支撑板本体102和沿支撑板本体102的侧面圆周布置的限位部104，各个分瓣式模芯分别通过导轨105与支撑板101可滑动地连接，并且各个模芯分别通过复位弹簧103与限位部104连接。

在本实施例中，所述第二旋转轴81上加工有台阶板106，所述台阶板106通过螺栓与支撑板101固定连接，从而带动台阶板106转动。

在本实施例中，导轨105包括分别设置在支撑板101上的导轨E与导轨F，所述导轨E和导轨F互相垂直；第二模芯2包括模芯A21、模芯B22、模芯C23和模芯D24；所述模芯A21和模芯C23的两侧边分别为直边，模芯A21、模芯B22、模芯C23和模芯D24装配后为圆环状。模芯A21、模芯C23可在导轨F上滑动，模芯B22、模芯D24可在导轨E上滑动；当分瓣式模芯在导轨105上滑动时，限位部104可防止分瓣式模芯在导轨105上滑出，复位弹簧103可实现装置的复位，本发明提高了设备的安全性，保证了设备正常工作。

在本实施例中，在装配环形胚料1和第二模芯时，先分别将模芯B22和模芯D24装配至导轨E上，此时模芯B22和模芯D24向导轨E的中间靠拢，将加工有腰部沟槽部11的环形胚料11套在模芯B22和模芯D24的外侧，使腰部沟槽部11与模芯B22和模芯D24的型腔对齐；然后使模芯B22和模芯D24沿导轨E移动，使得腰部沟槽部分别嵌入模芯B22和模芯D24的型腔，再将模芯A21和模芯C23装配置导轨E上，然后使模芯A21和模芯C23沿导轨E移动使腰部沟槽部11分别嵌入模芯A21和模芯C23的型腔内；最后将支撑板101安装至第二旋转轴81上，使模芯A21、模芯B22、模芯C23和模芯D24分别与第二旋转轴81的圆锥部传动连接，推动第二旋转轴81朝圆锥部的尖端移动，分别对模芯A21、模芯B22、模芯C23和模芯D24顶紧。当加工完成后，先拆卸第二旋转轴81，然后拆卸模芯A21和模芯C23，最后拆卸模芯B22和模芯D24。

如图2所示，在本实施例中，腰部沟槽旋压装置9包括

第一旋转轴91；

第一模芯5，第一模芯5包括分别与第一旋转轴91传动连接的左模芯51和右模芯52，左模芯51和右模芯52能够分别沿第一旋转轴91的轴线方向移动，在旋压加工前左模芯51和右模芯52之间预留有间距；

第一压板61，第一压板61将环形胚料1压紧在左模芯51上；

第二压板62，第二压板62将环形胚料1压紧在右模芯52上；

第一旋轮71，第一旋轮71垂直于第一旋转轴91的轴心，且位于左模芯51和右模芯52的对称中心所在的平面上，第一旋轮71在旋压过程中能够向第一旋转轴91的轴心进给。

如图2所示，在本实施例中，在旋压加工前左模芯51和右模芯52之间预留的间距与腰部沟槽部11展开后的长度相等。

在实施例中，调整左模芯51和右模芯52之间的间距，此间距的长度与腰部沟槽部11展开后的长度相等，将环形胚料1套装在左模芯51和右模芯52的顶部，然后通过第一压板61压紧套接在左模芯51上的环形胚料11部分，第二压板62压紧套接在右模芯52上的环形胚料1部分，可将环形胚料1挤压在左模芯51和右模芯52的顶部；当第一模芯55旋转，使第一旋轮71沿垂直于环形胚料11外表面的方向朝向环形胚料11的轴心进给，对环形胚料11进行旋压，与此同时，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；对环形胚料1进行旋压，形成腰部沟槽部11。

本发明通过左模芯51、右模芯52第一压板61第二压板62对环形胚料1进行水平进给，再通过第一旋轮71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，可得到旋压均匀的腰部沟槽部11，本发明的腰部沟槽旋压装置9装配简单、拆卸方便。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

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S100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.利用两端面旋压装置(10)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；

所述两端面旋压装置(10)包括：

支撑环(3)；

第二旋转轴(81)，所述第二旋转轴(81)包括呈圆锥形的圆锥部；

第二模芯(2)，所述第二模芯(2)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(81)的圆锥部传动连接；所述分瓣式模芯包括与腰部沟槽部(11)的形状相适配的型腔、与W型金属封严环的第一弯折部(111)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(112)形状相适配的第二侧面；

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，利用腰部沟槽旋压装置(9)对环形胚料(1)加工；

所述腰部沟槽旋压装置(9)包括：

第一旋转轴(91)；

第一模芯(5)，所述第一模芯(5)包括分别与第一旋转轴(91)传动连接的左模芯(51)和右模芯(52)，所述左模芯(51)和所述右模芯(52)能够分别沿第一旋转轴(91)的轴线方向移动，在旋压加工前所述左模芯(51)和右模芯(52)之间预留有间距；

第一压板(61)，所述第一压板(61)将环形胚料(1)压紧在左模芯(51)上；

第二压板(62)，所述第二压板(62)将环形胚料(1)压紧在右模芯(52)上；

第一旋轮(71)，所述第一旋轮(71)垂直于第一旋转轴(91)的轴心，且位于左模芯(51)和右模芯(52)的对称中心所在的平面上，所述第一旋轮(71)在旋压过程中能够向第一旋转轴(91)的轴心进给；

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)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：所述两端面旋压装置(10)还包括：

第二旋轮(72)，所述第二旋轮(72)在旋压过程中始终与第一弯折部(111)的外表面接触，并能够朝向第二旋转轴(81)的轴心进给；

第三旋轮(73)，所述第三旋轮(73)在旋压过程中始终与第二弯折部(112)的外表面接触，并能够朝向第二旋转轴(81)的轴心进给；

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)套接的部位为圆锥形；

S302.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)；

S303.使第二旋转轴(81)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(2)，使第二模芯(2)和支撑环(3)夹紧环形胚料(1)；

S304.通过第二旋转轴(81)带动第二模芯(2)转动；同时，使第二旋轮(72)沿第二模芯(2)外轮廓的第一侧面朝向环形胚料(1)的轴心进给，对位于腰部沟槽部(11)一侧的第一弯折部(111)进行旋压，使第三旋轮(73)沿第二模芯(2)外轮廓的第二侧面朝向环形胚料(1)的轴心进给，对位于腰部沟槽部(11)另一侧的第二弯折部(112)进行旋压，形成W型金属封严环，其中第一弯折部(111)与第二弯折部(112)沿环形胚料(1)径向中心平面对称。

7.一种W型金属封严环的旋压装置，其特征在于：包括用于在环形胚料(1)中加工腰部沟槽部(11)的腰部沟槽旋压装置(9)和两端面旋压装置(10)；

所述两端面旋压装置(10)包括：

支撑环(3)；

第二旋转轴(81)，所述第二旋转轴(81)包括呈圆锥形的圆锥部；

第二模芯(2)，所述第二模芯(2)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(81)的圆锥部传动连接；所述分瓣式模芯包括与腰部沟槽部(11)的形状相适配的型腔、与W型金属封严环的第一弯折部(111)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(112)形状相适配的第二侧面；所述腰部沟槽部(11)嵌入第二模芯(2)的型腔内；所述支撑环(3)填充至腰部沟槽部(11)内，与第二模芯(2)配合夹紧环形胚料(1)；

第二旋轮(72)，所述第二旋轮(72)在旋压过程中始终与第一弯折部(111)的外表面接触，并能够朝向第二旋转轴(81)的轴心进给；

第三旋轮(73)，所述第三旋轮(73)在旋压过程中始终与第二弯折部(112)的外表面接触，并能够朝向第二旋转轴(81)的轴心进给。

8.根据权利要求7所述的一种W型金属封严环的旋压装置，其特征在于：所述两端面旋压装置(10)还包括支撑板(101)，所述支撑板包括套接在第二旋转轴(81)上的支撑板本体(102)和沿支撑板本体(102)的侧面圆周布置的限位部(104)，各个所述分瓣式模芯分别通过导轨(105)与支撑板可滑动地连接，并且各个模芯分别通过复位弹簧(103)与限位部(104)连接。

9.根据权利要求7所述的一种W型金属封严环的旋压装置，其特征在于：所述腰部沟槽旋压装置(9)包括

第一旋转轴(91)；

第一模芯(5)，所述第一模芯(5)包括分别与第一旋转轴(91)传动连接的左模芯(51)和右模芯(52)，所述左模芯(51)和所述右模芯(52)能够分别沿第一旋转轴(91)的轴线方向移动，在旋压加工前所述左模芯(51)和右模芯(52)之间预留有间距；

第一压板(61)，所述第一压板(61)将环形胚料(1)压紧在左模芯(51)上；

第二压板(62)，所述第二压板(62)将环形胚料(1)压紧在右模芯(52)上；

第一旋轮(71)，所述第一旋轮(71)垂直于第一旋转轴(91)的轴心，且位于左模芯(51)和右模芯(52)的对称中心所在的平面上，所述第一旋轮(71)在旋压过程中能够向第一旋转轴(91)的轴心进给。

10.根据权利要求9所述的一种W型金属封严环的旋压装置，其特征在于：所述在旋压加工前所述左模芯(51)和右模芯(52)之间预留的间距与腰部沟槽部(11)展开后的长度相等。

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