CN105081078A - C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法，该方法利用数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备制备毛坯，采用预成型冲压模具、组合式冲压模具分别对毛坯进行预压整形、预冲压成型及最终冲压成型，保证了成型后金属橡胶构件尺寸和性能的一致性，解决了复杂构型金属橡胶构件制备的技术难题。通过改变金属丝的材料及直径、螺旋卷的簧径及螺距、构件的密度等参数，可以制备具有不同刚度和阻尼性能的金属橡胶构件，以满足不同工况的需求。

Description

C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法

技术领域

本发明涉及一种金属橡胶构件的制备工艺方法，具体地说是一种用于管路卡箍的C形翻边金属橡胶构件的制备工艺方法。

背景技术

随着我国经济建设的飞速发展，工业管路在各行各业得到了大量的应用。由于性能参数的提高，主辅设备机械振动的传递，各管路内工质运行工况大幅变化及布置方式的改变，使部分管路产生了较严重的振动现象。管路振动对于安全生产造成了很大的威胁，强烈的管路振动会使管路附件特别是管路的连接部件发生松动，轻则引起泄漏，重则由破裂引起爆炸，造成严重事故，另外，管路振动还会产生噪音污染，损害工作人员的身体健康。目前，采用带有弹性衬垫的卡箍对管路进行支承，是抑制管路振动保证安全生产的最为有效的措施之一。

由于工业管路的工作环境一般都比较恶劣，这就要求用于管路卡箍的弹性衬垫既要能在较宽的频带范围内提供较大的阻尼，又要具有耐高/低温、耐腐蚀、使用寿命长、易维护等特性。金属橡胶是一种新型弹性阻尼材料，原材料为金属丝，其内部是金属丝相互交错勾连形成空间网状结构，既具有橡胶般的高弹性、大阻尼特性，又具有所选金属的固有特性，与普通橡胶相比，具有在真空中不挥发、不惧怕辐射环境、耐高/低温、耐腐蚀、疲劳老化寿命长等优点。用安装有金属橡胶构件的弹性卡箍对管路进行支承，可以耗散振动能量，减少或削弱振动的传播，提高管路的环境适应性和工作可靠性。

C形翻边金属橡胶构件常作为弹性衬垫用于航空发动机管路卡箍中，以满足航空发动机管路支承的需要。由于C形翻边金属橡胶构件结构比较复杂，成型难度较大，如果采用现有的金属橡胶制备工艺方法则难以制备成型，且尺寸及性能一致性差，废品率高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种C形翻边金属橡胶构件的制备工艺方法，以解决复杂构型金属橡胶构件制备的技术难题。

为解决上述技术问题，本发明提出的C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法是这样实现的：

第一步，选取金属丝，采用专用绕丝机将其绕制成密匝螺旋卷；

根据所制备金属橡胶构件的技术指标要求，选择金属丝的材料和直径，在专用绕丝机(参见实用新型专利“绕丝机”，专利号为ZL201320258105.8，公开日为2013年12月25日)上将金属丝绕制成密匝螺旋卷。

第二步，利用数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备制备毛坯；

数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备参见本申请人提交的名称为“数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备”的专利申请(申请号：201318001946.6)。操作数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备，对密匝金属丝螺旋卷进行定螺距拉伸，并按照设定的轨迹将定螺距拉伸后的螺旋卷缠绕到芯轴上制成毛坯，所述芯轴的直径取决于金属橡胶构件的尺寸及密度，制备完成后，将毛坯从芯轴上取下。

第三步，采用预成型冲压模具对毛坯进行预压整形和预冲压成型；

所述预成型冲压模具由垫块、外套、压块组成，所述外套为中心带有方孔的长方体，所述压块的顶部为U形凸起结构，底部为平面，所述垫块及所述压块的外表面均与所述外套内表面间隙配合。在液压机上通过控制液压机冲头行程分别对金属橡胶毛坯进行预压整形和预冲压成型，进行预压整形时，所述压块底部平面与毛坯顶面接触，进行预冲压成型时，所述压块顶部凸起与毛坯顶面接触，在毛坯顶面压制出U形凹槽。

第四步，将预冲压成型后的毛坯放入组合式冲压模具中进行最终冲压成型；

所述组合式冲压模具由卡箍套、卡箍、中心轴、矩形平键、压套组成。所述中心轴为实心圆柱轴，其外圆柱面上沿轴向加工有矩形键槽，所述矩形平键与所述中心轴长度相同，安装在所述中心轴的矩形键槽内，所述卡箍由沿轴向对称的左右两半组成，外表面为带有锥度的圆柱面，内表面加工有台阶孔和矩形键槽，所述压套为中空圆柱形，共有两个，其内、外圆柱面之间沿轴向加工有矩形键槽，所述卡箍套为带有锥形内孔的圆柱，其内孔锥度与所述卡箍外圆柱面的锥度相同。进行最终冲压成型时，将预冲压成型后的毛坯放入所述组合式冲压模具中，在液压机上通过控制液压机冲头行程对毛坯进行冲压成型，保证成型后金属橡胶构件的形状及尺寸达到要求。

第五步，对成型后的金属橡胶构件进行修整和清洗，去除表面的毛刺和污物。

本发明的C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法，利用数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备制备毛坯，保证了毛坯的组织均匀性和一致性；采用预成型冲压模具、组合式冲压模具分别对毛坯进行预压整形、预冲压成型及最终冲压成型，保证了成型后金属橡胶构件尺寸和性能的一致性，解决了复杂构型金属橡胶构件制备的技术难题。所制备的C形翻边金属橡胶构件尺寸及性能一致性好，减振缓冲性能显著，且环境适应性好，性能稳定，使用寿命长，可有效地抑制管路的振动。通过改变金属丝的材料及直径、螺旋卷的簧径及螺距、构件的密度等参数，可以制备具有不同刚度和阻尼性能的金属橡胶构件，以满足不同工况的需求。

附图说明

图1是C形翻边金属橡胶构件结构示意图；

图2是金属橡胶毛坯预压整形示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是金属橡胶毛坯预冲压成型示意图；

图5是金属橡胶毛坯冲压成型示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是卡箍结构示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是压套结构示意图；

图10是图9的A-A剖视图。

图中各标号清单为：1、垫块；2、外套；3、金属橡胶毛坯；4、压块；5、卡箍套；6、卡箍；7、中心轴；8、矩形平键；9、压套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法包括以下步骤：

第一步，选取金属丝，采用专用绕丝机将其绕制成密匝螺旋卷；

根据所制备金属橡胶构件的技术指标要求，选择金属丝的材料和直径，直径范围为0.10～0.30mm，在专用绕丝机(参见实用新型专利“绕丝机”，专利号为ZL201320258105.8，公开日为2013年12月25日)上将金属丝绕制成密匝螺旋卷，螺旋卷直径控制为金属丝直径的5～15倍，以保证成型后金属橡胶构件内部螺旋卷线匝之间勾连良好。

第二步，利用数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备制备毛坯；

数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备参见本申请人提交的名称为“数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备”的专利申请(申请号：201318001946.6)。操作数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备，对密匝金属丝螺旋卷进行定螺距拉伸，拉伸后的螺距等于螺旋卷的直径，以保证成型后金属橡胶构件的尺寸稳定性，然后按照设定的轨迹将定螺距拉伸后的螺旋卷缠绕到芯轴上制成毛坯，芯轴的直径取决于金属橡胶构件的尺寸及密度，制备完成后，将毛坯从芯轴上取下。

第三步，采用预成型冲压模具对毛坯进行预压整形和预冲压成型；

(1)进行预压整形前，首先将毛坯平放在工作平台上，用橡皮锤在毛坯正反两面分别轻轻锤击3～5下，使毛坯表面平整且内部螺旋卷线匝之间相互咬合勾连，以便于放入预成型冲压模具中；

(2)如图2、图3、图4所示，预成型冲压模具由垫块1、外套2、压块4组成，外套2为中心带有方孔的长方体，压块4的顶部为U形凸起结构，底部为平面，垫块1和压块4的外表面均与外套2内表面间隙配合，间隙要小于金属丝的直径，避免压制过程中金属橡胶毛坯3的金属丝卡在间隙中；

(3)如图2所示，对毛坯3进行预压整形时，首先将预成型冲压模具放置于液压机工作台面上，将金属橡胶毛坯3放入外套2的内腔，压块4的底部平面与毛坯3顶面接触，通过控制液压机冲头行程控制压块4作用在毛坯3上的压力，使毛坯3内部金属丝螺旋卷线匝之间勾连良好；

(4)对毛坯3进行预压整形后升起液压机冲头，如图4所示，取出压块4，调转压块4的方向，使压块4的顶部凸起与毛坯3顶面接触，控制液压机冲头行程对毛坯3进行预冲压成型，在毛坯3顶面压制出U形凹槽。

第四步，将预冲压成型后的毛坯放入组合式冲压模具中进行最终冲压成型；

(1)如图5、图6所示，组合式冲压模具由卡箍套5、卡箍6、中心轴7、矩形平键8、压套9组成。中心轴7为实心圆柱轴，其外圆柱面上沿轴向加工有矩形键槽，矩形平键8与所述中心轴7长度相同，安装在中心轴7的矩形键槽内，如图7、图8所示，卡箍6由沿轴向对称的左右两半组成，外表面为带有锥度的圆柱面，内表面加工有台阶孔，两端为大圆柱孔，中间为小圆柱孔，并保证两端大圆柱孔的同轴度，其内表面沿轴向还加工有矩形键槽，如图9、图10所示，压套9为中空圆柱形，共有两个，其外圆柱面与卡箍6的大圆柱孔间隙配合，内圆柱面与中心轴7的外圆柱面间隙配合，间隙要小于金属丝的直径，避免压制过程中金属橡胶毛坯3的金属丝卡在间隙中，压套9内、外圆柱面之间沿轴向还加工有矩形键槽，卡箍套5为带有锥形内孔的圆柱，其内孔锥度与卡箍6外圆柱面的锥度相同；

(2)将毛坯3从预成型冲压模具中取出，如图5、图6所示，首先将矩形平键8插入中心轴7的键槽内，然后将毛坯3卷绕到中心轴7的中部，其外部用卡箍6卡紧后套入卡箍套5，最后将两个压套9对称安装在中心轴7上下两端并压紧毛坯3，需要注意的是，卡箍6及压套9的键槽均与矩形平键8对正安装；

(3)对毛坯3进行最终冲压成型时，将组合式冲压模具放置于液压机工作台面上，通过控制液压机冲头行程控制压套9作用在毛坯3上的压力，保证成型后金属橡胶构件的形状及尺寸达到要求，冲压成型后的金属橡胶构件如图1所示。

第五步，对成型后的金属橡胶构件进行修整和清洗，去除表面的毛刺和污物。

Claims (4)

1.一种C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法，其特征在于是按以下步骤实现的：

第一步，选取金属丝，采用专用绕丝机将其绕制成密匝螺旋卷；

第二步，利用数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备制备毛坯；

第三步，采用预成型冲压模具对毛坯进行预压整形和预冲压成型；

第四步，将预冲压成型后的毛坯放入组合式冲压模具内进行最终冲压成型；

第五步，对成型后的金属橡胶构件进行修整和清洗，去除表面的毛刺和污物。

2.根据权利要求1所述的C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法，其特征在于，所述预成型冲压模具由垫块(1)、外套(2)、压块(4)组成，外套(2)为中心带有方孔的长方体，压块(4)的顶部为U形凸起结构，底部为平面，垫块(1)、压块(4)的外表面均与外套(2)内表面间隙配合，间隙要小于金属丝的直径，避免压制过程中毛坯(3)的金属丝卡在间隙中。

3.根据权利要求1或2所述的C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法，其特征在于，对毛坯进行预压整形时，所述压块(4)底部平面与毛坯顶面接触，对毛坯进行预冲压成型时，所述压块(4)顶部凸起与毛坯顶面接触，在毛坯顶面压制出U形凹槽。

4.根据权利要求1所述的C形翻边金属橡胶构件制备工艺方法，其特征在于，所述组合式冲压模具由卡箍套(5)、卡箍(6)、中心轴(7)、矩形平键(8)、压套(9)组成，所述中心轴(7)为实心圆柱轴，其外圆柱面上沿轴向加工有矩形键槽，所述矩形平键(8)与所述中心轴(7)长度相同，安装在所述中心轴(7)的矩形键槽内，所述卡箍(6)由沿轴向对称的左右两半组成，外表面为带有锥度的圆柱面，内表面加工有台阶孔，两端为大圆柱孔，中间为小圆柱孔，并保证两端大圆柱孔的同轴度，所述卡箍(6)内表面沿轴向还加工有矩形键槽，所述压套(9)为中空圆柱形，共有两个，其外圆柱面与所述卡箍(6)的大圆柱孔间隙配合，内圆柱面与所述中心轴(7)的外圆柱面间隙配合，间隙要小于金属丝的直径，避免压制过程中毛坯的金属丝卡在间隙中，所述压套(9)内、外表面之间沿轴向还加工有矩形键槽，所述卡箍套5为带有锥形内孔的圆柱，内孔锥度与所述卡箍6外圆柱面的锥度相同。