单片闭式波形弹簧加工工艺研究

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1、第43卷第4期火箭推进Vol.43,№.42017年8月JOURNALOFROCKETPROPULSIONAug.2017单片闭式波形弹簧加工工艺研究牛晋波，常涛，李智军，梁伟（西安航天动力研究所,陕西西安710100）摘要：基于有限元ABAQUS软件平台对单片闭式波形弹簧进行了弯曲回弹数值仿真模拟与分析，研究了单片闭式波形弹簧母材厚度与冲压力和圆角处的回弹量与摩擦系数之间的关系，得出了冲压模具设计规范和波形弹簧加工工艺规范，采用该工艺规范制造的单片闭式波形弹簧已经用于无人机发动机之中，该发动机已通过地面试车考

2、核，由此表明：单片闭式波形弹簧加工工艺是合理、正确和有效的。关键词：波形弹簧；冲压成型；加工工艺；仿真分析中图分类号：V261-34文献标识码：A文章编号：1672-9374(2017)04-0070-06Studyonmachiningtechnologyofsingle-piececlosedwave-shapespringNIUJinbo,CHANGTao,LIZhijun,LIANGWei（Xi’anAerospacePropulsionInstitute,Xi’an710100,China）Based

3、onthefiniteelementABAQUSsoftwareplatform,thenumericalsimulationandanalysisofthesingle-piececlosedwave-shapespringarecarriedout.Therelationshipamongthicknessofspringmaterial,punchingforce,frictioncoefficientandspringbackvalueatcircularanglearestudied.Thedesig

4、nspecificationsofstampingdieandprocessingtechnicspecificationsofwave-shapespringwereobtained.Thesingle-piececlosedwave-shapespringmanufacturedwiththesespecificationshasbeenusedinakindofUAVengine.Theenginehasbeenpassedthegroundtest.Thisshowsthattheprocessingt

5、echnologyofthesingle-piececlosedwave-shapespringisreasonable,correctandeffective.wave-shapespring;stampingforming;processingtechnic;simulatedanalysis天、石油化工等领域。单片闭式波形弹簧为封0引言闭结构，无开口，圈数为1，沿圆周方向有若干波形弹簧是一种弹性元件，具有安装空间均布波形，常用于机械密封中，为石墨静环组件小，弹力调控性好等优点，广泛应用于航空航提供轴向静态

6、预紧力，机械密封工作时，为石墨收稿日期：2016-12-11；修回日期：2017-06-21作者简介：牛晋波（1990—），男，硕士，研究领域为金属密封工艺第43卷第4期牛晋波，等：单片闭式波形弹簧加工工艺研究71静环组件提供弹力补偿和缓冲作用，保证机械密1波形弹簧设计技术要求封端面比压稳定，同时克服辅助密封、传动件的摩擦、动环的惯性作用，从而保证密封端面摩擦单片闭式波形弹簧结构如图1所示，单片闭副能够处于良好的贴合状态、动环能够处于良好式波形弹簧材料为高温合金GH4169带材，材料的动态追随状态，以确保密封有

7、效；波形弹簧的状态为固溶态，该材料具有良好的机械加工性能刚度值要求处于一定的范围之内，若波形弹簧的和长期的组织稳定性，20℃时抗拉强度和延伸率刚度值太小，则支反力较小，密封比压亦较小，较高，即常温塑性较好，适合用于冲压力较大情在机械密封中起不到有效密封的作用，若波形弹况下的弯曲成型，而不会因为材料发生较大塑性簧的刚度值太大，则支反力较大，由此增大了机变形造成材料使用性能发生较大变化，其力学性械密封静环组件石墨环的磨损量，减少了机械密能见表1。单片闭式波形弹簧设计技术和一般性封的工作寿命。单片闭式波形弹簧通常采用

8、模具能参数范围见表2，本文研究的单片闭式波形弹冲压成型，在单片闭式波形弹簧的加工过程中，簧的设计要求为：外径D=Φ95.6mm，内径d=单片闭式波形弹簧的材料会发生不可避免的回弹Φ86.6mm，壁厚δ=0.25mm，波高H=5.5mm，效应，由此造成了单片闭式波形弹簧波形形状的波数N=5；刚度要求为：当单片闭式波形弹簧波控制难度增大，单片闭式波形弹簧波形形状的差高由H=5.5mm压缩至