新型端面弹簧的制造工艺

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1、——一匿巡垦型兰塑新型端面弹簧的制造工艺Manul．acturingProcessofSpring0faNewEndFace中航工业贵州黎阳航空动力有限公司李明刘兴红[摘要】分析了新型端面弹簧的结构特点及工艺难点，提出了拉伸翻孔成形(双面拉伸成形)加工端面弹簧的工艺方法，使零件材料在热处理前充分冷作硬化，避免了高温合金端面弹簧原有成形工艺方法中形状不稳定、负荷不足的难题，满足了新型端面弹簧的形状精度和负荷指标要求。关键词：端面弹簧冷作硬化拉伸成形【ABSTRACTlThearticleanalysesthestru

2、c-turalcharacteristicsandtechnologicaldi伍cultiesofthespringofanewendface，thenputsforwardtheprocessofstretchflangingf．oming(doublestretchfbnning)usedtoprocessingthespringoftheendface．Theprocesswhichmakethepartsmaterialmllycoldworkhardeningbeforetheheattreatment

3、canaVoidtheproblemoftheunstableshapeandunderloadintheoriginalfomlingprocessmethodofthespringoftheendfaceofthehightemperaturealloy，andcanmeettheshapeprecisionandloadindexre-quirementsofthespringofanewendface．Keywords：SpringoftheendfaceColdworkhardeningStretchfb

4、rming新型端面弹簧是用于新型飞机发动机进气机匣部位石墨密封组件的关键元件，其中石墨一侧与轴肩接触，另一侧靠端面弹簧向其施加一个均匀、恒定的负荷，使石墨与轴肩紧密接触，将发动机转子系统的轴承腔与发动机的气流环境有效隔离，保护轴承与润滑油免受气流流路环境损害，防止滑油泄漏。端面弹簧的装配见图1，要求该零件在较高的环境温度(300～450℃)下，必须具有稳定的工作特性，因此，端面弹簧在设计上采用了新材料、新结构，给制造过程带来了很大难度。1零件结构特点与工艺难点端面弹簧是有8个波峰波谷的圆环(见图2)，直径为西169

5、．5mm、宽度为2．2mm、厚度为0．35mm。零件结构特点为大、窄、薄，并且对形状精度要求很高，平面度、跳动度不大于0．5mm；材料为3J68，是时效强化型高温合金，具有较高的强度，在制造过程中成形困难，形状精度难以保证。零件自由状态高度为(8±1)mm，要求在图1端面弹簧的装配图Fig．1Assemb

6、ingdrawingofthesp—ngoftheendface图2零件结构图Fig．2Partsstructurechart状态)9．8N下工作高度2．2mm时的负荷为34．3～53．9N，压缩至工作高度10次

7、后，永久变形不大于0．5mm，这对该零件的刚度和柔度提出了综合性要求，使得零件加工难度增大。普通端面弹簧材料一般为0crl7Ni7Al半奥氏体沉淀硬化不锈钢或60si2MnA优质弹簧钢，均采用加压成形与时效热处理同时进行的加工工艺(以下简称热成形工艺)。新型端面弹簧初期试制时也采用了热成形工艺，但无法满足端面弹簧的工作要求，主要存在以下问题：(1)柔度大，压缩到工作高度时负荷过低，不满足设计要求。通过调整端面弹簧波纹的自由状态高度提高零件负载能力，直至将零件自由状态高度调整至13．8mm，零件负荷才满足要求；(2)

8、刚度低，按照设计图纸规定的零件允许负荷进行压缩试验，经过3次压缩，零件变形已超过2mm。2014年第13期·航空制造技术95学术论文RESEARCH2成形工艺方法研究新型端面弹簧材料为时效强化型高温合金3J68，该材料物理一力学特性见表1。表1材料性能表的多次试验，确定了拉伸模具的回弹，试验数据见表2。经过多次试验，最终确定模具回弹，零件负荷合格，但是零件内外圆同轴度难以满足设计要求，周向负荷不均匀。2_2共同基准，保证零件周向负荷均匀试样热处理机械性能冶炼方法拉伸性能温度时间介质试验温抗拉强度民／伸长率‰2，吼似

9、Pa，℃／}l度，℃(N·mmd)部％HVMPa真空感应+800l空冷20149()1J．5477真空自耗≤5SO≤9657002空冷20149012．0475根据普通柱状弹簧加工经验，提出了基本的成形工艺方案：通过冷成形获得所需硬度，再进行时效热处理稳定弹性，与普通柱状弹簧加工工艺原理一致。热成形加工时由于零件为时效强化型材料，在常温下加压成形主要为弹性变