CN109093024B - 金属缠绕垫片的制造设备 - Google Patents

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Abstract

一种金属缠绕垫片的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)取一上下表面平整的外圈，对其进行第一次变形处理，以使外圈由底部向上顶起而使外圈顶部的内径扩大；(2)取一上下表面平整的内圈，将其由外圈顶部扩大的内径压入到外圈中，并使外圈上下表面恢复平整。该金属缠绕垫片的制造方法在内外圈安装过程中内圈的缠绕环外表面的环形凸起不易翘起或被压坏。另外还提供一种产品表面平整度和光洁度好、自动化水平较高的金属缠绕垫片的制造设备。

Description

金属缠绕垫片的制造设备
技术领域
本发明涉及金属缠绕垫片技术领域，具体涉及一种金属缠绕垫片的制造设备。
背景技术
金属缠绕垫片是目前应用广泛的一种密封垫片，是蒸汽管道、石油管道等法兰连接处的密封元件，形状一般为圆环形，有无内外加强、内加强、外加强和带内外加强四种类型，图 1、图2给出了一种带内外加强环的金属缠绕垫片，它包括外圈1a和内圈2a，所述内圈2a 包括内加强环3a和设置在内加强环3a外的缠绕环4a，所述外圈1a内侧壁设有环形沟槽5a，所述缠绕环4a的外表面设有可嵌入到外圈1a的环形沟槽5a内的环形凸起6a，所述内圈2a 通过环形凸起6a和环形沟槽5a与外圈1a相连，所述外圈1a和内加强环3a一般由碳钢制成，起固定加强作用，所述缠绕环4a包括若干层交替缠绕设置的钢带7a和石墨带8a。
为了能使外圈1a和内圈2a具有良好的密封性能，通常设置内圈2a的外径比外圈1a的内径大1.2mm,但是较大的过盈量，再加上缠绕环4a本身不是规则的圆以及具有一定的弹性，这样在采用人工锤打的方式将内圈打入外圈时，很容易造成缠绕环4a外表面的环形凸起被压坏，或者缠绕环4a翘起，从而造成安装难度较大、生产效率较低，并影响产品的最终密封性能、废品率较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种在内外圈安装过程中内圈的缠绕环外表面的环形凸起不易翘起或被压坏的金属缠绕垫片的制造方法。
一种金属缠绕垫片的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)取一上下表面平整的外圈，对其进行第一次变形处理，以使外圈由底部向上顶起而使外圈顶部的内径扩大；
(2)取一上下表面平整的内圈，将其由外圈顶部扩大的内径压入到外圈中，并使外圈上下表面恢复平整。
采用上述方法后，本发明具有以下优点：
本发明金属缠绕垫片的制造方法在将内圈安装到外圈之前，先对外圈进行第一次变形处理，使外圈顶部的内径扩大，这样内圈的缠绕环外表面的环形凸起与外圈顶部的内径之间的过盈量减小，甚至没有过盈量，从而方便使内圈的环形凸起通过外圈顶部扩大的内径，不易发生翘起或被压坏；再加上缠绕环外表面的环形凸起和外圈的环形沟槽一般呈V形，经第一次变形处理后的外圈的顶部和底部均向上顶起，即外圈的顶部和底部与V形环形凸起的侧面倾斜接触，这样相比现有技术外圈的顶部和底部与V形环形凸起的侧面垂直接触的方式，所需的下压力更小，更方便将内圈完全压入到外圈中；因此第一次变形处理使得内圈与外圈顶部内径的过盈量减小，且外圈的顶部和底部均与内圈的侧面倾斜接触，这些都使得内圈的压入更加容易，因此缠绕环外表面的环形凸起不易发生翘起或被压坏，内外圈的安装较为容易，安装难度下降、安装效率提高、废品率下降。
作为优选，所述步骤(2)中将内圈由外圈顶部扩大的内径压入到外圈中，并使外圈上下表面恢复平整，是指先将内圈放置到外圈顶部扩大的内径中，然后再将内圈完全压入到外圈中以使内圈的环形凸起完全嵌入到外圈的环形沟槽中，最后再对外圈进行第二次变形处理以使外圈上下表面恢复平整。该设置是将内圈压入到外圈中、以及将外圈整平分成两个动作，相比在将内圈压入到外圈的同时将外圈压平，能更加可靠地使内外圈结合在一起，并具有良好的密封性能。
作为优选，所述步骤(1)中第一次变形处理采用外圈变形模具冷压处理，所述外圈变形模具包括第一上模和第一下模，所述第一下模包括用于与外圈的下底面倾斜相抵的圆台，所述圆台的顶面还设有用于定位在外圈内径中的定位柱，所述第一上模包括与圆台和定位柱形状相匹配的第一凹槽。该设置不仅使得第一上模和第一下模的结构非常简单，而且定位柱的设置可避免上下模在压合过程中产生的冲击力使外圈发生移位，因此可使外圈可靠变形；并且采用模具相比人工锤打，表面不会留痕，更为光洁平整。
作为优选，所述步骤(2)中利用套环模具冷压方式将内圈完全压入到外圈中，所述套环模具包括第二上模和第二下模，所述第二下模包括用于放置组合后的内外圈的第二凹槽，所述第二上模包括用于与内圈的缠绕环上表面相抵的第一抵靠面。该设置可方便将内圈压入到外圈中，且模具结构简单，压入后表面不会留痕，更为光洁平整。
作为优选，所述步骤(2)中利用外圈整平模具冷压方式对外圈进行第二次变形处理以使外圈上下表面恢复平整，所述外圈整平模具包括第三上模和第三下模，所述第三下模包括用于放置组合后的内外圈的第三凹槽，所述第三上模包括用于与外圈上表面相抵的第二抵靠面。该设置可方便将外圈上下表面恢复平整，且模具结构简单，整平后表面不会留痕，更为光洁平整。
本发明要解决的另一技术问题是：提供一种产品表面平整度和光洁度好、自动化水平较高的金属缠绕垫片的制造设备。
一种金属缠绕垫片的制造设备，其特征在于：包括外圈自动变形装置和内外圈套环整平装置，所述外圈自动变形装置包括第一台体以及设置在第一台体上的第一多工位分度盘，所述第一多工位分度盘的各工位处设有用于放置外圈的第一下模，所述第一多工位分度盘的上方设有由第一压力机驱动的第一上模，所述第一上模与第一下模压合时使外圈发生第一次变形而使外圈由底部向上顶起且外圈顶部的内径扩大，所述内外圈套环整平装置包括用于将内圈完全压入到外圈中的套环模具、以及用于对外圈进行第二次变形处理的外圈整平模具。
采用上述结构后，本发明具有以下优点：
本发明金属缠绕垫片的制造设备采用第一多工位分度盘、压力机和相应的模具可自动实现外圈的第一次变形处理，人工只要上下料即可，大大提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，自动化水平较高；此外第一次变形处理、内圈完全压入到外圈中、第二次变形处理均采用模具代替人工锤打，不会留有印痕，产品表面平整度和光洁度好。
作为优选，沿第一多工位分度盘的回转方向上，第一工人上料位置位于第一压力机之前至少一个工位处。该设置可在工人上料后转动一定角度才到达压力机下面，从而可防止工人上料时被压力机意外压伤。
作为优选，沿第一多工位分度盘的回转方向上，第一工人下料位置位于第一压力机之后至少一个工位处。该设置可在压力机执行相应工序后转动一定角度才下料，从而可防止工人下料时被压力机意外压伤。
作为优选，所述第一下模可拆式安装在第一多工位分度盘上，所述第一上模可拆式安装在第一压力机上。该设置在改变模具或模具损坏时，只需更换模具本身即可，无需更换台体其他部件。
作为优选，所述第一多工位分度盘包括固设在第一台体上的承载平台、以及转动设置在承载平台之上的转动平台，所述转动平台位于各工位处均设置第一通孔，以使各第一下模的底部穿过转动平台的第一通孔而放置在承载平台上。该设置可使第一下模可拆式安装在第一多工位分度盘上，可拆式安装结构较为简单。
附图说明：
图1为现有金属缠绕垫片的结构示意图；
图2为图1中沿A-A’方向的剖视图；
图3为本发明金属缠绕垫片的制造方法的步骤示意图；
图4为本发明外圈变形模具与外圈的配合示意图；
图5为本发明套环模具与内外圈的配合示意图；
图6为本发明外圈整平模具与内外圈的配合示意图；
图7为本发明金属缠绕垫片的制造设备中的外圈自动变形装置的结构示意图；
图8为本发明金属缠绕垫片的制造设备中的外圈自动变形装置的另一结构示意图；
图9为本发明金属缠绕垫片的制造设备中的内外圈套环整平装置的结构示意图；
图10为本发明金属缠绕垫片的制造设备中的内外圈套环整平装置的另一结构示意图；
现有技术图中：1a-外圈，2a-内圈，3a-内加强环，4a-缠绕环，5a-环形沟槽，6a-环形凸起，7a-钢带，8a-石墨带；
本发明 图中：1-外圈，2-内圈，3-缠绕环，4-环形凸起，5-环形沟槽，6-外圈变形模具，7-第一上模，8-第一下模，9-圆台，10-定位柱，11-第一凹槽，12-套环模具，13-第二上模，14-第二下模，15-第二凹槽，16-第一抵靠面，17-外圈整平模具，18-第三上模，19- 第三下模，20-第三凹槽，21-第二抵靠面，22-外圈自动变形装置，23-内外圈套环整平装置， 24-第一台体，25-第一多工位分度盘，26-第二台体，27-第二多工位分度盘，28-第一压力机，29-第二压力机，30-第三压力机，31-第一工人上料位置，32-第二工人上料位置，33-第一工人下料位置，34-第二工人下料位置，35-第一承载平台，36-第一转动平台，37-第一通孔，38-第二通孔，39-耳部。
具体实施方式
下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：
一种金属缠绕垫片的制造方法，它包括以下步骤：
(1)取一上下表面平整的外圈1，对其进行第一次变形处理，以使外圈1由底部向上顶起而使外圈1顶部的内径扩大；
(2)取一上下表面平整的内圈2，将内圈2放置到外圈1顶部扩大的内径中；
(3)将内圈2完全压入到外圈1中以使内圈2的环形凸起4完全嵌入到外圈1的环形沟槽 5中；
(4)再对外圈1进行第二次变形处理以使外圈1上下表面恢复平整。
作为优选，所述步骤(1)中第一次变形处理采用外圈变形模具6冷压处理，所述外圈变形模具6包括第一上模7和第一下模8，所述第一下模8包括用于与外圈1的下底面倾斜相抵的圆台9，所述圆台9的顶面还设有用于定位在外圈1内径中的定位柱10，所述第一上模7包括与圆台9和定位柱10形状相匹配的第一凹槽11。该设置不仅使得第一上模7和第一下模8的结构非常简单，而且定位柱10的设置可避免上下模在压合过程中产生的冲击力使外圈1发生移位，因此可使外圈1可靠变形；并且采用模具相比人工锤打，表面不会留痕，更为光洁平整。
作为优选，所述步骤(3)中利用套环模具12冷压方式将内圈2完全压入到外圈1中，所述套环模具12包括第二上模13和第二下模14，所述第二下模14包括用于放置组合后的内外圈的第二凹槽15，所述第二上模13包括用于与内圈2的缠绕环3上表面相抵的第一抵靠面16。该设置可方便将内圈2压入到外圈1中，且模具结构简单，压入后表面不会留痕，更为光洁平整。
作为优选，所述步骤(4)中利用外圈整平模具17冷压方式对外圈1进行第二次变形处理以使外圈1上下表面恢复平整，所述外圈整平模具17包括第三上模18和第三下模19，所述第三下模19包括用于放置组合后的内外圈的第三凹槽20，所述第三上模18包括用于与外圈1上表面相抵的第二顶靠面21，第三下模19的结构可与第二下模14的结构一样。该设置可方便将外圈1 上下表面恢复平整，且模具结构简单，整平后表面不会留痕，更为光洁平整。
实施例2：
一种金属缠绕垫片的制造设备，包括外圈自动变形装置22和内外圈套环整平装置23，所述外圈自动变形装置22包括第一台体24以及设置在第一台体24上的第一多工位分度盘25，本实施例中第一多工位分度盘25设有六个工位，所述第一多工位分度盘25的各工位处设有用于放置外圈1的第一下模8，所述第一多工位分度盘25的上方设有由第一压力机28驱动的第一上模7，所述第一上模7与第一下模8压合时使外圈1发生第一次变形而使外圈1由底部向上顶起且外圈1顶部的内径扩大，所述内外圈套环整平装置23包括用于将内圈2完全压入到外圈1中的套环模具12、以及用于对外圈1进行第二次变形处理的外圈整平模具17。
作为优选，沿第一多工位分度盘25的回转方向上，第一工人上料位置31位于第一压力机28之前至少一个工位处，本实施例中设置第一工人上料位置31位于第一压力机28之前一个工位处。该设置可在工人上料后转动一定角度才到达压力机下面，从而可防止工人上料时被压力机意外压伤。
作为优选，沿第一多工位分度盘25的回转方向上，第一工人下料位置33位于第一压力机 28之后至少一个工位处，本实施例中设置第一工人下料位置33位于第一压力机28之后一个工位处。该设置可在压力机执行相应工序后转动一定角度才下料，从而可防止工人下料时被压力机意外压伤。
作为优选，所述第一下模8可拆式安装在第一多工位分度盘25上，所述第一上模7可拆式安装在第一压力机28上。该设置在改变模具或模具损坏时，只需更换模具本身即可，无需更换台体其他部件。
作为优选，所述第一多工位分度盘25包括固设在第一台体24上的承载平台35、以及转动设置在承载平台35之上的转动平台36，所述转动平台36位于各工位处均设置第一通孔37，以使各第一下模8的底部穿过转动平台36的第一通孔37而放置在承载平台35上。该设置可使第一下模8可拆式安装在第一多工位分度盘25上，可拆式安装结构较为简单。
作为优选，所述内外圈套环整平装置23还包括第二台体26以及设置在第二台体26上的第二多工位分度盘27，所述套环模具12包括第二上模13和第二下模14，所述外圈整平模具 17包括第三上模18和第三下模19，本实施例中第二多工位分度盘27设有五个工位，所述套环模具12的第二下模14设置在第二多工位分度盘27的各工位处用于放置组合后的内外圈，沿第二多工位分度盘27的回转方向上依次设置用于驱动套环模具12的第二上模13的第二压力机29以及用于驱动外圈整平模具17的第三上模18的第三压力机30，本实施例中第三压力机30位于第二压力机29的下一个工位处，由于套环模具12所采用的第二下模14与外圈整平模具17所采用的第三下模19结构可以一样，因此对外圈1进行整平时下模无需改变，仍然使用第二下模14，所述第二上模13与第二下模14压合时使内圈2完全压入到外圈1中而使内圈2的环形凸起4完全嵌入到外圈1的环形沟槽5中，所述第三上模18与第三下模 19压合时使外圈1发生第二次变形而使外圈1上下表面恢复平整。该设置实现了将内圈2自动套入到外圈1中，且外圈1自动恢复平整的步骤，人工只要上下料即可，进一步提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，自动化水平更高。
作为优选，沿第二多工位分度盘27的回转方向上，第二工人上料位置32位于第二压力机 29之前至少一个工位处，本实施例中设置第二工人上料位置32位于第二压力机29之前一个工位处。该设置可在工人上料后转动一定角度才到达压力机下面，从而可防止工人上料时被压力机意外压伤。
作为优选，沿第二多工位分度盘27的回转方向上，第二工人下料位置34位于第三压力机30之后至少一个工位处，本实施例中设置第二工人下料位置34位于第三压力机30之后一个工位处。该设置可在压力机执行相应工序后转动一定角度才下料，从而可防止工人下料时被压力机意外压伤。
作为优选，所述第二下模14可拆式安装在第二多工位分度盘27上，所述第二上模13可拆式安装在第二压力机29上，所述第三上模18可拆式安装在第三压力机30上。该设置在改变模具或模具损坏时，只需更换模具本身即可，无需更换台体其他部件。
作为优选，所述第二多工位分度盘27位于各工位处均设置第二通孔38，所述各第二下模14的两侧设有可挂在第二通孔38上的耳部39。该设置可使第二下模14可拆式安装在第二多工位分度盘27上，可拆式安装结构较为简单，当然第二下模14也可采用第一下模8的可拆式安装结构。
本发明金属缠绕垫片的制造设备的操作过程如下：
(1)由工人将外圈1放置在外圈自动变形装置22的第一下模8上；
(2)第一多工位分度盘25转动60度后，装有外圈1的第一下模8恰好位于第一上模7的正下方，同时第一多工位分度盘25每转动60度，都由工人放置新的外圈1到相应的工位上；
(3)由第一压力机28驱动第一上模7压向装有外圈1的第一下模8，外圈1在压合过程中发生第一次变形以使外圈1由底部向上顶起而使外圈1顶部的内径扩大；
(4)第一多工位分度盘25再转动60度后，由工人将外圈1从第一下模8上取下；
(5)将取下的外圈1与内圈2组合后放置在内外圈套环整平装置23的第二下模14上；
(6)第二多工位分度盘27转动60度后，装有内外圈的第二下模14恰好位于第二上模13的正下方，同时第二多工位分度盘27每转动60度，都由工人放置新的组合后的内外圈到相应的工位上；
(7)由第二压力机29驱动第二上模13压向装有内外圈的第二下模14，内圈2在压合过程中其环形凸起4完全嵌入到外圈1的环形沟槽5中；
(8)第二多工位分度盘27再转动60度后，装有内外圈的第二下模14恰好位于第三上模18的正下方；
(9)由第三压力机30驱动第三上模18压向装有内外圈的第二下模14，外圈1在压合过程中其上下表面恢复平整；
(10)第二多工位分度盘27再转动60度后，由工人将制造出来的产品从第二下模14上取下。

Claims (5)

1.一种金属缠绕垫片的制造设备，其特征在于：包括外圈自动变形装置(22)和内外圈套环整平装置(23)，所述外圈自动变形装置(22)包括第一台体(24)以及设置在第一台体(24)上的第一多工位分度盘(25)，所述第一多工位分度盘(25)的各工位处设有用于放置外圈的第一下模(8)，所述第一多工位分度盘(25)的上方设有由第一压力机(28)驱动的第一上模(7)，所述第一上模(7)与第一下模(8)压合时使外圈(1)发生第一次变形而使外圈(1)由底部向上顶起且外圈(1)顶部的内径扩大，所述内外圈套环整平装置(23)包括用于将内圈(2)完全压入到外圈(1)中的套环模具(12)、以及用于对外圈(1)进行第二次变形处理的外圈整平模具(17)；所述内外圈套环整平装置(23)还包括第二台体(26)以及设置在第二台体(26)上的第二多工位分度盘(27)，所述套环模具(12)包括第二上模(13)和第二下模(14)，所述外圈整平模具(17)包括第三上模(18)和第三下模(19)，沿第二多工位分度盘(27)的回转方向上依次设置用于驱动套环模具(12)的第二上模(13)的第二压力机(29)以及用于驱动外圈整平模具(17)的第三上模(18)的第三压力机(30)，所述套环模具(12)所采用的第二下模(14)与外圈整平模具(17)所采用的第三下模(19)结构一样，所述第二上模(13)与第二下模(14)压合时使内圈(2)完全压入到外圈(1)中而使内圈(2)的环形凸起(4)完全嵌入到外圈(1)的环形沟槽(5)中，所述第三上模(18)与第三下模(19)压合时使外圈(1)发生第二次变形而使外圈(1)上下表面恢复平整。
2.根据权利要求1所述的一种金属缠绕垫片的制造设备，其特征在于：沿第一多工位分度盘(25)的回转方向上，第一工人上料位置(31)位于第一压力机(28)之前至少一个工位处。
3.根据权利要求1所述的一种金属缠绕垫片的制造设备，其特征在于：沿第一多工位分度盘(25)的回转方向上，第一工人下料位置(33)位于第一压力机(28)之后至少一个工位处。
4.根据权利要求1所述的一种金属缠绕垫片的制造设备，其特征在于：所述第一下模(8)可拆式安装在第一多工位分度盘(25)上，所述第一上模(7)可拆式安装在第一压力机(28)上。
5.根据权利要求4所述的一种金属缠绕垫片的制造设备，其特征在于：所述第一多工位分度盘(25)包括固设在第一台体(24)上的承载平台(35)、以及转动设置在承载平台(35)之上的转动平台(36)，所述转动平台(36)位于各工位处均设置第一通孔(37)，以使各第一下模(8)的底部穿过转动平台(36)的第一通孔(37)而放置在承载平台(35)上。
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