CN103752919A - 一种非圆胀圈型密封环加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种非圆胀圈型密封环加工方法属于机械加工领域，特别涉及一种非圆胀圈型密封环加工方法。该加工方法在一次装夹的情况下，加工非圆胀圈型密封环径向内表面、外表面及一侧的轴向端面之后，切下密封环之前，先依次加工出密封环的部分切口；切下非圆胀圈型密封环之后，利用已加工出的部分切口定位，完成切口的加工。本发明有效地减少加工非圆胀圈型密封环过程中产生的误差，在切下非圆胀圈型密封环之前加工切口，不仅能够准确地在非圆轮廓上找到需要加工切口的特定位置，而且切下之前的胀圈型密封环具有较强的刚度，因此，能够有效确保胀圈型密封环切口的加工精度。

Description

一种非圆胀圈型密封环加工方法
技术领域
本发明属于机械加工领域，特别涉及一种非圆胀圈型密封环加工方法。
背景技术
胀圈型密封环是车辆传动系统中的一个重要部件。胀圈型密封环的漏率大小直接影响其可靠性和使用寿命。相比于传统的径向内外轮廓为圆形的胀圈型密封环，径向内外轮廓为特定曲线的非圆胀圈型密封环能够有效减小辅助密封面的漏率。另外，胀圈型密封环切口的精度也是影响漏率的一个重要因素，切口精度差会导致胀圈型密封环在工作时切口无法完全闭合，造成较大泄漏。
传统的胀圈型密封环的加工方法主要针对径向内外轮廓为圆形的胀圈型密封环，其工艺包括：1粗、精车胀圈型密封环的径向内、外表面及一侧的轴向端面2切下预定厚度的胀圈型密封环并精加工胀圈型密封环两侧的端面；3加工预定形式的切口。这种加工工艺存在如下的问题：对于圆形胀圈型密封环，切口在周向任何位置都不会影响工作性能，而对于非圆胀圈型密封环，切口必须在内外轮廓曲线的特定位置才能达到预期的工作性能。若切下非圆胀圈型密封环后再加工切口，需要加工切口的特定位置将不能被准确找到，再加上切下后胀圈型密封环的刚性变差，切口的精度将无法保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种非圆胀圈型密封环加工方法，很好地解决了传统胀圈型密封环加工方法加工非圆胀圈型密封环精度差的问题。在毛胚一次装夹的情况下，加工出了非圆胀圈型密封环的内、外表面及部分切口，保证了切口的精度。在切下非圆胀圈密封环后，利用已加工出的部分切口定位加工剩余部分的切口，保证了剩余部分切口的精度。
本发明采用的技术方案是一种非圆胀圈型密封环加工方法，其特征在于，在毛胚一次装夹的情况下，在数控机床上采用数控编程，粗加工非圆胀圈型密封环径向内表面、径向外表面及一侧的轴向端面之后，切下密封环之前，先依次加工出密封环的部分缺口；切下非圆胀圈型密封环之后，利用已加工出的部分缺口定位，完成其余缺口的加工；再进行精加工，其具体加工工艺步骤如下：
1)在数控机床上采用数控编程，在毛胚一次装夹的情况下，在毛胚上先粗加工出非圆胀圈型密封环1的径向内表面1-1、径向外表面1-2及轴向上端面1-3；
2)再依次加工出非圆胀圈型密封环上的第一、二、三缺口b、c、d：
从非圆胀圈型密封环1的径向内表面1-1处开始向外进刀，在轴向上端面1-3上向下加工出非圆胀圈型密封环1的第一缺口b，第一缺口b宽度为t/2，深度为h，然后，从径向外表面1-2处开始向内进刀，在轴向上端面1-3上向下加工出第二、第三缺口c、d，第二、第三缺口c、d的宽度为t/2，深度为h/2；
3)从毛胚上切下粗加工厚为h的非圆胀圈型密封环1；
4)使用专用夹具一定位加工出非圆胀圈型密封环1的第四、第五缺口e、f；
先将第三缺口d的侧面d-1与凸块m的凸块侧面m-1贴合，径向内表面1-1与凸台侧面n-1贴合，轴向上端面1-3与方形底座台阶面2-1贴合来定位；然后，将压板3安装在非圆胀圈型密封环1上；将垫片5安装在压板3上，压紧螺钉4穿过垫片5和压板3与方形底座2螺纹连接；夹紧时，拧紧压紧螺钉4，由垫片5带动压板3向下夹紧非圆胀圈型密封环1；加工第四缺口e和第五缺口f时，从非圆胀圈型密封环1的径向外表面1-2处开始向内进刀，在轴向下端面1-4上向下加工出第四缺口e和第五缺口f，第四缺口e和第五缺口f的宽度为t/2，深度为h/2；
5)使用专用夹具二精加工非圆胀圈型密封环1的轴向下端面1-4和轴向上端面1-3；
精加工轴向下端面1-4时，通过非圆胀圈型密封环1的径向外表面1-2与圆形底座凸台侧面6-1贴合，轴向上端面1-3与圆形底座台阶面6-2贴合定位；夹紧时，拧紧压紧螺钉4，垫片5带动压块8向下运动，使得压块8向外推动滑块7，进而夹紧非圆胀圈型密封环1；完成轴向下端面1-4精加工；
精加工轴向上端面1-3时，通过非圆胀圈型密封环1的径向外表面1-2与圆形底座凸台侧面6-1贴合，轴向下端面1-4与圆形底座台阶面6-2贴合定位；夹紧时，拧紧压紧螺钉4，垫片5带动压块8向下运动，使得压块8向外推动滑块7，进而夹紧非圆胀圈型密封环1；然后，卸去压紧螺钉4、垫片5和圆锥形压块8；完成轴向下端面1-3精加工；精加工轴向上端面1-3的余量与精加工轴向下端面1-4的余量相同，最终使轴向厚度达到产品要求。
该加工方法中的工艺步骤4所述的专用夹具一由方形底座2、压板3、压紧螺钉4和垫片5组成；方型底座6上具有凸块m和凸台n。
该加工方法中的工艺步骤5所述的专用夹具二由圆形底座6、6个均布的滑块7、圆锥形压块8、6个均布的固定螺钉9、压紧螺钉4、垫片5组成；每个滑块7为扇形，中心有通孔；6个均布的滑块7分别通过6个固定螺钉9安装在圆形底座6上；圆锥形压块8安装在6个滑块7构成的圆形孔的中心，垫片5安装在圆锥形压块8上，压紧螺钉4穿过垫片5和圆锥形压块8和圆形底座6螺纹连接。
加工方法中所述的在毛胚上切下产品的刀具为锯片铣刀、金刚石锯片、线锯或采用线切割方法。
本发明的有益效果是发明的非圆胀圈型密封加工方法，可以有效地减少加工非圆胀圈型密封环过程中产生的误差，在切下非圆胀圈型密封环之前加工切口，不仅能够准确地在非圆轮廓上找到需要加工切口的特定位置，而且切下之前的胀圈型密封环具有较强的刚度，因此能够有效确保胀圈型密封环切口的加工精度；在切下胀圈密封环后利用已加工出的部分切口定位，能够有效地再次找到需要加工切口的特定位置，亦能保证剩余部分切口的加工精度。
附图说明
图1是示意地表示非圆胀圈型密封环的各个面及切口形式，
图2是示意地表示步骤4中所述的专用夹具与非圆胀圈型密封环定位夹紧时的关系，
图3是示意的表示步骤5中所述的专用夹具与非圆胀圈型密封环定位夹紧时的关系，
图4是图3的剖面图。
其中，1非圆胀圈型密封环，2方形底座，3压板，4压紧螺钉，5垫圈，6圆形底座，7滑块，8圆锥形压块，9固定螺钉，1-1径向内表面，1-2径向外表面，1-3轴向上端面，1-4轴向下端面，b第一缺口，c第二缺口，d第三缺口，e第四缺口，f第五缺，d-1第三缺口侧面，2-1方形底座台阶面，h轴向厚度，t径向宽度，m凸块，m-1凸块侧面，n凸台，n-1凸台侧面，6-1圆形底座凸台侧面，6-2圆形底座台阶面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
胀圈型密封环通常应用于重载车辆的离合器中。在使用过程中，胀圈型密封环存在一定的泄漏，若采用内外轮廓为非圆的胀圈型密封环，能够有效地减小漏率。
实施例，一种推土机离合器，需要胀圈型密封环来实现连接盘与静止轴承座之间的密封。衬套直径100mm，胀圈型密封环材料为聚酰亚胺，径向宽度要求为3.4±0.1mm，轴向厚度要求为4.5-0.01-0.03mm，切口形式如图1中所示。
加工非圆胀圈型密封环的具体加工工艺步骤如下：
1、非圆胀圈型密封环的内外轮廓可以依据具体的衬套直径，通过在圆形胀圈型密封环上施加与接触压力相反的作用力反求获得。根据衬套直径100mm，可计算出非圆胀圈型密封环的内外轮廓，采用数控编程，使用数控铣床在毛胚上粗加工出非圆胀圈型密封环1的径向内表面1-1、径向外表面1-2及轴向上端面1-3，使径向宽度至3.4±0.1mm、轴向厚度至4.9mm。
数控铣加工径向内表面1-1、径向外表面1-2、轴向上端面1-3时分为粗加工和精加工，粗加工工艺参数：余量1mm，铣刀直径10mm，转速402rpm，进给量500mm/min。精加工工艺参数：铣刀直径10mm，转速1700rpm，进给量300mm/min。
2、根据计算结果，采用数控编程，使用数控铣床从径向内表面1-1处开始向外进刀，在轴向上端面1-3上向下加工出非圆胀圈型密封环1的第一缺口b，第一缺口b宽度为1.7mm，深度为4.9mm；从径向外表面1-2处开始向内进刀，在轴向上端面1-3上向下加工出第二缺口c和第三缺口d，第二缺口c和第三缺口d的宽度为1.7mm，深度为2.45mm。
数控铣加工第一缺口b，第二缺口c，第三缺口d的工艺参数：铣刀直径1mm，转速1700rpm，进给量50mm/min。
3、在数控铣床上使用金刚石锯片切下轴向厚度为4.9mm的产品。
4、利用径向内表面1-1和第三缺口侧面d-1在专用夹具一上定位夹紧。定位时，使第三缺口侧面d-1与凸块侧面m-1贴合，径向内表面1-1与凸台侧面n-1贴合，轴向上端面1-3与方形底座台阶面2-1贴合；夹紧时，拧紧压紧螺钉4，由垫片5带动压板3向下夹紧非圆胀圈型密封环1。
采用数控编程，使用数控铣床从径向外表面1-2处开始向内进刀，在轴向下端面1-4上向下加工出第四缺口e和第五缺口f，第四缺口e和第五缺口f的宽度为1.7mm，深度为1.95mm。
数控铣加工第四缺口e和第五缺口f的工艺参数：铣刀直径1mm，转速1700rpm，进给量50mm/min。
5、利用专用夹具二精加工非圆胀圈型密封环（1）的轴向下端面（1-4）和轴向上端面（1-3）；精加工轴向上端面1-3或轴向下端面1-4的工艺参数：铣刀直径10mm，转速1700rpm，进给量30mm/min，铣削深度：0.2mm。
数控铣床精加工轴向上端面1-3时，是利用轴向下端面1-4和与圆形底座台阶面6-2贴合，径向外表面1-2与圆形底座凸台侧面6-1贴合来定位；夹紧时，拧紧压紧螺钉4，垫片5带动圆锥形压块8向下运动，使得圆锥形压块8向外推动滑块7，进而夹紧非圆胀圈型密封环1；夹紧后拧紧固定螺钉9，固定滑块7，卸去压紧螺钉4、垫片5和圆锥形压块8。精加工余量为0.2mm；轴向厚度达到4.7-0.01mm。
数控铣床精加工轴向下端面1-4时，是利用轴向上端面1-3和圆形底座台阶面6-2贴合，径向外表面1-2与圆形底座凸台侧面6-1贴合来定位；夹紧方法同精加工轴向上端面1-3时相同。精加工余量为0.2mm；使轴向厚度达到尺寸要求4.5-0.01mm。

Claims (4)

1.一种非圆胀圈型密封环加工方法，其特征在于，在一次装夹的情况下，在数控机床上采用数控编程，粗加工非圆胀圈型密封环径向内表面、径向外表面及一侧的轴向端面之后，切下非圆胀圈型密封环之前，先依次加工出非圆胀圈型密封环的部分缺口；切下非圆胀圈型密封环之后，利用已加工出的部分缺口定位，完成其余缺口的加工后再进行精加工；其具体加工工艺步骤如下：
1)在数控机床上采用数控编程，在一次装夹的情况下，在毛胚上先粗加工出非圆胀圈型密封环（1）的径向内表面（1-1）、径向外表面（1-2）及轴向上端面（1-3）；
2)再依次加工出非圆胀圈型密封环上的第一、二、三缺口（b、c、d）：
从非圆胀圈型密封环（1）的径向内表面（1-1）处开始向外进刀，在轴向上端面（1-3）上向下加工出非圆胀圈型密封环（1）的第一缺口（b），第一缺口（b）径向宽度为t/2，轴向厚度为h；然后，从径向外表面（1-2）处开始向内进刀，在轴向上端面（1-3）上向下加工出第二缺口（c）和第三缺口（d），第二缺口（c）和第三缺口（d）的径向宽度为t/2，轴向厚度为h/2；
3)从毛胚上切下粗加工厚为h的非圆胀圈型密封环（1）；
4)使用专用夹具一定位加工出非圆胀圈型密封环1的第四、第五缺口（e、f）；
先将非圆胀圈型密封环（1）上第三缺口（d）的侧面（d-1）与方型底座（6）上的凸块（m）的凸块侧面（m-1）贴合，径向内表面（1-1）与凸台侧面（n-1）贴合，轴向上端面（1-3）与方形底座台阶面（2-1）贴合定位；然后，将压板（3）安装在非圆胀圈型密封环（1）上；将垫片（5）安装在压板（3）上，压紧螺钉（4）穿过垫片（5）和压板（3）与方形底座（2）上的螺纹连接；夹紧时，拧紧压紧螺钉（4），通过垫片（5）和压板（3）向下压紧非圆胀圈型密封环（1）；
加工第四缺口（e）和第五缺口（f）时，从非圆胀圈型密封环（1）的径向外表面（1-2）处开始向内进刀，在轴向下端面（1-4）上向下加工出第四缺口（e）和第五缺口（f），第四缺口（e）和第五缺口（f）的径向宽度为t/2，轴向厚度为h/2；
5)利用专用夹具二精加工非圆胀圈型密封环（1）的轴向下端面（1-4）和轴向上端面（1-3）：
精加工轴向下端面（1-4）时，通过非圆胀圈型密封环（1）的径向外表面（1-2）与圆形底座凸台侧面（6-1）贴合，轴向上端面（1-3）与圆形底座台阶面（6-2）贴合来定位；夹紧时，拧紧压紧螺钉（4）时，压紧垫片（5）和圆锥形压块（8），使得圆锥形压块（8）向外推动滑块（7），夹紧非圆胀圈型密封环（1）；夹紧后拧紧固定螺钉9，固定滑块7；
精加工轴向上端面（1-3）时，通过非圆胀圈型密封环（1）的径向外表面（1-2）与圆形底座凸台侧面（6-1）贴合，轴向下端面（1-4）与圆形底座台阶面（6-2）贴合来定位；夹紧时，拧紧压紧螺钉（4），压紧垫片（5）和圆锥形压块（8），使得圆锥形压块（8）向外推动滑块（7）夹紧非圆胀圈型密封环（1）；精加工轴向上端面（1-3）的余量与精加工轴向下端面（1-4）的余量相同，最终使轴向厚度达到产品要求。
2.如权利要求1所述的非圆胀圈型密封环加工方法，其特征在于：该加工方法中的工艺步骤4）所述的专用夹具一由方形底座（2）、压板（3）、压紧螺钉（4）和垫片（5）组成；方型底座（6）上具有凸块（m）和凸台（n）。
3.如权利要求1或2所述的非圆胀圈型密封环加工方法，其特征在于：该加工方法中的工艺步骤5）所述的专用夹具二由圆形底座（6）、6个均布的滑块（7）、圆锥形压块（8）、6个均布的固定螺钉（9）、压紧螺钉（4）、垫片（5）组成；每个滑块（7）为扇形，中心有通孔；6个均布的滑块（7）分别通过6个固定螺钉（9）安装在圆形底座（6）上；圆锥形压块（8）安装在6个滑块（7）构成的圆孔中心中，垫片（5）安装在圆锥形压块（8）上，压紧螺钉（4）穿过垫片(5)和圆锥形压块（8）和圆形底座（6）螺纹连接。
4.如权利要求3所述的非圆胀圈型密封环加工方法，其特征在于：加工方法中所述的在毛胚上切下产品的刀具为锯片铣刀、金刚石锯片、线锯或采用线切割方法。
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