CN104289871A - 密封环的加工方法 - Google Patents

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吴学文
林春兰
杨京嵘
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Abstract

本发明公开了一种密封环的加工方法，包括以下步骤：（1）将金属棒料拉丝；（2）热处理；（3）绕制成弹簧状；（4）切断成多个带有开口且扭曲的环状部件；（5）将环状部件校平；（6）淬火回火；（7）对环状部件的内圆周面和外圆周面进行打磨，使环状部件的内圆周面和外圆周面均为正圆弧；（8）将环状部件的开口撑开到预定大小然后热定型；（9）得到成型的密封环。本发明材料浪费很少，加工而成的密封环强度、韧性、弹性较好、壁厚一致，并且加工成型的密封环的热弹性损失和残余变形都比较小，而且密封环的内在缺陷在加工早期就能暴露而挑选出来。

Description

密封环的加工方法
技术领域
本发明涉及一种用于涡轮增压器的密封环的加工方法。
背景技术
涡轮增压器工作时，涡轮轴在转速在每分钟几万到几十万转的状态下高速运行，因此与涡轮轴配合的轴承需要使用高压循环的润滑油来润滑，而密封环安装在涡轮轴端部对润滑油起到密封作用，密封环不仅需要承受高温高压，还需要承受高频率的震动，所以对密封环的力学性能和加工精度要求较高。
在现有技术中，密封环一般是用较粗的金属棒料加工而成，加工过程如下：（1）、将金属棒料粗车然后轴向钻孔，将金属棒料加工成圆筒状部件；（2）、将圆筒状部件淬火回火；（3）、对圆筒状部件的外圆周面和内圆周面进行粗磨；（4）、在圆筒状部件上切出一个轴向延伸的开口；（5）、将圆筒状部件的开口撑开到预定大小然后对圆筒状部件进行热定型；（6）、将圆筒状部件切片，得到多个圆环状部件；（7）、对圆环状部件的外圆周面进行精磨，使圆环状部件的外圆周面为正圆弧，对圆环状部件的两端面粗磨和精磨，得到成型的密封环；（8）、对密封环进行光整加工、上色、检验等工序，得到成品的密封环。
上述密封环加工过程中，存在以下缺点：（1）、需要对棒料进行车加工和钻孔将棒料加工成圆筒状部件，这样，产生较多废料，材料较为浪费，使得密封环的制造成本较高；（2）、密封环由棒料直接切削加工而成，加工成型的密封环强度、韧性、弹性均不理想，另外，密封环的热弹性损失和残余变形都比较大，特别是密封环的内在缺陷不能检查和反应出来；（3）、在将圆筒状部件的开口撑开到预定大小并定型后，使得圆筒状部件的外圆周面和内圆周面均不是正圆弧，然后在将圆筒状部件切片后，得到圆环状部件的外圆周面和内圆周面均不是正圆弧，然后再对圆环状部件的外圆周面进行精磨，使得圆环状部件的外圆周面为正圆弧，得到密封环，这样，得到的密封环的外圆周面为正圆弧，但内圆周面不是正圆弧，外圆周面和内圆周面不统一，使得密封环的壁厚不一致，容易使得密封环不合格而废弃，使得产品的不合格率较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种密封环的加工方法，加工过程中，材料浪费很少，加工而成的密封环强度、韧性、弹性较好、壁厚一致，另外，加工成型的密封环的热弹性损失和残余变形都比较小，而且密封环的内在缺陷在加工早期就能暴露而挑选出来，避免材料因内在隐性裂纹或夹渣造成在装机或运行过程中出现断裂而产生的不良影响和重大损失。
为解决上述技术问题，本发明提供的密封环的加工方法，包括以下步骤：
（1）、将金属棒料进行拉丝得到丝状部件；
（2）、将丝状部件进行热处理；
（3）、将热处理后的丝状部件绕制成弹簧状，得到弹簧状部件；
（4）、将弹簧状部件切断成多个带有开口且扭曲的环状部件；
（5）、将环状部件校平得到平整的环状部件；
（6）、将环状部件淬火回火；
（7）、对环状部件的内圆周面和外圆周面进行打磨，使环状部件的内圆周面和外圆周面均为正圆弧；
（8）、将环状部件的开口撑开到预定大小然后对环状部件进行热定型；
（9）、得到成型的密封环。
作为优选，所述的步骤（4）中弹簧状部件沿一与弹簧状部件的轴线相平行的直线切断。
作为优选，在步骤（7）中对环状部件的两端面进行打磨使环状部件的两端面平整。
作为优选，所述的步骤（8）中将环状部件置于气氛保护炉中进行热定型。
作为优选，对环状部件的外圆周面的打磨包括粗磨和精磨。
作为优选，在得到成型的密封环后对密封环进行光整加工。
作为优选，在对密封环进行光整加工后对密封环的开口端面进行修整使密封环的开口端面平整。
采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：
（1）、本发明采用金属棒料拉丝绕制成型，而不需要对金属棒料进行切削和钻孔，避免了大量废料的产生，大大节省了原材料。
（2）、金属棒料经过多次拉制成型后，其内在组织受到挤压，使得其金属纤维更加紧密，金属纤维排列更加有序，材料机械性能得到大幅改善，使得加工而成的密封环的强度、韧性和弹性较好。
（3）、金属棒料经过拉制成型，内在缺陷在加工早期就能暴露，避免材料因内在隐性裂纹或夹渣造成在装机或运行过程中出现断裂而产生的不良影响和重大损失。
（4）、金属棒料进行拉丝时，进行四向挤压成型，四向挤压成型可以改善棒料内在纤维组织，增强材料的韧性和热弹性性能，以确保坯料尺寸的符合要求和减少加工余量。
（5）、对丝状部件进行热处理，以修复丝状部件中的破碎晶粒组织，并消除加工应力。
（6）、在对环状部件的内圆周面和外圆周面打磨使得环状部件的内圆周面和外圆周面均为正圆弧后，才把环状部件的开口撑开到预定大小并定型，以得到成型的密封环，在环状部件的内圆周面和外圆周面均为正圆弧时，环状部件的壁厚一致，然后在环状部件的开口被撑大得到密封环后，虽然密封环的内圆周面和外圆周面均不是正圆弧了，但此时密封环的壁厚还是一致，使得加工成型的密封环壁厚一致性较好，使得产品不合格率较低。
（7）、在气氛保护炉中对环状部件进行热定型，而不再进行精磨，以防止环状部件表面氧化和确保环状部件的壁厚一致。
附图说明
图1是加工完成的密封环的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
本发明提供的密封环的加工方法，包括以下步骤：
（1）、将金属棒料通过模具进行四向挤压、拉丝得到丝状部件；
（2）、将丝状部件进行回火热处理；
（3）、将丝状部件绕制成弹簧状，得到弹簧状部件，上述的拉丝是指在外力作用下使金属棒强行通过模具，金属棒横截面积被压缩，并获得所要求的横截面积形状和尺寸的工艺过程，本发明中将金属棒料通过拉丝而拉伸成细长状金属丝，然后将细长状金属丝通过模具绕制成弹簧状；
（4）、将弹簧状部件切断成多个带有开口且扭曲的环状部件，在切断时，将弹簧状部件沿一与弹簧状部件的轴线相平行的直线切断，这样，切割较为方便，而且将弹簧状部件沿该直线切断后，弹簧状部件的每一环都被切断成一环状部件，切割效果较好；
（5）、将环状部件校平得到平整的环状部件，也就是说将环状部件通过校平装置校正成平整的环状部件，环状部件的两端面均为同一平面上；
（6）、将环状部件淬火回火；
（7）、对环状部件的内圆周面和外圆周面进行打磨，使环状部件的内圆周面和外圆周面均为正圆弧，对环状部件的外圆周面进行粗磨和精磨两道工序，使环状部件的外圆周面平整度较好，在加工成型密封环后，密封环的外圆周面的密封效果较好，同时对环状部件的两端面进行打磨使环状部件的两端面平整；
（8）、将环状部件的开口撑开到预定大小然后对环状部件进行热定型，也就是说将环状部件的开口插到厚度与开口的预定大小一致的板体上，这样就将环状部件的开口撑开，然后对环状部件热定型，使得环状部件成型；
（9）、得到成型的密封环。
在得到成型的密封环后，用光整机对密封环进行光整加工，以减小密封环表面的粗糙度，使密封环加工精度更高。
在对密封环进行光整加工后，对密封环的开口端面进行修整使密封环的开口端面平整，这样，更方便密封环的使用，使密封环的使用效果更好。
加工完成的密封环1的结构如图1所示，其中密封环1的外圆周面103和内圆周面104之间的径向尺寸A即为密封环的壁厚，密封环1的端面105为平面，密封环1设置有开口101和两个开口端面102。
采用本发明来加工密封环后，材料大大节省，如制作某型号的密封环10000件，采用现有技术中的加工方法需要材料约28.575KG，而采用本发明中的加工方法后，只需要材料7.741KG，材料用量节约了75%。
而且采用本发明的方法加工得到的密封环，其强度、韧性、弹性都得到大大提高，如将现有技术中生产的密封环套入一直径较大的芯棒中，然后取下，密封环的开口会被撑大，也就是说密封环被撑开后不能完全恢复原状，密封环的开口的变化量为7%~8%，而将本发明生产的密封环套入该芯棒中，然后取下，密封环完全恢复原状，密封环的开口的变化量为零，密封环不易变形。
再则，将现有技术中生产的密封环用手握紧30次后，密封环不能完全恢复原状，密封环的开口的变化量为10%~12%，而将本发明生产的密封环用手握紧30次后，密封环的开口的变化量约为5.9%，密封环不易变形，可见，本发明的方法生产的密封环的强度、韧性、弹性得到大幅度提高。
以上仅就本发明应用较佳的实例做出了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明的结构可以有其他变化，不局限于上述结构。总之，凡在本发明的独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种密封环的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、将金属棒料进行拉丝得到丝状部件；
（2）、将丝状部件进行热处理；
（3）、将热处理后的丝状部件绕制成弹簧状，得到弹簧状部件；
（4）、将弹簧状部件切断成多个带有开口且扭曲的环状部件；
（5）、将环状部件校平得到平整的环状部件；
（6）、将环状部件淬火回火；
（7）、对环状部件的内圆周面和外圆周面进行打磨，使环状部件的内圆周面和外圆周面均为正圆弧；
（8）、将环状部件的开口撑开到预定大小然后对环状部件进行热定型；
（9）、得到成型的密封环。
2.根据权利要求1所述的密封环的加工方法，其特征在于：
所述的步骤（4）中弹簧状部件沿一与弹簧状部件的轴线相平行的直线切断。
3.根据权利要求1所述的密封环的加工方法，其特征在于：
在步骤（7）中对环状部件的两端面进行打磨使环状部件的两端面平整。
4.根据权利要求1所述的密封环的加工方法，其特征在于：
所述的步骤（8）中将环状部件置于气氛保护炉中进行热定型。
5.根据权利要求1所述的密封环的加工方法，其特征在于：
对环状部件的外圆周面的打磨包括粗磨和精磨。
6.根据权利要求1所述的密封环的加工方法，其特征在于：
在得到成型的密封环后对密封环进行光整加工。
7.根据权利要求6所述的密封环的加工方法，其特征在于：
在对密封环进行光整加工后对密封环的开口端面进行修整使密封环的开口端面平整。
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