CN111112959B - 一种低刚度高分子材料密封环的加工方法 - Google Patents
一种低刚度高分子材料密封环的加工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低刚度高分子材料密封环的加工方法:在筒形毛胚料上,粗车和精车密封环内外圆面;然后将密封环的两端毛胚车断,用专用真空吸盘夹具进行定位装夹,采用数控编程,一次加工出密封环一端端面上的切口和表面结构,然后在第二个工位的真空吸盘上,利用已加工出的部分切口,进行定位,一次加工出另一端端面上的切口和表面结构。本发明一次装夹定位即可完成一侧端面的所有加工步骤,通过两个工位的加工,即可得到密封环成品。本发明装夹和加工过程操作简单,保证了加工效率,并且避免了多次装夹定位,提高了加工精度。本发明采用了专用真空吸盘夹具进行定位装夹,避免了传统机械装夹方式导致密封环产生变形,提高了密封环的加工精度。
Description
技术领域
本发明属于密封件的机械加工领域,特别涉及一种低刚度高分子材料密封环的加工方法。
背景技术
胀圈型旋转密封环是车辆传动装置中的重要零部件,通常是一个截面为矩形且周向存在切口的圆环,安装在旋转轴上的环形槽中,在密封介质压力作用下紧贴旋转轴和壳体,达到密封效果。密封环的直径通常很大,约几十至上百毫米,但由于安装空间紧凑,密封环的内外径差和厚度只有几毫米,这导致密封环的刚度降低,在加工过程中夹持不当容易产生较大变形,难以保证尺寸和形状精度,尤其是切口部分的精度,这将导致密封环在工作中的漏损增大。另外,随着车辆传动装置向着高速化、功率密集化发展,为了降温减摩,提高密封性能,密封环材料常采用一些高分子工程塑料,且端面需要加工一些精度需求很高的槽状或点坑状结构,传统的装夹和加工方式存在操作繁琐或者装夹变形的问题,难以兼顾效率和精度。
中国专利CN104311033A公开了一种机械密封环的加工方法,该方法采用粉料压制成型,利用下冲模型芯在密封环环面上压制出泵送槽。模压法生产效率高,原材料损失小,但是模具制造复杂,不同规格密封环需配备多套模具,设备成本高,只适合大批量生产。此外,模压法加工精度在30微米左右,难以满足密封环高精度切口结构和浅槽结构的加工。中国专利CN107127529A公开了一种密封环的加工方法,该方法将筒形原料切削成螺旋形,切断后在胎具中进行加热定型。该方法工艺简单,成本低,尺寸稳定,解决了直径为数米的超大型塑料密封环的制备难题,但精度有限,同样不能满足高精度密封环的加工。中国专利CN108453522A公开了一种加工Ω环密封垫圈的专用工艺胎具,依靠螺栓和压板将密封环轴向固定,便于Ω环的内外圆和R部分的精车,保证了加工精度。中国专利CN109746704A公开了一种薄形密封环分体零件加工装置,采用锁紧螺栓实现夹具和密封环的紧固连接,结构简单,装夹方便。但上述两种方法对于低刚度易变形密封环难以进行高精度加工,且夹持后无法对密封环端面进行整体加工,影响了加工效率。中国专利CN103752919A公开了一种非圆胀圈型密封环加工方法,该方法在毛胚上铣削非圆轮廓的内外圆和部分切口后,利用专用夹具,通过非圆轮廓和切口位置进行定位,再加工剩余部分切口,并在另外一个夹具上,进行端面研磨。这种方式虽然保证了加工精度,但是重复装夹次数过多,加工效率低。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题,本发明要设计一种装夹和加工过程操作简单,既能保证加工效率,又能提高加工精度的低刚度高分子材料密封环的加工方法。
为了实现上述目的,本发明的基本思路是:在筒形毛胚料上,粗车和精车密封环内外圆;然后将密封环的两端毛胚车断,用专用真空吸盘夹具进行定位装夹,采用数控编程,一次加工出密封环一端端面上的切口和表面结构,然后在第二个工位的真空吸盘上,利用已加工出的部分切口,进行定位,一次加工出另一端端面上的切口和表面结构。
本发明的具体技术方案如下:一种低刚度高分子材料密封环的加工方法,所述的密封环的材料为高分子材料及其改性材料;外圆面的半径Ro为25-125mm,内外径差w为1-10mm,厚度t为1-10mm;两个端面上均具有一定深度的减摩功能结构;环向存在一个切口,所述的切口为多切面切口;所述的切口沿径向分内环切口和外环切口;内环切口为轴向切口,即左右两个切口面对接,外环切口为轴向-环向-轴向组合切口,即左搭臂和右搭臂搭接,左搭臂和右搭臂的上下对接面位于厚度t/2的平面上,且左搭臂和右搭臂的圆心角a相等、径向宽度相等、轴向厚度相等。
所述的加工方法,包括以下步骤:
A、在车床上,粗加工出密封环的内圆面、外圆面和端面A,然后精加工内圆面和外圆面,使密封环外圆半径为Ro,内外径差为w,最后车下厚度比t大0.2-0.4mm的密封环。
B、在数控铣床上,用工位A的专用真空吸盘夹具进行定位装夹,采用数控编程,精铣端面B、端面B上的减摩功能结构和外环切口的右搭臂,具体步骤如下:
B1、将密封环套在定位板上,使密封环内圆面贴紧定位板外圆面,端面A朝下;
B2、启动吸盘使密封环吸附于吸盘上板上;
B3、沿密封环的径向从外向内进刀,沿圆弧刀轨铣削密封环端面B;
B4、以内环切口的轴向中心面为基准,从轴向中心面左侧圆心角-a处开始,沿密封环的逆时针方向铣削出轴向深度为t/2的“Z”形切口,“Z”形切口的内环切口部分圆心角为2a、径向宽度为w/2,“Z”形切口的外环切口部分从轴向中心面开始的圆心角为2a、径向宽度为w/2;
B5、从切口的位置出发,沿顺时针方向依次加工端面B上的减摩功能结构。
C、在数控铣床上,用工位B的专用真空吸盘夹具进行定位装夹,采用数控编程,精铣端面A、端面A上的减摩功能结构和外环切口的左搭臂,具体步骤如下:
C1、工位B的定位板上有一块定位凸台,将密封环端面B朝下,使外环切口的右搭臂的环向对接面和内环切口的环向对接面均贴住定位凸台,实现精确定位;内圆面贴紧定位板外圆面;
C2、启动吸盘将密封环吸附在吸盘上板上;
C3、沿密封环的径向从外向内进刀,沿圆弧刀轨铣削密封环端面A;
C4、以内环切口的轴向中心面为基准,从轴向中心面左侧圆心角-a处开始,沿密封环的逆时针方向铣削出轴向深度为t/2的“Z”形切口,“Z”形切口的内环切口部分圆心角为2a、径向宽度为w/2,“Z”形切口的外环切口部分从轴向中心面开始的圆心角为2a、径向宽度为w/2;
C5、从切口的位置出发,沿顺时针方向依次加工端面A上的减摩功能结构;
D、加工完毕后,用小刀切开密封环左搭臂右下边缘与右搭臂左上边缘的粘连,并用小锉刀打磨,以确保装配后左搭臂和右搭臂准确搭接。
进一步地,所述的高分子材料包括PTFE、PEEK或PI树脂。
进一步地,所述的减摩功能结构包括矩形槽、梯形槽、弧形槽或点坑,或多种槽的组合。
进一步地,所述的专用真空吸盘夹具包括定位板、压紧螺钉、垫片、定位销、吸盘上板、吸盘底座、固定螺钉、气管接头、橡胶O形圈和堵头;所述的吸盘底座和吸盘上板通过4个固定螺钉相连,形成环形气腔,压紧的橡胶O形圈避免工作时气体通过吸盘底座和吸盘上板的缝隙进入环形气腔;吸盘上板上开有气体通道连通环形气腔和密封环的一个端面;吸盘上板与定位板通过定位销确定相对位置,并由压紧螺钉穿过垫片压紧固定。
进一步地,所述的气体通道由C形槽和通气孔组成,C形槽中线半径为(Ro+Ri)/2、宽度b为1mm、深度2mm,每隔45度有一个直径为1mm的通气孔,贯通吸盘上板。
进一步地,所述的专用真空吸盘夹具的定位板的精加工和装配,是在吸盘安装在数控铣床工作台之后,在批量加工密封环之前进行的,具体步骤如下:
S1、将两套未安装定位板的吸盘,固定在工位A和工位B处;
S2、精铣工位A的吸盘上板的上表面;
S3、通过压紧螺钉和垫片,将厚度为t/2的定位板的毛坯固定在吸盘上板的上表面;
S4、在压紧螺钉两侧,分别加工定位销孔,并在两个定位销孔内装入定位销;
S5、精铣定位板的外圆面,使定位板的外圆面半径等于密封环内圆面半径Ri,铣削最终深度低于吸盘上板的上表面,以保证定位板上不残留铣削圆角,避免影响密封环与定位板的配合;
S6、取下定位板,重新精铣吸盘上板的上表面,再把定位板安装回原位;
S7、按照步骤S2-S4对工位B的吸盘进行加工和装配;
S8、精铣定位板的外圆面和定位凸台,使定位板的外圆面半径等于密封环内圆面半径Ri,使定位凸台的外圆面半径Rc=Ro+2mm、圆心角为a,铣削最终深度低于吸盘上板的上表面,以保证定位板上不残留铣削圆角,避免影响密封环与定位板的配合;
S9、取下定位板,重新精铣吸盘上板的上表面,再把定位板安装回原位。
上述步骤使吸盘吸附面和机床z轴垂直,并确定工件坐标系,以保证批量生产时每个密封环的定位装夹精度。
在密封环加工过程中,需要吸附夹紧密封环时,启动吸盘,抽气泵从气管接头抽气,使环形气腔产生负压,从而对密封环端面产生吸附力,起到定位装夹作用。
加工一定数量的密封环之后,应打开堵头,放出环形气腔中吸入的切削液。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、本发明先在车床上加工密封环内外圆,然后切下密封环移至数控铣床,在专用的真空吸盘夹具上定位装夹,进行端面槽状或点坑状结构和切口结构的精细铣削加工,一次装夹定位即可完成一侧端面的所有加工步骤,通过两个工位的加工,即可得到密封环成品。本发明装夹和加工过程操作简单,保证了加工效率,并且避免了多次装夹定位,提高了加工精度。
2、本发明在低刚度密封环的加工中,采用了专用真空吸盘夹具进行定位装夹,避免了用传统机械装夹方式导致密封环工件产生变形,提高了密封环的加工精度;同时,采用了双工位铣削加工的工艺,优化了加工步骤,提高了加工效率。
3、本发明满足了新一代密封环对切口部分和端面减磨结构的高精度加工要求,并实现了高效低成本加工,具有广阔的经济效益。
附图说明
图1是本发明涉及的密封环示意图。
图2是本发明的专用真空吸盘夹具与密封环定位夹紧时的关系示意图。
图3是图2的D-D向剖视图。
图4是气体通道示意图。
图5是工位A上的定位板示意图。
图6是工位B上的定位板示意图。
图中:1、密封环,2、定位板,3、压紧螺钉,4、垫片,5、定位销,6、吸盘上板,7、吸盘底座,8、固定螺钉,9、气管接头,10、橡胶O型圈,11、堵头,12、环形气腔,13、气体通道;21、内圆面,22、外圆面,23、端面A,24、端面B,25、减摩功能结构,26、切口,27、右搭臂,28、左搭臂,29、定位凸台。
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。本发明的上下左右方向仅相对于附图,不对本发明构成任何方向上的限制。
如图1-6所示,一种低刚度高分子材料密封环的加工方法,所述的密封环1的材料为高分子材料及其改性材料;外圆面22的半径Ro为25-125mm,内外径差w为1-10mm,厚度t为1-10mm;两个端面上均具有一定深度的减摩功能结构25;环向存在一个切口26,所述的切口26为多切面切口;所述的切口26沿径向分内环切口和外环切口;内环切口为轴向切口,即左右两个切口面对接,外环切口为轴向-环向-轴向组合切口,即左搭臂28和右搭臂27搭接,左搭臂28和右搭臂27的上下对接面位于厚度t/2的平面上,且左搭臂28和右搭臂27的圆心角a相等、径向宽度相等、轴向厚度相等;
所述的加工方法,包括以下步骤:
B、在车床上,粗加工出密封环1的内圆面21、外圆面22和端面A23,然后精加工内圆面21和外圆面22,使密封环1外圆半径为Ro,内外径差为w,最后车下厚度比t大0.2-0.4mm的密封环1;
B、在数控铣床上,用工位A的专用真空吸盘夹具进行定位装夹,采用数控编程,精铣端面B24、端面B24上的减摩功能结构25和外环切口26的右搭臂27,具体步骤如下:
B1、将密封环1套在定位板2上,使密封环1内圆面21贴紧定位板2外圆面22,端面A23朝下;
B2、启动吸盘使密封环1吸附于吸盘上板6上;
B3、沿密封环1的径向从外向内进刀,沿圆弧刀轨铣削密封环1端面B24;
B4、以内环切口26的轴向中心面为基准,从轴向中心面左侧圆心角-a处开始,沿密封环1的逆时针方向铣削出轴向深度为t/2的“Z”形切口26,“Z”形切口26的内环切口26部分圆心角为2a、径向宽度为w/2,“Z”形切口26的外环切口26部分从轴向中心面开始的圆心角为2a、径向宽度为w/2;
B5、从切口26的位置出发,沿顺时针方向依次加工端面B24上的减摩功能结构25。
C、在数控铣床上,用工位B的专用真空吸盘夹具进行定位装夹,采用数控编程,精铣端面A23、端面A23上的减摩功能结构25和外环切口26的左搭臂28,具体步骤如下:
C1、工位B的定位板2上有一块定位凸台29,将密封环1端面B24朝下,使外环切口26的右搭臂27的环向对接面和内环切口26的环向对接面均贴住定位凸台29,实现精确定位;内圆面21贴紧定位板2外圆面22;
C2、启动吸盘将密封环1吸附在吸盘上板6上;
C3、沿密封环1的径向从外向内进刀,沿圆弧刀轨铣削密封环1端面A23;
C4、以内环切口26的轴向中心面为基准,从轴向中心面左侧圆心角-a处开始,沿密封环1的逆时针方向铣削出轴向深度为t/2的“Z”形切口26,“Z”形切口26的内环切口26部分圆心角为2a、径向宽度为w/2,“Z”形切口26的外环切口26部分从轴向中心面开始的圆心角为2a、径向宽度为w/2;
C5、从切口26的位置出发,沿顺时针方向依次加工端面A23上的减摩功能结构25;
D、加工完毕后,用小刀切开密封环1左搭臂28右下边缘与右搭臂27左上边缘的粘连,并用小锉刀打磨,以确保装配后左搭臂28和右搭臂27准确搭接。
进一步地,所述的高分子材料包括PTFE、PEEK或PI树脂。
进一步地,所述的减摩功能结构25包括矩形槽、梯形槽、弧形槽或点坑,或多种槽的组合。
进一步地,所述的专用真空吸盘夹具包括定位板2、压紧螺钉3、垫片4、定位销5、吸盘上板6、吸盘底座7、固定螺钉8、气管接头9、橡胶O形圈10和堵头11;所述的吸盘底座7和吸盘上板6通过4个固定螺钉8相连,形成环形气腔12,压紧的橡胶O形圈10避免工作时气体通过吸盘底座7和吸盘上板6的缝隙进入环形气腔12;吸盘上板6上开有气体通道13连通环形气腔12和密封环1的一个端面;吸盘上板6与定位板2通过定位销5确定相对位置,并由压紧螺钉3穿过垫片4压紧固定。
进一步地,所述的气体通道13由C形槽和通气孔组成,C形槽中线半径为(Ro+Ri)/2、宽度b为1mm、深度2mm,每隔45度有一个直径为1mm的通气孔,贯通吸盘上板6。
进一步地,所述的专用真空吸盘夹具的定位板2的精加工和装配,在吸盘安装在数控铣床工作台之后,在批量加工密封环1之前进行,具体步骤如下:
S1、将两套未安装定位板2的吸盘,分别固定在工位A和工位B处;
S2、精铣工位A的吸盘上板6的上表面;
S3、通过压紧螺钉3和垫片4,将厚度为t/2的定位板2的毛坯固定在吸盘上板6的上表面;
S4、在压紧螺钉3两侧,分别加工定位销5孔,并在两个定位销5孔内装入定位销5;
S5、精铣定位板2的外圆面22,使定位板2的外圆面22半径等于密封环1内圆面21半径Ri,铣削最终深度低于吸盘上板6的上表面,以保证定位板2上不残留铣削圆角,避免影响密封环1与定位板2的配合;
S6、取下定位板2,重新精铣吸盘上板6的上表面,再把定位板2安装回原位;
S7、按照步骤S2-S4对工位B的吸盘进行加工和装配;
S8、精铣定位板2的外圆面22和定位凸台29,使定位板2的外圆面22半径等于密封环1内圆面21半径Ri,使定位凸台29的外圆面22半径Rc=Ro+2mm、圆心角为a,铣削最终深度低于吸盘上板6的上表面,以保证定位板2上不残留铣削圆角,避免影响密封环1与定位板2的配合;
S9、取下定位板2,重新精铣吸盘上板6的上表面,再把定位板2安装回原位。
上述步骤使吸盘吸附面和机床z轴垂直,并确定工件坐标系,以保证批量生产时每个密封环1的定位装夹精度。
在密封环1加工过程中,需要吸附夹紧密封环1时,启动吸盘,抽气泵从气管接头9抽气,使环形气腔12产生负压,从而对密封环1端面产生吸附力,起到定位装夹作用。
加工一定数量的密封环1之后,应打开堵头11,放出环形气腔12中吸入的切削液。
本发明的实施例如下:
某型重载车辆的湿式离合器中,采用多级结构的密封环进行密封,安装在进油衬套和配油套之间,阻止液压油从两者之间的缝隙泄漏,维持配油压力稳定。密封环材料为填充PTFE材料,弹性模量约0.4GPa,外圆面半径Ro为63.5mm,径向宽度w要求2.9±0.1mm,轴向厚度t要求2.6±0.05mm,两端端面除了切口位置外,周向分布17个矩形槽,宽度1.5mm,径向深度2mm,轴向深度0.2±0.01mm,相邻槽间隔20度,切口中心位置与相邻槽也分别间隔20度,切口左右搭臂对应的圆心角为6°。该密封环是典型的低刚度密封环,且端面结构的轴向深度精度要求较高。
本实施例的具体的加工工艺步骤如下:
1、在车床上,粗车出密封环1的内圆面21、外圆面22和轴向端面A23,然后精车内圆面21和外圆面22,使密封环外圆半径为63.5mm,内外径差达到2.9±0.1mm,最后车下密封环1,使厚度达到3.0mm。
车削密封环内圆面21、外圆面22和轴向端面A23时分为粗加工和精加工,粗加工工艺参数:转速350r/min,进给速度0.035mm/r,单边留余量0.1mm;精加工工艺参数:转速400r/min,进给速度0.030mm/r。
2、在工位A,将密封环1套在定位板2上,使密封环内圆面21贴紧定位板2,轴向端面A23朝下,然后启动吸盘使密封环1吸附于吸盘上板6上;然后,沿密封环1的径向从外向内进刀,沿圆弧刀轨铣削密封环轴向端面B24,使密封环厚度为2.8mm;然后,在切口26处,以内环切口的轴向中心面为基准,从轴向中心面左侧圆心角-3°处开始,沿密封环的逆时针方向铣削出轴向深度为1.3mm的“Z”形切口,“Z”形切口的内环切口部分圆心角为6°、径向宽度为1.45mm,“Z”形切口的外环切口部分从轴向中心面开始的圆心角为6°、径向宽度为1.45mm;然后,从切口26的位置出发,沿顺时针依次加工轴向端面B24上的矩形槽,使其深度为0.2±0.01mm,相邻槽之间刀具不进行Z向移动,以避免Z轴重复运动精度造成的矩形槽深度尺寸的偏差。
数控铣削密封环轴向端面B24的工艺参数:铣刀直径1mm,转速3000r/min,进给速度150mm/min;数控铣削“Z”形切口和端面矩形槽的工艺参数:铣刀直径1mm,转速3000r/min,进给速度50mm/min。
3、在工位B,将步骤2得到的密封环轴向端面B24朝下,套在定位板2上,使外环切口的右搭臂27的环向对接面和内环切口的环向对接面均贴住定位凸台29的两侧,实现精确定位,内圆面21贴紧定位板2,然后启动吸盘将密封环1吸附在吸盘上板6上;然后,沿密封环1的径向从外向内进刀,沿圆弧刀轨铣削密封环轴向端面A23,使密封环厚度为2.6±0.05mm;然后,在切口26处,以内环切口的轴向中心面为基准,从轴向中心面左侧圆心角-3°处开始,沿密封环的逆时针方向铣削出轴向深度为1.3mm的“Z”形切口,“Z”形切口的内环切口部分圆心角为6°、径向宽度为1.45mm,“Z”形切口的外环切口部分从轴向中心面开始的圆心角为6°、径向宽度为1.45mm;然后,从切口26的位置出发,沿顺时针依次加工轴向端面A23上的矩形槽,使其深度为0.2±0.01mm。该步骤的数控加工程序与步骤2完全相同。
数控铣削密封环轴向端面A23的工艺参数:铣刀直径1mm,转速3000r/min,进给速度150mm/min;数控铣削“Z”形切口和端面矩形槽的工艺参数:铣刀直径1mm,转速3000r/min,进给速度50mm/min。
加工完毕后,取下密封环1,用小刀切开密封环左搭臂28右下边缘与右搭臂27左上边缘的粘连,并用小锉刀打磨,以确保装配后左搭臂28和右搭臂27准确搭接,搭接部分的厚度t为2.6±0.05mm。
本发明不局限于本实施例,任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变,均列为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种低刚度高分子材料密封环的加工方法,所述的密封环(1)的材料为高分子材料及其改性材料;外圆面(22)的半径Ro为25-125 mm,内外径差w为1-10 mm,厚度t为1-10 mm;两个端面上均具有一定深度的减摩功能结构(25);环向存在一个切口(26),所述的切口(26)为多切面切口;所述的切口(26)沿径向分内环切口和外环切口;内环切口为轴向切口,即左右两个切口面对接,外环切口为轴向-环向-轴向组合切口,即左搭臂(28)和右搭臂(27)搭接,左搭臂(28)和右搭臂(27)的上下对接面位于厚度t/2的平面上,且左搭臂(28)和右搭臂(27)的圆心角相等、径向宽度相等、轴向厚度相等;
其特征在于:所述的加工方法,包括以下步骤:
A、在车床上,粗加工出密封环(1)的内圆面(21)、外圆面(22)和端面A(23),然后精加工内圆面(21)和外圆面(22),使密封环(1)外圆半径为Ro,内外径差为w,最后车下厚度比t大0.2-0.4mm的密封环(1);
B、在数控铣床上,用工位A的专用真空吸盘夹具进行定位装夹,采用数控编程,精铣端面B(24)、端面B(24)上的减摩功能结构(25)和外环切口的左搭臂(28),具体步骤如下:
B1、将密封环(1)套在定位板(2)上,使密封环(1)内圆面(21)贴紧定位板(2)外圆面(22),端面A(23)朝下;
B2、启动专用真空吸盘夹具使密封环(1)吸附于吸盘上板(6)上;
B3、沿密封环(1)的径向从外向内进刀,沿圆弧刀轨铣削密封环(1)端面B(24);
B4、以内环切口的轴向中心面为基准,从轴向中心面左侧圆心角-a处开始,沿密封环(1)的逆时针方向铣削出轴向深度为t/2的“Z”形切口(26),“Z”形切口(26)的内环切口部分圆心角为2a、径向宽度为w/2;“Z”形切口(26)的外环切口部分从轴向中心面开始的圆心角为2a、径向宽度为w/2;
B5、从切口(26)的位置出发,沿顺时针方向依次加工端面B(24)上的减摩功能结构(25);
C、在数控铣床上,用工位B的专用真空吸盘夹具进行定位装夹,采用数控编程,精铣端面A(23)、端面A(23)上的减摩功能结构(25)和外环切口的右搭臂(27),具体步骤如下:
C1、工位B的定位板(2)上有一块定位凸台(29),将密封环(1)端面B(24)朝下,使外环切口的右搭臂(27)的环向对接面和内环切口的环向对接面均贴住定位凸台(29),实现精确定位;内圆面(21)贴紧定位板(2)外圆面(22);
C2、启动专用真空吸盘夹具将密封环(1)吸附在吸盘上板(6)上;
C3、沿密封环(1)的径向从外向内进刀,沿圆弧刀轨铣削密封环(1)端面A(23);
C4、以内环切口的轴向中心面为基准,从轴向中心面左侧圆心角-a处开始,沿密封环(1)的逆时针方向铣削出轴向深度为t/2的“Z”形切口(26),“Z”形切口(26)的内环切口部分圆心角为2a、径向宽度为w/2;“Z”形切口(26)的外环切口部分从轴向中心面开始的圆心角为2a、径向宽度为w/2;
C5、从切口(26)的位置出发,沿顺时针方向依次加工端面A(23)上的减摩功能结构(25);
D、加工完毕后,用小刀切开密封环(1)左搭臂(28)右下边缘与右搭臂(27)左上边缘的粘连,并用小锉刀打磨,以确保装配后左搭臂(28)和右搭臂(27)准确搭接。
2.根据权利要求1所述的一种低刚度高分子材料密封环的加工方法,其特征在于:所述的高分子材料包括PTFE、PEEK或PI树脂。
3.根据权利要求1所述的一种低刚度高分子材料密封环的加工方法,其特征在于:所述的减摩功能结构(25)包括矩形槽、梯形槽、弧形槽或点坑,或前述四种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种低刚度高分子材料密封环的加工方法,其特征在于:所述的专用真空吸盘夹具包括定位板(2)、压紧螺钉(3)、垫片(4)、定位销(5)、吸盘上板(6)、吸盘底座(7)、固定螺钉(8)、气管接头(9)、橡胶O形圈(10)和堵头(11);所述的吸盘底座(7)和吸盘上板(6)通过4个固定螺钉(8)相连,形成环形气腔(12),压紧的橡胶O形圈(10)避免工作时气体通过吸盘底座(7)和吸盘上板(6)的缝隙进入环形气腔(12);吸盘上板(6)上开有气体通道(13)连通环形气腔(12)和密封环(1)的一个端面;吸盘上板(6)与定位板(2)通过定位销(5)确定相对位置,并由压紧螺钉(3)穿过垫片(4)压紧固定。
5.根据权利要求4所述的一种低刚度高分子材料密封环的加工方法,其特征在于:所述的气体通道(13)由C形槽和通气孔组成,C形槽中线半径为(Ro+Ri)/2、宽度b为1 mm、深度2mm,每隔45度有一个直径为1 mm的通气孔,贯通吸盘上板(6);Ri为内圆面(21)的半径。
6.根据权利要求1所述的一种低刚度高分子材料密封环的加工方法,其特征在于:专用真空吸盘夹具的定位板(2)的精加工和装配,在专用真空吸盘夹具安装在数控铣床工作台之后,在加工密封环(1)之前进行,具体步骤如下:
S1、将两套未安装定位板(2)的专用真空吸盘夹具,分别固定在工位A和工位B处;
S2、精铣工位A的吸盘上板(6)的上表面;
S3、通过压紧螺钉(3)和垫片(4),将厚度为t/2的定位板(2)的毛坯固定在吸盘上板(6)的上表面;
S4、在压紧螺钉(3)两侧,分别加工定位销孔,并在两个定位销孔内装入定位销(5);
S5、精铣定位板(2)的外圆面(22),使定位板(2)的外圆面(22)半径等于密封环(1)内圆面(21)半径Ri ;
S6、取下定位板(2),重新精铣吸盘上板(6)的上表面,再把定位板(2)安装回原位;
S7、按照步骤S2-S4对工位B的专用真空吸盘夹具进行加工和装配;
S8、精铣工位B的定位板(2)的外圆面(22)和定位凸台(29),使工位B的定位板(2)的外圆面(22)半径等于密封环(1)内圆面(21)半径Ri,使定位凸台(29)的外圆面(22)半径Rc=Ro+2 mm、圆心角为a;
S9、取下工位B的定位板(2),重新精铣吸盘上板(6)的上表面,再把工位B的定位板(2)安装回原位。
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