[發明專利]一種低剛度高分子材料密封環的加工方法

有效

• 申請號: 202010023780.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111112959B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 周平;秦自臻;閆英;郭東明
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;F16J15/16
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發明公開了一種低剛度高分子材料密封環的加工方法：在筒形毛胚料上，粗車和精車密封環內外圓面；然后將密封環的兩端毛胚車斷，用專用真空吸盤夾具進行定位裝夾，采用數控編程，一次加工出密封環一端端面上的切口和表面結構，然后在第二個工位的真空吸盤上，利用已加工出的部分切口，進行定位，一次加工出另一端端面上的切口和表面結構。本發明一次裝夾定位即可完成一側端面的所有加工步驟，通過兩個工位的加工，即可得到密封環成品。本發明裝夾和加工過程操作簡單，保證了加工效率，并且避免了多次裝夾定位，提高了加工精度。本發明采用了專用真空吸盤夾具進行定位裝夾，避免了傳統機械裝夾方式導致密封環產生變形，提高了密封環的加工精度。

技術領域

本發明屬于密封件的機械加工領域，特別涉及一種低剛度高分子材料密封環的加工方法。

背景技術

脹圈型旋轉密封環是車輛傳動裝置中的重要零部件，通常是一個截面為矩形且周向存在切口的圓環，安裝在旋轉軸上的環形槽中，在密封介質壓力作用下緊貼旋轉軸和殼體，達到密封效果。密封環的直徑通常很大，約幾十至上百毫米，但由于安裝空間緊湊，密封環的內外徑差和厚度只有幾毫米，這導致密封環的剛度降低，在加工過程中夾持不當容易產生較大變形，難以保證尺寸和形狀精度，尤其是切口部分的精度，這將導致密封環在工作中的漏損增大。另外，隨著車輛傳動裝置向著高速化、功率密集化發展，為了降溫減摩，提高密封性能，密封環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狀或點坑狀結構，傳統的裝夾和加工方式存在操作繁瑣或者裝夾變形的問題，難以兼顧效率和精度。

中國專利CN104311033A公開了一種機械密封環的加工方法，該方法采用粉料壓制成型，利用下沖模型芯在密封環環面上壓制出泵送槽。模壓法生產效率高，原材料損失小，但是模具制造復雜，不同規格密封環需配備多套模具，設備成本高，只適合大批量生產。此外，模壓法加工精度在30微米左右，難以滿足密封環高精度切口結構和淺槽結構的加工。中國專利CN107127529A公開了一種密封環的加工方法，該方法將筒形原料切削成螺旋形，切斷后在胎具中進行加熱定型。該方法工藝簡單，成本低，尺寸穩定，解決了直徑為數米的超大型塑料密封環的制備難題，但精度有限，同樣不能滿足高精度密封環的加工。中國專利CN108453522A公開了一種加工Ω環密封墊圈的專用工藝胎具，依靠螺栓和壓板將密封環軸向固定，便于Ω環的內外圓和R部分的精車，保證了加工精度。中國專利CN109746704A公開了一種薄形密封環分體零件加工裝置，采用鎖緊螺栓實現夾具和密封環的緊固連接，結構簡單，裝夾方便。但上述兩種方法對于低剛度易變形密封環難以進行高精度加工，且夾持后無法對密封環端面進行整體加工，影響了加工效率。中國專利CN103752919A公開了一種非圓脹圈型密封環加工方法，該方法在毛胚上銑削非圓輪廓的內外圓和部分切口后，利用專用夾具，通過非圓輪廓和切口位置進行定位，再加工剩余部分切口，并在另外一個夾具上，進行端面研磨。這種方式雖然保證了加工精度，但是重復裝夾次數過多，加工效率低。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種裝夾和加工過程操作簡單，既能保證加工效率，又能提高加工精度的低剛度高分子材料密封環的加工方法。

為了實現上述目的，本發明的基本思路是：在筒形毛胚料上，粗車和精車密封環內外圓；然后將密封環的兩端毛胚車斷，用專用真空吸盤夾具進行定位裝夾，采用數控編程，一次加工出密封環一端端面上的切口和表面結構，然后在第二個工位的真空吸盤上，利用已加工出的部分切口，進行定位，一次加工出另一端端面上的切口和表面結構。

本發明的具體技術方案如下：一種低剛度高分子材料密封環的加工方法，所述的密封環的材料為高分子材料及其改性材料；外圓面的半徑R_o為25-125mm，內外徑差w為1-10mm，厚度t為1-10mm；兩個端面上均具有一定深度的減摩功能結構；環向存在一個切口，所述的切口為多切面切口；所述的切口沿徑向分內環切口和外環切口；內環切口為軸向切口，即左右兩個切口面對接，外環切口為軸向-環向-軸向組合切口，即左搭臂和右搭臂搭接，左搭臂和右搭臂的上下對接面位于厚度t/2的平面上，且左搭臂和右搭臂的圓心角a相等、徑向寬度相等、軸向厚度相等。