[发明专利]一种唇形密封圈制造方法及专用工装

说明书

技术领域

本发明涉及一种唇形密封圈制造方法及专用工装，尤其涉及一种高精密加工超低温阀门用唇形非金属密封圈的方法，属于阀门密封件制造技术领域。

背景技术

唇形非金属密封圈（如图1所示）具有密封性好、不易变形和不易松动脱落等优点，因此在阀门产品中得到了广泛的应用。常温下使用的唇形非金属密封圈自身弹性好，通常不需要太高的尺寸精度便能满足密封要求。但对于超低温环境下（例如-196℃—-269℃）使用的超低温LNG阀门来说，即使所采用的是抗低温的聚三氟氯乙烯材料制造的密封圈，也会发生硬化，从而使其弹性大幅度降低。这就需要此类密封圈具有非常高的尺寸精度，以保证其在很小的弹性变形条件下便能满足一定的密封比压，达到所需的密封要求。另外，密封圈与阀体零件相配合的表面粗糙度也会显著影响其相互之间的相对磨损，接触面过于粗糙不仅会产生泄漏通道，并且还会加快密封圈的磨损。

因此，常规注塑方法得到的密封圈尺寸精度不能满足要求，而采用机械加工提高尺寸精度又会遇到材料自身弹性大、难以夹持固定，即使被夹持也会在刀具作用下产生弹性变形、无法使成品达到所需精度的难题。此外，由于上述密封材料具有热涨冷缩的性质，即使密封圈在室温下经机械加工达到了尺寸精度，也会出现在低温下与阀门之间因收缩率不同而导致配合不够严密的现象，从而影响使用环境下的密封性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的种种问题，提出一种不仅可以达到所需的尺寸精度、而且可以解决低温使用状态下配合不严难题的唇形密封圈制造方法及专用工装，从而消除安全隐患、确保氧气输送安全。

为了达到上述目的，本发明的唇形密封圈制造方法包括以下基本步骤：

第一步、将聚三氟氯乙烯模压成各面均留有加工余量的U形槽截面初始环坯；

第二步、将初始环坯放入两半圆模周向对合而成的内钳夹具中，以初始环坯截面的U形槽定位固定后，置于液氮中8-10小时深冷；

第三步、将夹持深冷初始环坯的内钳夹具装夹在车床上，对裸露的内圆及两端面进行精车，制成半成品环坯；

第四步、将半成品环坯连同内钳夹具一起放入液氮中3-5小时再次深冷后，取出装夹到机床上对精车后的内圆及两端面进行抛光；

第五步：将抛光后的半成品环坯从内钳夹具上卸下后，放入两圆环模轴向对合而成的外撑夹具中，以半成品环坯的内圆及两端面定位固定后，置于液氮中8-10小时深冷；

第六步、将夹持深冷初始环坯的外撑夹具装夹在车床上，对裸露的外圆及U形槽表面进行精车，将U形槽加工成唇形凹槽，制成准成品环坯；

第七步、将准成品环坯连同外撑夹具一起放入液氮中3-5小时再次深冷后，取出装夹到机床上对精车后的外圆及唇形凹槽表面进行抛光。

为避免因升温而影响加工精度，以上第三步、第四步以及第六步、第七步中分别对工件表面喷洒液氮进行冷却。

用于实现上述方法的专用工装包括内钳夹具和外撑夹具；

所述内钳夹具由分别呈Ω状半圆的左半模和右半模对合而成；所述左半模和右半模的对合处分别径向延伸出具有定位销孔和紧固件孔的边缘；所述左半模和右半模的内圆截面呈与留有加工余量高压唇形密封圈初始环坯U形槽截面开口宽度相配的实体U形；对合后，相对边缘通过定位销定位、并借助紧固件紧固；

所述外撑夹具由分别呈环形的上半模和下右半模对合而成，所述上半模和下半模的对合面外侧分别具有与高压唇形密封圈圆弧端面和平直端面以及内径相配的凹缺；对合后，通过穿过上半模和下半模对合面内侧定位孔的定位销定位、并借助紧固件紧固。

本发明不仅进行精加工时可有效防止材料弹性变形对尺寸精度的影响，而且加工时的温度与使用时的温度相当，因此避免了热胀冷缩效应对使用状态密封性能的不利影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例一的唇形非金属密封圈成品结构示意图。

图2为图1实施例的唇形非金属密封圈初始坯料。

图3 为图1实施例内嵌夹具夹持状态结构示意图。

图4 为图3的俯视图。

图5为图1实施例外撑夹具夹持状态结构示意图。

图6为图5的俯视图。

具体实施方式

实施例一