[发明专利]一种低刚度高分子材料密封环的加工方法

说明书

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。

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R_o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。