CN118926834A - 一种封严涨圈的加工方法及其加工装置 - Google Patents

Abstract

一种封严涨圈的加工方法及其加工装置，属于涨圈生产技术领域。方法如下：对生产原材料进行时效热处理；对两端面及外径进行研磨；外壁切割Z型开口；对开口状态进行热处理定型；对开口尺寸进行校准后对两端面进行研磨；对外径研磨加工；对内径研磨加工；对开口尺寸再次进行校准后再次对两端面进行研磨；通过泄漏量测量装置进行泄漏量检验。本发明采用垫片固定涨圈轴向开口尺寸，然后进行粗研和精研，精确控制涨圈的加工过程，确保了涨圈的总厚度及轴向开口尺寸同时满足零件要求。此外，经过热处理定型后的磨削处理，使得封严涨圈的泄漏量符合最终使用性能，提高了铸铁类封严涨圈产品加工的成品率及性能。

Description

一种封严涨圈的加工方法及其加工装置

技术领域

本发明涉及一种封严涨圈的加工方法及其加工装置，属于涨圈生产技术领域。

背景技术

封严涨圈应用于轴承类零件与安装壳体间的密封。通过成组使用，在滑油压力的作用下，封严涨圈紧贴涨圈槽的一侧，利用涨圈的外圆柱面和贴紧端面共同实现密封效果。

在封严涨圈的应用过程中，其与壳体的紧密接触是保证密封效果的关键。为确保封严涨圈外圆柱面能够紧贴壳体内径，封严涨圈需要具有足够的径向涨紧力。若涨紧力过小，则涨圈外圆柱面与壳体内径之间的贴合度不足，无法有效实现密封功能。因此，径向涨紧力的大小是封严涨圈设计与制造过程中的重要技术指标。此外，封严涨圈的泄漏量同样是衡量其性能是否合格的关键因素。泄漏量的大小直接反映了涨圈的密封效果，对于确保整个系统的正常运行具有重要意义。

现有技术中的封严涨圈的生产过程为：毛坯-外形车削-时效处理-外形精车-线切割开口-校准开口尺寸后磨削两侧端面，上述方法在保证图纸尺寸要求时，涨圈开口尺寸及泄漏量却很难达到使用要求。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种封严涨圈的加工方法及其加工装置。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种封严涨圈的加工方法，所述方法包括如下步骤：

S1：对生产原材料进行时效热处理；

S2：将S1所得过程件加工成环状件并对其两端面及外径进行研磨处理；

S3：将S2所得过程件在零件外壁切割一处Z型开口；

S4：通过热固定夹具配合热处理方法对S3所得过程件的开口状态进行热处理定型；

S5：对S4所得过程件的开口尺寸进行校准后对其两端面进行研磨；

S6：通过外径研磨夹具对S5所得过程件进行外径研磨加工；

S7：通过内径研磨夹具对S6所得过程件进行内径研磨加工；

S8：对S7所得过程件的开口尺寸再次进行校准后再次对其两端面进行研磨；

S9：对S8所得过程件通过泄漏量测量装置进行泄漏量检验。

本发明S4所述热固定夹具包括底座、拉杆、压盘、楔块、定位轴、挡销以及调整轴；所述底座的上端插接有定位轴、多个拉杆以及多组挡销，所述定位轴的上端插接有调整轴，所述调整轴、多个拉杆以及多组挡销的上端均与压盘插接，每个所述拉杆与压盘的上表面之间均插接有楔块。

本发明S6所述外径研磨夹具包括底板一、支撑杆一、压紧螺栓一以及压板一；所述底板一内端上表面与多个支撑杆一以及多个压紧螺栓一的下端连接，底板一上端设有多个压板一，每个所述压板一的内端分别与对应的支撑杆一连接，每个压板一的中部分别与对应的压紧螺栓一插接，并每个压板一与底板一分别通过对应的压紧螺栓一压紧连接。

本发明S7所述内径研磨夹具包括底板二、压板二、压紧螺栓二以及支撑杆二；所述底板二外端上表面与多个压紧螺栓二以及多个支撑杆二的下端连接，底板二上端设有多个压板二，每个所述压板二的外端分别与对应的支撑杆二连接，每个压板二的中部分别与对应的压紧螺栓二插接，并每个压板二与底板二分别通过对应的压紧螺栓二压紧连接。

本发明S9所述泄漏量测量装置包括底盘、立板、定位板、密封套、接油嘴、支套以及进油嘴；所述底盘的上表面与立板的下端固定连接，所述立板的侧面与定位板固定连接，所述定位板为筒状结构且端部封闭设置，定位板的外壁设有集油槽以及两个涨圈槽，定位板的外侧套装有支套，所述支套为筒状结构，且支套的外壁设有多个过油孔，所述过油孔位于两个涨圈槽之间；支套的外侧套装有密封套，所述密封套为筒状结构且端部封闭设置，密封套的封闭端与定位板的封闭端之间构成集油腔；密封套的内壁设有入油槽，且密封套外壁的上端设有入油孔，所述入油孔与入油槽连通设置，且入油孔内插接有进油嘴；密封套外壁的下端设有两个出油孔，两个所述出油孔分别与集油槽以及集油腔对应连通设置，每个出油孔内均插接有接油嘴。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用线切割方式加工Z形开口，操作简单高效，节约了传统加工中心铣削的占用时间，减少了刀具的消耗成本，提高了生产效率。

2、本发明通过热处理固定涨圈开口状态，使涨圈具有较稳定的开口形状，确保了涨圈装入零件密封槽后，能够通过涨紧力紧密贴合安装体的内径，满足零件规定的设计要求。

3、本发明采用垫片固定涨圈轴向开口尺寸，然后进行粗研和精研，精确控制涨圈的加工过程，确保了涨圈的总厚度及轴向开口尺寸同时满足零件要求。此外，经过热处理定型后的磨削处理，使得封严涨圈的泄漏量符合最终使用性能，提高了铸铁类封严涨圈产品加工的成品率及性能。

附图说明

图1是本发明的热固定夹具的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是底座的结构示意图；

图4是图3的剖视图；

图5是压盘的结构示意图；

图6是图5的剖视图；

图7是外径研磨夹具的结构示意图；

图8是内径研磨夹具的结构示意图；

图9是泄漏量测量装置的结构示意图；

图10是定位板的结构示意图；

图11是支套的结构示意图；

图12是密封套的结构示意图；

图13是零件Z型开口的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种封严涨圈的加工方法，所述方法包括如下步骤：

S1：对生产原材料(管型毛坯材料)进行时效热处理；

S2：将S1所得过程件加工成具有厚度的环状件并对其两端面及外径进行研磨处理；

S3：将S2所得过程件使用线切割方式在零件外壁沿径向方向线切割一处Z型开口；

S4：通过热固定夹具配合热处理方法对S3所得过程件的开口状态进行热处理定型；

S401：将一组十个待加工封严涨圈2上下叠放依次放入每组挡销8的两个挡销8之间；

S402：通过调整轴9将封严涨圈2的Z型开口撑开；

S403：通过压盘4分别穿过六组挡销8、四处拉杆3以及一处调整轴9压紧封严涨圈2；

S404：将楔块5分别穿入对应的拉杆3的楔块安装孔内，使压盘4达到压紧状态；

S405：对一组封严涨圈2进行真空热处理；

S406：对S405所得一组过程件进行炉冷处理；

S407：对S406所得一组过程件进行空冷处理；

S408：对剩余每组封严涨圈2分别重复S401-S407。

S5：对S4所得过程件的开口尺寸通过重物、分级垫片进行校准后对其两端面进行研磨；

S501：对S4所得过程件以分级垫片填充涨圈轴向开口使其达到要求的开口尺寸；

S502：将其中一组分级垫片装入涨圈轴向开口内，垫片厚度达到零件开口尺寸要求；

S503：将S502所得涨圈的一端放置在研磨台面上，另一端压上重物，研磨下端面；

S504：重复以上步骤研磨另一端面。

开口尺寸校准分级垫片为圆弧段状垫片，按照0.02mm一级制作有12级，使用分级垫片垫起涨圈轴向开口间隙研磨涨圈两端面，配合重物不断检查两个研磨端面的平行度直到满足要求位置。

S6：通过外径研磨夹具对S5所得过程件进行外径研磨加工；

S601：将待加工封严涨圈2套装至底板一7的外径处，若零件数量不足时则使用对应的垫圈代替零件；

S602：待零件安装完毕后，将压板一12安装在支撑杆一10和压紧螺栓一11上；

S603：旋转压紧螺栓一11上的螺母使压板一12压紧封严涨圈2；

S604：对封严涨圈2进行外径研磨。

S7：通过内径研磨夹具对S6所得过程件进行内径研磨加工；

S701：将待加工封严涨圈2安装至底板二13的内径台阶面上，若零件数量不足时则使用对应的垫圈代替零件；

S702：待零件安装完毕后，将压板二14安装在支撑杆二16和压紧螺栓二15上；

S703：旋转压紧螺栓二15上的螺母使压板二14压紧封严涨圈2；

S704：对封严涨圈2进行内径研磨。

S8：对S7所得过程件的开口尺寸再次通过重物、分级垫片进行校准后再次对其两端面进行研磨；

S9：对S8所得过程件通过泄漏量测量装置进行泄漏量检验。

S901：进油嘴24与滑油泵连接，滑油从进油嘴24进入；

S902：滑油从入油孔21-2进入入油槽21-1；

S903：当滑油充满入油槽21-1后通过多个过油孔23-1进入定位板19与支套23之间的间隙；

S904：滑油分别流经两个封严涨圈2后，分别进入集油槽19-2以及集油腔25中；

S905：集油槽19-2以及集油腔25中的滑油分别通过对应的接油嘴22流出至对应的量杯中。

S4所述热固定夹具包括底座1、拉杆3、压盘4、楔块5、定位轴6、挡销8以及调整轴9；所述底座1的上端插接有定位轴6、多个拉杆3以及多组挡销8，所述定位轴6的上端插接有调整轴9，所述调整轴9、多个拉杆3以及多组挡销8的上端均与压盘4插接，每个所述拉杆3与压盘4的上表面之间均插接有楔块5。

所述底座1以及压盘4均为中空圆盘结构，底座1沿其圆周方向均布有六组挡销安装孔1-1、四处拉杆安装沉孔1-2以及一处调整轴工型安装通孔1-3，每处拉杆安装沉孔1-2内均加工有一处角向限位孔1-4；

每组(6组)挡销8均包括两个沿底座1径向设置的挡销8，每个挡销8均为阶梯轴结构，小直径端通过销孔方式装配至底座1上；每个拉杆3的主体均为阶梯柱结构，沿径向设有楔块安装孔，从底座1的下端穿入装配至底座1的拉杆安装沉孔1-2内，并用圆柱销限定拉杆3相对拉杆安装沉孔1-2的角向；所述定位轴6从底座1的下端装入调整轴工型安装通孔1-3内；所述调整轴9外形为阶梯轴结构，大端加工有沉孔，从底座1的调整轴工型安装通孔1-3上端进入，沉孔套装至定位轴6的小端。

所述压盘4沿其圆周方向均布有六处键槽形通孔4-1、四处大圆柱形通孔4-2以及一处小直径通孔4-3，六处键槽形通孔4-1用于与六组挡销8的上端插接，四处大圆柱形通孔4-2用于与四处拉杆3的上端插接，一处小直径通孔4-3用于与调整轴9的上端插接。

S6所述外径研磨夹具包括底板一7、支撑杆一10、压紧螺栓一11以及压板一12；所述底板一7内端上表面与多个支撑杆一10以及多个压紧螺栓一11的下端连接，具体为：底板7为衬套类结构，底端内径和外径均为法兰盘结构，内法兰边沿其周向均布设有八组支撑杆一安装孔和八组压紧螺栓一安装孔。所述支撑杆一10和压紧螺栓一11分别安装在底座内法兰盘对应的安装孔中，底板一7上端设有多个沿其周向均布设置的压板一12，每个所述压板一12的内端分别与对应的支撑杆一10滑动连接，每个压板一12的中部分别与对应的压紧螺栓一11插接，并每个压板一12与底板一7分别通过对应的压紧螺栓一11压紧连接。

S7所述内径研磨夹具包括底板二13、压板二14、压紧螺栓二15以及支撑杆二16；所述底板二13外端上表面与多个压紧螺栓二15以及多个支撑杆二16的下端连接，具体为：底板二13为法兰盘结构；内径为阶梯径，用于安装磨削的零件；外端上表面沿其周向均布设有八组支撑杆二安装孔和八组压紧螺栓二安装孔。所述压紧螺栓二15以及支撑杆二16分别安装在底座二对应的安装孔中；底板二13上端设有多个沿其周向均布设置的压板二14，每个所述压板二14的外端分别与对应的支撑杆二16滑动连接，每个压板二14的中部分别与对应的压紧螺栓二15插接，并每个压板二14与底板二13分别通过对应的压紧螺栓二15压紧连接。

S9所述泄漏量测量装置包括底盘17、立板18、定位板19、密封套21、接油嘴22、支套23以及进油嘴24；所述底盘17的上表面与立板18的下端通过螺栓固定连接，所述立板18的侧面与定位板19通过螺栓固定连接，所述定位板19为筒状结构且端部封闭设置，定位板19的外壁沿其轴向并列设有环其周向设置的集油槽19-2以及两个涨圈槽19-1，定位板19的外侧套装有支套23，所述支套23与定位板19之间设有密封圈20，密封圈20有效密封涨圈的滑油其余流出间隙，支套23为筒状结构，且支套23的外壁沿其周向均布设有多个贯穿其厚度方向的过油孔23-1，所述过油孔23-1位于两个涨圈槽19-1之间；支套23的外侧套装有密封套21，所述密封套21为筒状结构且端部封闭设置，密封套21的封闭端与定位板19的封闭端之间构成集油腔25；密封套21的内壁沿其周向设有入油槽21-1，且密封套21外壁的上端设有贯穿其厚度方向的入油孔21-2，所述入油孔21-2与入油槽21-1连通设置，且入油孔21-2内插接有进油嘴24；密封套21外壁的下端设有两个贯穿其厚度方向的出油孔21-3，两个所述出油孔21-3分别与集油槽19-2以及集油腔25对应连通设置，每个出油孔21-3内均插接有接油嘴22。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种封严涨圈的加工方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1：对生产原材料进行时效热处理；

S2：将S1所得过程件加工成环状件并对其两端面及外径进行研磨处理；

S3：将S2所得过程件在零件外壁切割一处Z型开口；

S4：通过热固定夹具配合热处理方法对S3所得过程件的开口状态进行热处理定型；

S5：对S4所得过程件的开口尺寸进行校准后对其两端面进行研磨；

S6：通过外径研磨夹具对S5所得过程件进行外径研磨加工；

S7：通过内径研磨夹具对S6所得过程件进行内径研磨加工；

S8：对S7所得过程件的开口尺寸再次进行校准后再次对其两端面进行研磨；

S9：对S8所得过程件通过泄漏量测量装置进行泄漏量检验；

所述泄漏量测量装置包括底盘(17)、立板(18)、定位板(19)、密封套(21)、接油嘴(22)、支套(23)以及进油嘴(24)；所述底盘(17)的上表面与立板(18)的下端固定连接，所述立板(18)的侧面与定位板(19)固定连接，所述定位板(19)为筒状结构且端部封闭设置，定位板(19)的外壁设有集油槽(19-2)以及两个涨圈槽(19-1)，定位板(19)的外侧套装有支套(23)，所述支套(23)为筒状结构，且支套(23)的外壁设有多个过油孔(23-1)，所述过油孔(23-1)位于两个涨圈槽(19-1)之间；支套(23)的外侧套装有密封套(21)，所述密封套(21)为筒状结构且端部封闭设置，密封套(21)的封闭端与定位板(19)的封闭端之间构成集油腔(25)；密封套(21)的内壁设有入油槽(21-1)，且密封套(21)外壁的上端设有入油孔(21-2)，所述入油孔(21-2)与入油槽(21-1)连通设置，且入油孔(21-2)内插接有进油嘴(24)；密封套(21)外壁的下端设有两个出油孔(21-3)，两个所述出油孔(21-3)分别与集油槽(19-2)以及集油腔(25)对应连通设置，每个出油孔(21-3)内均插接有接油嘴(22)。

2.根据权利要求1所述的一种封严涨圈的加工方法，其特征在于：S4所述热固定夹具包括底座(1)、拉杆(3)、压盘(4)、楔块(5)、定位轴(6)、挡销(8)以及调整轴(9)；所述底座(1)的上端插接有定位轴(6)、多个拉杆(3)以及多组挡销(8)，所述定位轴(6)的上端插接有调整轴(9)，所述调整轴(9)、多个拉杆(3)以及多组挡销(8)的上端均与压盘(4)插接，每个所述拉杆(3)与压盘(4)的上表面之间均插接有楔块(5)。

3.根据权利要求2所述的一种封严涨圈的加工方法，其特征在于：所述S4包括如下步骤：

S401：将一组待加工封严涨圈(2)上下叠放依次放入每组挡销(8)之间；

S402：通过调整轴(9)将封严涨圈(2)的Z型开口撑开；

S403：通过压盘(4)压紧封严涨圈(2)；

S404：将楔块(5)分别穿入对应的拉杆(3)的楔块安装孔内，使压盘(4)达到压紧状态；

S405：对一组封严涨圈(2)进行真空热处理；

S406：对S405所得一组过程件进行炉冷处理；

S407：对S406所得一组过程件进行空冷处理；

S408：对剩余每组封严涨圈(2)分别重复S401-S407。

4.根据权利要求1或3所述的一种封严涨圈的加工方法，其特征在于：S6所述外径研磨夹具包括底板一(7)、支撑杆一(10)、压紧螺栓一(11)以及压板一(12)；所述底板一(7)内端上表面与多个支撑杆一(10)以及多个压紧螺栓一(11)的下端连接，底板一(7)上端设有多个压板一(12)，每个所述压板一(12)的内端分别与对应的支撑杆一(10)连接，每个压板一(12)的中部分别与对应的压紧螺栓一(11)插接，并每个压板一(12)与底板一(7)分别通过对应的压紧螺栓一(11)压紧连接。

5.根据权利要求4所述的一种封严涨圈的加工方法，其特征在于：所述S6包括如下步骤：

S601：将待加工封严涨圈(2)套装至底板一(7)的外径处；

S602：将压板一(12)安装在支撑杆一(10)和压紧螺栓一(11)上；

S603：旋转压紧螺栓一(11)上的螺母使压板一(12)压紧封严涨圈(2)；

S604：对封严涨圈(2)进行外径研磨。

6.根据权利要求1或5所述的一种封严涨圈的加工方法，其特征在于：S7所述内径研磨夹具包括底板二(13)、压板二(14)、压紧螺栓二(15)以及支撑杆二(16)；所述底板二(13)外端上表面与多个压紧螺栓二(15)以及多个支撑杆二(16)的下端连接，底板二(13)上端设有多个压板二(14)，每个所述压板二(14)的外端分别与对应的支撑杆二(16)连接，每个压板二(14)的中部分别与对应的压紧螺栓二(15)插接，并每个压板二(14)与底板二(13)分别通过对应的压紧螺栓二(15)压紧连接。

7.根据权利要求6所述的一种封严涨圈的加工方法，其特征在于：所述S7包括如下步骤：

S701：将待加工封严涨圈(2)安装至底板二(13)的内径台阶面上；

S702：将压板二(14)安装在支撑杆二(16)和压紧螺栓二(15)上；

S703：旋转压紧螺栓二(15)上的螺母使压板二(14)压紧封严涨圈(2)；

S704：对封严涨圈(2)进行内径研磨。

8.根据权利要求7所述的一种封严涨圈的加工方法，其特征在于：所述S9包括如下步骤：

S901：滑油从进油嘴(24)进入；

S902：滑油从入油孔(21-2)进入入油槽(21-1)；

S903：当滑油充满入油槽(21-1)后通过多个过油孔(23-1)进入定位板(19)与支套(23)之间的间隙；

S904：滑油分别流经两个封严涨圈(2)后，分别进入集油槽(19-2)以及集油腔(25)中；

S905：集油槽(19-2)以及集油腔(25)中的滑油分别通过对应的接油嘴(22)流出至对应的量杯中。