本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對開式金屬密封環(huán)的加工方法。

背景技術(shù)：

對開式金屬密封環(huán)是航空發(fā)動機(jī)上常采用的一種金屬密封形式。它是通過兩個半環(huán)搭接成一個整圓環(huán)，零件的尺寸及形位精度要求高，其平面度、平行度要求均為0.01mm，厚度公差為0.02；兩搭接配合面的粗糙度要求為Ra0.8。目前，采用的加工工藝為：車內(nèi)、外圓、切斷—平端面—切開—銑臺階面—熱處理—磨臺階面—配對—桁磨平面—鏜內(nèi)孔—磨外圓。按照目前工藝加工，工件沿搭接處切開后，需要廢棄一小半，而且搭接面采用銑削加工，殘余加工應(yīng)力大，雖經(jīng)熱處理，但是零件厚度較薄，易變形。因此整個零件加工完成后，材料利用率僅為22.2％，而且加工工藝流程較長，零件尺寸不穩(wěn)定，加工效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種對開式金屬密封環(huán)的加工方法，縮短了工藝流程，提高了零件尺寸穩(wěn)定性，增加了材料的利用率。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：包括以下步驟：

1)將棒料加工成管狀零件，且管狀零件的內(nèi)孔和外圓保留后續(xù)加工的余量；

2)對管狀零件進(jìn)行真空熱處理；

3)采用線切割對管狀零件進(jìn)行切割得到金屬密封環(huán)粗件，金屬密封環(huán)粗件的臺階厚度保留雙面桁磨時的加工余量；

4)對金屬密封環(huán)粗件進(jìn)行磨臺階面處理；

5)將兩個金屬密封環(huán)粗件配對組合后進(jìn)行雙面桁磨；

6)對配對組合的金屬密封環(huán)粗件依次進(jìn)行鏜內(nèi)孔和磨外圓，即得到對開式金屬密封環(huán)。

所述步驟1)中管狀零件的長度為100-150mm。

所述步驟1)中管狀零件的內(nèi)孔和外圓半徑分別保留1mm的加工余量。

所述步驟1)中管狀零件材質(zhì)為1Cr11Ni2W2MoV，硬度HB為311～388。

所述步驟2)中管狀零件經(jīng)過真空熱處理后硬度HB為302～363。

所述步驟3)中線切割的走刀線路包括依次循環(huán)的第一刀走刀線路和第二刀走刀線路，所述第一刀走刀線路包括：從管狀零件徑向頂部沿徑向向下走刀(A/2+1+L/2)→向左走刀(C/2+0.25mm)→向上走刀L→向左走刀(C/2+0.05mm)→向上走刀(A/2+1-L/2)→向下走刀(A/2+1-L/2)→向左走刀(C/2+0.05mm)→向下走刀L→向右走刀(C/2+0.25mm)→向上走刀(A/2+1+L/2)；

所述第二刀走刀線路包括以下步驟：沿第一刀走刀線路的第一線路末端向下走刀(A/2+1-L/2)→向左走刀(C+0.3mm)→向上走刀(A/2+1+L/2)→向左走刀(C/2+0.25mm)→向下走刀L→向左走刀(C/2+0.05mm)→向下走刀(A/2+1-L/2)→向上走刀(A/2+1-L/2)→向左走刀(C/2+0.05mm)→向上走刀L→向左走刀(C/2+0.25mm)→向下走刀(A/2+1+L/2)→向左走刀(C+0.3mm)→向上走刀(A/2+1-L/2)→向右走刀(C/2+0.05mm)→向上走刀L→向右走刀(C/2+0.25mm)，A為對開式金屬密封環(huán)的外圓直徑，C為對開式金屬密封環(huán)的厚度，L為對開式金屬密封環(huán)的搭接長度。

所述步驟4)中金屬密封環(huán)粗件進(jìn)行磨臺階面處理后保證臺階厚度尺寸為(C/2+0.15mm)±0.05mm。

所述對開式金屬密封環(huán)在厚度方向的平面度為0.01mm，平行度為0.01mm。

所述對開式金屬密封環(huán)的外圓直徑的公差等級為h7。

所述對開式金屬密封環(huán)的搭接長度的公差為±0.02mm，在搭接長度方向的端面接觸部位允許小于等于0.025mm的縫隙。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將毛料加工成一個管形，先進(jìn)行熱處理，再由線切割成組加工，直接將對開式金屬密封環(huán)所有形面加工成形，配合臺階留磨加工余量，厚度方向的加工留雙面桁磨余量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，材料的利用率能夠達(dá)75％，加工工藝得到簡化，加工時間縮短40％，零件尺寸穩(wěn)定性得到提高。

進(jìn)一步，本發(fā)明設(shè)計(jì)了線切割的走刀線路，采用兩條依次循環(huán)的走刀線路，保證了足夠的加工余量，最大限度的保證了切割的對開式金屬密封環(huán)的數(shù)量，減少了材料的浪費(fèi)，增加了材料的利用率。

附圖說明

圖1為對開式金屬密封環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為管狀零件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a為第一刀走刀路線示意圖，圖3b是第二刀走刀路線示意，圖3c走刀路線總體示意圖；

圖4為金屬密封環(huán)粗件磨臺階面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例和說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明。

本發(fā)明包括以下步驟：

1)參見圖2，將棒料加工成長度為100-150mm的管狀零件，且管狀零件的內(nèi)孔和外圓半徑分別保留1mm的加工余量，管狀零件材質(zhì)為1Cr11Ni2W2MoV，硬度HB為311～388；

2)對管狀零件進(jìn)行真空熱處理，經(jīng)過真空熱處理后硬度HB為302～363；

3)采用線切割對管狀零件進(jìn)行切割得到金屬密封環(huán)粗件，在厚度方向單邊留有0.15mm余量，用于雙面桁磨時保證零件在厚度方向的平面度0.01mm、平行度0.01mm和搭接長度公差，臺階的厚度尺寸為C/2+0.25mm，保證用于磨臺階面時的余量0.1mm和桁磨時的余量0.15mm；線切割的走刀線路包括依次循環(huán)的第一刀走刀線路和第二刀走刀線路，參見圖3a，第一刀走刀線路包括：從管狀零件徑向頂部沿徑向向下走刀(A/2+1+L/2)→向左走刀(C/2+0.25mm)→向上走刀L→向左走刀(C/2+0.05mm)→向上走刀(A/2+1-L/2)→向下走刀(A/2+1-L/2)→向左走刀(C/2+0.05mm)→向下走刀L→向右走刀(C/2+0.25mm)→向上走刀(A/2+1+L/2)；

參見圖3b和圖3c，第二刀走刀線路包括以下步驟：沿第一刀走刀線路的第一線路末端向下走刀(A/2+1-L/2)→向左走刀(C+0.3mm)→向上走刀(A/2+1+L/2)→向左走刀(C/2+0.25mm)→向下走刀L→向左走刀(C/2+0.05mm)→向下走刀(A/2+1-L/2)→向上走刀(A/2+1-L/2)→向左走刀(C/2+0.05mm)→向上走刀L→向左走刀(C/2+0.25mm)→向下走刀(A/2+1+L/2)→向左走刀(C+0.3mm)→向上走刀(A/2+1-L/2)→向右走刀(C/2+0.05mm)→向上走刀L→向右走刀(C/2+0.25mm)，A為對開式金屬密封環(huán)的外圓直徑，C為對開式金屬密封環(huán)的厚度，L為對開式金屬密封環(huán)的搭接長度；

4)對金屬密封環(huán)粗件進(jìn)行磨臺階面處理，參見圖4，磨臺階面處理后保證臺階厚度尺寸為(C/2+0.15mm)±0.05mm；

5)將兩個金屬密封環(huán)粗件配對組合后進(jìn)行雙面桁磨；

6)對配對組合的金屬密封環(huán)粗件依次進(jìn)行鏜內(nèi)孔和磨外圓，即得到對開式金屬密封環(huán)，參見圖1，對開式金屬密封環(huán)在厚度C方向的平面度為0.01mm，平行度為0.01mm，外圓直徑A的公差等級為h7，B為開式金屬密封環(huán)的內(nèi)徑，搭接長L度的公差為±0.02mm，在搭接長度L方向的端面接觸部位允許小于等于0.025mm的縫隙。

本發(fā)明加工步驟如下：

1)車內(nèi)外圓：將棒料加工成管子形狀，根據(jù)零件的最終尺寸要求，內(nèi)孔和外圓保留兩半環(huán)組成圓環(huán)后續(xù)精加工的余量，一般內(nèi)孔和外圓各留1mm余量，加工管形的長度根據(jù)零件的外徑和內(nèi)孔大小，一般在100-150mm，可加工的成品零件數(shù)量20～30件

2)熱處理：根據(jù)設(shè)計(jì)圖的要求進(jìn)行真空熱處理。保證圖紙性能要求，一般材料為1Cr11Ni2W2MoV時，要求為HB311-388；

3)線切割外形：按照零件外形，線切割對開式金屬密封環(huán)，加工時，在厚度方向單邊留有0.15mm余量，用于雙面桁磨時保證零件在厚度方向的平面度0.01mm和平行度0.01mm以

-0.01

及尺寸C-0.⁰³，臺階的厚度尺寸C/2+0.25mm，用于磨臺階面時的余量0.1mm和桁磨時的余量0.15mm，最終保證設(shè)計(jì)圖尺寸C/2±0.15mm；

4)磨臺階面：磨兩結(jié)合面，需要保證尺寸(C/2+0.15mm)±0.05mm，保證兩面有對等的桁磨余量；

5)雙面桁磨兩平面：配對組合，用雙面桁磨保證最終兩端面設(shè)計(jì)尺寸及形位要求；

6)鏜內(nèi)孔：配對鏜內(nèi)孔；

7)磨外圓：配對磨外圓。

以某密封圈為例，其具體實(shí)施方式如下：

(1)車加工內(nèi)、外圓：將棒料加工成管子形狀，根據(jù)零件的最終尺寸要求，內(nèi)孔和外圓各留1mm余量，內(nèi)孔加工到Φ61mm，外圓加工到Φ81mm，長度130mm，可加工的成品零件數(shù)量在26件；

(2)熱處理：根據(jù)設(shè)計(jì)圖的要求進(jìn)行真空熱處理，材料為1Cr11Ni2W2MoV，保證HB302-363；

(3)線切割外形：線切割對開式金屬密封環(huán)，按圖3所示線切割線路示意圖走刀，厚度單邊留有0.15mm桁磨余量，尺寸為4.8mm；搭接臺階厚度留有磨臺階面時的余量0.1mm和桁磨時的余量0.15mm，尺寸為2.4mm；

(4)磨臺階面：磨兩結(jié)合面，保證尺寸2.3，保證組合后兩端面有對等的桁磨余量0.15mm；

(5)雙面桁磨兩平面：配對組合，雙面桁磨磨兩端面，保證最終厚度尺寸4mm，及平面度及平行度0.01mm；

(6)鏜內(nèi)孔：成組，以外圓定位鏜內(nèi)孔，保最終尺寸；

(7)磨外圓：成組多個零件，以內(nèi)孔定位，壓緊端面，磨外圓保最終尺寸。

本發(fā)明將毛料加工成一個管形，先進(jìn)行熱處理，再由線切割成組加工，直接將密封環(huán)所有形面加工成形，配合臺階留磨加工余量，厚度方向的加工留雙面桁磨余量。本發(fā)明提高了材料的利用率，加工工藝得到簡化，縮短加工時間，提高零件尺寸穩(wěn)定性。