一種密封環(huán)磨床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于密封環(huán)加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于加工密封環(huán)的磨床，特別涉及一種用于加工在密封端面設(shè)有底面為曲面的淺槽的密封環(huán)的磨床。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，密封環(huán)是機(jī)械密封裝置的核心部件，在密封環(huán)平的密封端面上開設(shè)淺槽可以增強(qiáng)密封端面的潤滑，降低端面上的摩擦和磨損，減小摩擦熱，提高機(jī)械密封的穩(wěn)定性和壽命，附圖1為一個在密封端面上設(shè)有底面為曲面的淺槽的密封環(huán)的示意圖。目前在密封端面開設(shè)淺槽的機(jī)械密封已經(jīng)發(fā)展成為一種典型的非接觸式機(jī)械密封。淺槽一般在碳化鎢、碳化硅、氮化硅等硬質(zhì)密封環(huán)的密封端面上開設(shè)，高精度加工比較困難，但是其幾何形狀對流體薄膜的厚度、剛度、承載能力和穩(wěn)定性影響較大，良好的淺槽幾何形狀設(shè)計及其高精度加工是機(jī)械密封的核心技術(shù)。
[0003]目前國內(nèi)外廣泛采用激光在硬質(zhì)密封環(huán)上加工淺槽。激光加工淺槽時材料是被逐層掃描去除的，一般存在掃描重疊區(qū)或掃描盲區(qū)，在掃描重疊區(qū)域材料往往是過切的，而在掃描盲區(qū)材料是欠切的，即使經(jīng)過復(fù)雜的掃描路徑規(guī)劃也無法完全規(guī)避這一問題。激光加工淺槽時制約淺槽尺寸和形狀精度的因素較多，激光功率、光束形狀、光束面積、光強(qiáng)分布、光束穩(wěn)定性、分層厚度和掃描路徑規(guī)劃都會影響選定區(qū)域材料去除的確定性，淺槽只能近似成形，成形精度低。此外，常見硬質(zhì)密封環(huán)一般為多組分結(jié)構(gòu)，激光束對不同組分的蝕除能力存在差別，這也會影響材料去除的確定性，常導(dǎo)致淺槽的加工精度過低和表面粗糙度過大等問題，而且如果較難蝕除或無法蝕除的組分在表面累積過多，還會使得激光加工無法進(jìn)行下去。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種用于加工在密封端面設(shè)有底面為曲面的淺槽的密封環(huán)的磨床。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種密封環(huán)磨床，是對密封環(huán)的密封端面和在密封端面設(shè)有的淺槽進(jìn)行加工的磨床，該磨床包括:
夾盤，其保持密封環(huán)；
旋轉(zhuǎn)臺，其支撐夾盤并且使夾盤自轉(zhuǎn)；
端面磨削裝置，其用來磨削密封環(huán)的密封端面，其具有杯形砂輪，具有使砂輪旋轉(zhuǎn)的砂輪軸，具有使砂輪向密封環(huán)做切入運(yùn)動的切入運(yùn)動機(jī)構(gòu)，磨削密封端面時，砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線平行，旋轉(zhuǎn)臺帶動密封環(huán)旋轉(zhuǎn)，砂輪軸帶動杯形砂輪旋轉(zhuǎn)，切入運(yùn)動機(jī)構(gòu)帶動砂輪做切入運(yùn)動；
淺槽磨削裝置，其用來磨削密封端面上的淺槽，其具有杯形砂輪，具有使砂輪旋轉(zhuǎn)的砂輪軸，具有使砂輪向密封環(huán)做切入運(yùn)動的切入運(yùn)動機(jī)構(gòu)，具有使杯形砂輪相對于密封環(huán)在三維空間按運(yùn)動規(guī)律做成形運(yùn)動的成形運(yùn)動機(jī)構(gòu)，通過杯形砂輪的成形運(yùn)動在密封端面上磨削出淺槽，磨削淺槽時，砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線不平行，砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線之間的夾角是變化的。
[0006]旋轉(zhuǎn)臺還具有分度功能，能將密封環(huán)沿周向分度以便依次對各個淺槽進(jìn)行加工； 在磨削密封端面和磨削淺槽過程中，密封環(huán)只裝夾一次。
[0007]直線運(yùn)動和轉(zhuǎn)動是最基本的單自由度運(yùn)動，除了直線運(yùn)動和轉(zhuǎn)動之外，螺旋運(yùn)動或非圓弧平面曲線運(yùn)動也是比較簡單的單自由度運(yùn)動。所述的運(yùn)動規(guī)律是在控制砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線之間的夾角的轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上，再復(fù)合一個單自由度運(yùn)動；或者是在控制砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線之間的夾角的轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上，再復(fù)合兩個單自由度運(yùn)動，或者是在控制砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線之間的夾角的轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上，再復(fù)合三個單自由度運(yùn)動，或者是在控制砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)軸線之間的夾角的轉(zhuǎn)動的基礎(chǔ)上，再復(fù)合更多個單自由度運(yùn)動。
[0008]進(jìn)一步的優(yōu)選方案是，所述的運(yùn)動規(guī)律是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個與密封端面略微傾斜的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個與密封端面略微傾斜的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個平行于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個與密封端面略微傾斜的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的螺旋運(yùn)動、一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個平行于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個與密封端面略微傾斜的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的螺旋運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、兩個平行于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、兩個平行于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和兩個平行于密封端面的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動和兩個平行于密封端面的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個平行于密封端面的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的轉(zhuǎn)動和一個平行于密封端面的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個平行于密封端面的直線運(yùn)動和一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個平行于密封端面的直線運(yùn)動和一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個平行于密封端面的直線運(yùn)動、一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動。
[0009]或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個平行于密封端面的直線運(yùn)動、一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動
或者是由一個以平行于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
或者是由一個以傾斜于密封端面的直線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個以密封環(huán)軸線的平行線為軸線的轉(zhuǎn)動、一個垂直于密封端面的直線運(yùn)動和一個繞密封環(huán)軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動，
密封端面屬于精密表面，磨削時可以分階段來進(jìn)行，例如分為粗磨和精磨兩個階段、或分為半精磨和精磨兩個階段，或分為粗磨、半精磨和精磨三個階段。當(dāng)分階段磨削時，可以采用一個砂輪軸以更換不同粒度砂輪的方式完成不同階段磨削，也可以采用多個砂輪軸完成不同階段的磨削。
[0010]密封端面上的淺槽屬于精密表面，磨削時可以分階段來進(jìn)行，例如分為粗磨和精磨兩個階段、或分為半精磨和精磨兩個階段，或分為粗磨、半精磨和精磨三個階段。當(dāng)分階段磨削時，可以采用一個砂輪軸以更換不同粒度砂輪的方式完成不同階段磨削，也可以采用多個砂輪軸完成不同階段的磨削。
[0011]進(jìn)一步的優(yōu)選方案是，所述的端面磨削裝置包含三個磨削單元，所述的三個單元分別承擔(dān)對密封端面的粗磨、半精磨和精磨；或者所述的端面磨削裝置包含兩個磨削單元，所述的兩個單元分別承擔(dān)對密封端面的粗磨和精磨；或者所述的端面磨削裝置包含兩個磨削單元，所述的兩個單元分別承擔(dān)對密封端面的半精磨和精磨；或者所述的端面磨削裝置只包含一個磨削單元，即只采用一種粒度砂輪磨削密封端面。
[0012]進(jìn)一步的優(yōu)選方案是，所述的淺槽磨削裝置包含三個磨削單元，所述的三個單元分別承擔(dān)對淺槽的粗磨、半精磨和精磨；或者所述的淺槽磨削裝置包含兩個磨削單元，所述的兩個單元分別