石墨密封環(huán)的珩磨工藝技術(shù)

（沈陽黎明航空零部件制造有限公司，遼寧 沈陽 110043）

石墨密封環(huán)的珩磨工藝技術(shù)

劉明銘

（沈陽黎明航空零部件制造有限公司，遼寧 沈陽 110043）

石墨密封環(huán)，是當今最先進的機械密封形式，是機械密封中的關(guān)鍵零件之一。石墨密封環(huán)的加工質(zhì)量直接影響主機的密封性能，影響機械密封的使用性能及安全。本文主要介紹了石墨密封環(huán)的珩磨加工，其中包括加工原理、工裝結(jié)構(gòu)、加工運動等方面。為提高石墨密封環(huán)的加工質(zhì)量，保證石墨密封環(huán)生產(chǎn)，做好技術(shù)儲備。

石墨密封環(huán)；珩磨頭；扇形塊

前言

隨著制造技術(shù)的發(fā)展，越來越多的石墨密封環(huán)應用到先進的機械密封中，提高了機械密封的性能，降低了使用成本。生產(chǎn)現(xiàn)場還存在較多加工難題，石墨密封環(huán)的珩磨加工就是加工難題之一，為了解決這一問題，對石墨密封環(huán)進行分析、研究。通過多次的試驗加工，完成了項目要求的內(nèi)容，并進行批量驗證，得到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，證明改進后的工藝方法的可行性、可靠性，從而提高石墨密封環(huán)的加工質(zhì)量，保證密封性能。

1 研制目標

任務來源及目標

在機械密封備件加工中，發(fā)現(xiàn)石墨密封環(huán)珩磨加工中，質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低。按技術(shù)部門要求立項研究，解決生產(chǎn)實際問題。研究目標為保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率。

2 零件分析

2.1 零件結(jié)構(gòu)分析

圖1為FY520.80.002石墨密封環(huán)，該套石墨密封環(huán)是由三個環(huán)組成。左端為內(nèi)外環(huán)組成，右端為后環(huán)。在外圓處用彈性元件圍緊，內(nèi)孔處為密封面，與主軸緊密接觸，實現(xiàn)密封的要求。除右端面外，各端面為密封面，相互形成密封副，共同完成密封的目的。石墨扇形塊的間隙是用于熱補償，防止密封失效。

2.2 工藝技術(shù)分析

2.2.1 石墨密封環(huán)的材料

石墨材料為M205K，是典型的不透性石墨材料，并浸漬樹脂材料，提高材料的綜合性能。石墨材料相對強度較低，尤其是抗拉強度和抗彎強度更低，加工中極易產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象。

2.2.2 加工設備

加工設備為專用石墨珩磨機。

2.2.3 設計要求

（1）圓柱度：0.005

（2）圓度：0.01

（3）粗糙度：Ra0.2

（4）尺寸精度：0.024

2.3 珩磨原理

若干珩磨砂條作徑向漲縮，并以一定的壓力與內(nèi)孔表面接觸，珩磨頭的砂條做3種運動，即旋轉(zhuǎn)、往復和加壓運動。切削軌跡交叉又不重合的網(wǎng)紋，砂條從工件上去除極薄的材料，被加工表面交叉而不重合的網(wǎng)紋切痕，使工件表面易形成一層油膜，從而減少工件間的表面磨損。

2.4 現(xiàn)場問題

表現(xiàn)為氣密性檢查的一次合格率較低，影響生產(chǎn)進度。

（1）多個扇形塊結(jié)構(gòu)，無法正確定位工件。

（2）珩磨頭軸向尺寸小，影響加工質(zhì)量。

3 問題的解決

3.1 改進石墨密封環(huán)的裝夾方式

利用工作狀態(tài)進行石墨密封環(huán)的裝夾，解決了石墨環(huán)的定位難的問題，從而提高了珩磨加工的質(zhì)量，經(jīng)過氣密性檢查驗證，合格率顯著提升。

3.2 改進珩磨頭

珩磨頭軸向尺寸小，影響珩磨質(zhì)量和加工效率。通過重新設計，增加珩磨頭軸向尺寸，改善裝夾方式，提高定位精度，提高了加工質(zhì)量，如圖2和圖3所示。

4 珩磨加工改進效果

通過對珩磨加工過程的分析和研究，找出了影響珩磨加工的問題。并及時對工裝結(jié)構(gòu)和工件的裝夾方式進行改進和完善，從而提高了珩磨加工的質(zhì)量，解決了氣密性檢查的一次提交合格率低的問題，同時提高了加工效率，經(jīng)過多批次的生產(chǎn)驗證，改進效果顯著，見表1。

結(jié)語

表1 改進效果對比表

圖1

圖2

圖3

通過對石墨密封環(huán)珩磨加工的多項改進，全面提高了石墨環(huán)珩磨加工質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，解決了生產(chǎn)實際問題，圓滿完成了項目規(guī)定的要求，改進后制造的產(chǎn)品經(jīng)過多批次的驗證，證明該套工藝方法的可靠性和穩(wěn)定性，為后續(xù)的工藝改進積累了經(jīng)驗，可以推薦到新型機械密封的研制中。

[1] 顧永泉.機械密封實用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

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