數控車加工用密封圈圓環成形車刀的制作

摘 要：針對在實際生產中對于特殊規格尺寸的O型密封圈的生產需要，結合加工成本和效率的問題，改變以往采用模具加工O型密封圈的方法，采用通過設計改進自制而成的成形刀具來加工此種特種零件，本文主要闡述了自制此成形刀具的可行性及制作方法。

關鍵詞：O型密封圈圓環（以下簡稱O型圈）； 成形車刀； 車削

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2014）10-136-002

隨著現代制造業的快速發展，零件的生產周期、制造成本已經提高到與加工精度相當的地位。原來一些特殊規格的密封圈類零件在普車上加工，在數控機床上如果可以使用成形刀具，則可以使加工速度提高，同時提高加工質量。結合本人在企業中接觸到加工一些特殊規格的密封圈的問題，現就數控車加工用圈成形車刀的制作做簡單論述。

O型圈被用作為一種主要密封元件，作為滑履密封和刮塵圈的賦能件，它覆蓋了很大的使用場合。幾乎沒有任何工業不使用O型圈。O型圈在靜密封場合中，顯示了突出的作用。標準規格類的O型圈是在模具里硫化成型的，但對于PTFE密封圈，即聚四氟乙烯（PTFE）是具有環形橫截面的封閉的圓環，與合成橡膠O型圈相同；PTFEO型圈不是采用模具加工，而是采用機械加工制造的。因此，這種密封圈可以加工成各種尺寸規格。

一、采用圈成形車刀車削PTFEO型密封圈圓環的設想

O型圈是機械密封部件上的重要、關鍵的零件，在機械密封部件上起至關重要的密封作用。由于機械密封部件是非標產品，規格多數量少，O型圈大小不一，尺寸規格不一樣，但是O型圈在機械密封部件里，少則4到6件，多則8到10件也不算多，如果O型圈采用模具生產一是成本太大，而且用模具周轉時間長，既不經濟，又不能滿足短時間的生產需要。所以采用O型圈成形車刀來加工，就可以滿足O型圈的零件生產中規格多批量少的要求了。另外將車刀刀頭O型部分，改變用拆裝式的方法，來改變大小不一的刀頭，那么就更經濟實惠，便于生產了。

二、用圈成形車刀加工O型密封圈圓環的工藝過程說明

圈成形車刀，是用來加工機械密封部件上的O型圈零件的。此零件材料是聚四氟乙烯，聚四氟乙烯墊片國外又叫PTFE墊片或TeflO型n（鐵氟龍）墊片，由聚四氟乙烯棒、管、板經機械車削或裁切而成的平墊片、V形墊片、活塞環、球閥墊圈等，具有耐腐蝕、抗老化和不導電等良好特性，同時是一種潔凈的密封產品，不會對其所接觸的任何物質形成污染，可以廣泛地用于食品、醫藥等行業中。

加工此PTFE圈時，將毛坯PTFE圓料夾在三爪卡盤上，然后車至圖二尺寸。車削長度根據需要件數定L長度，車完以后將成型刀裝在刀架上來加工O型圈。密封圈圓環成形車刀，車φ60+0.03時，只需將成形刀搖入36°與48°之間，啟動車床，先車內半個圓，后車外半個圓，這樣工件自然就會落在落料槽內。車削時的切削速度可以選20m-25m/分，進給量0.03-0.05mm/轉，手動進給時先快后慢，需要接著加工時，只需將成型刀向左搖入工件壁厚內，就可以繼續加工。

三、O型密封圈圓環成形車刀制作步驟

本項目制作成的O型成形刀用碳素工具鋼制作，其耐磨性高，雖不受強烈沖擊和振動，但韌性極好，而且具有刀口鋒利、硬度高等優點。具體制作步驟如下：

1.備料

在刨床或銑床上，先將毛坯材料加工成10*10*125長條形的兩件，10*10處留0.5-0.6mm的磨量。

2.粗磨

在平面磨床上粗磨10*10的4個平面至10.20mm-10.25mm。

3.鉗工

把兩件合組在一起加工，通過鉆孔、擴孔、鉸孔完成定位銷φ5以及螺釘沉孔及M6的內螺紋等。完成此步以后，再把兩件分開銑削加工。

4.銑削

先后銑削車落料槽18長以及兩側5°的斜面（應注意=10，道口寬度為6.5mm）。

5.車削

車φ6成形孔。車加工時，先將兩件一組用定位銷及螺釘連接在一起（此時中間不需要放墊圈）。把此兩件裝夾在法蘭盤上加工，首先校正兩刀桿中心位置，及φ6孔的中心位置，定端靠住定位塊，然后用壓板壓緊兩刀桿，開動車床進行加工。分別是先鉆中心孔，后鉆φ5通孔，接著粗精鏜φ6成形孔，留0.03—0.05mm的研磨余量，最后用R2.5圓弧刀在前刀面上切一條圓弧槽（目的是為了保證有一定的前角）。R2.5圓弧槽車完，松開工件，將工件調轉180°，后用頂尖頂住孔壁，工件就自動定心，接著壓緊兩壓板，開車粗精鏜O型成形孔的后刀面成30°，并且在后刀面與刀刃處留0.15棱邊，作為待淬火后的研磨量。

6.熱處理

進行淬火，即把刀頭部分淬火硬度至HRC56—62。

7.平磨

進行精磨，除了刀刃前面與刀刃處兩個平面不磨，把其余的兩個平面磨至尺寸。

8.研磨

即研磨φ6的成形孔，用研磨棒進行加工，研磨棒材料用HT灰鑄鐵加工而成，研磨時將刀桿φ6孔套在研磨棒上，在研磨棒上加注研磨劑，收扎住刀桿，然后開車讓研磨棒旋轉時將刀桿的孔研大，同時研光。為了安全，刀桿可以用平行夾頭夾住，研磨時手抓住平行夾頭即可，研磨過程中要測量孔的大小，直到符合要求為止。接著將刀桿調轉180°，研磨刀的后刀面30°，研磨方法與研磨孔相似，只是研磨棒不一樣。在研磨時要經常觀察后刀面與刀刃口交接處是否到位。最后研磨前刀面R2.5的圓弧槽，方法相似。即只要用鑄鐵棒車一個R2.5mm的凸圓弧就可以了，刀桿在R2.5上研磨完畢，使刀刃鋒利，在要使用時將螺釘松開，拉開刀桿，將兩墊圈墊在兩刀桿之間，定位銷仍然定位好，兩刀桿連接緊固就可，使用時將刀裝在刀桿上，就可以來方便地加工O型圈了。

總之，用成形刀具加工成形面，加工的精度主要取決于刀具的精度，并易于保證同一批工件表面形狀、尺寸的一致性和互換性。本文中所述的O型圈成形車刀的制作是經過生產實踐驗證，既有一定的可行性，又在新工藝新方法方面取得了有益的進步，刀具有效利用率高，成本低。經數控加工現場使用，效果較好，圓滿解決了上述特例要求的密封零件的加工要求，能很方便地在數控機床上加工一定批量的密封零件，同時為同類刀具的制作提供了借鑒。

參考文獻

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