[发明专利]一种密封环磨床

说明书

技术领域

本发明属于密封环加工技术领域，涉及一种用于加工密封环的磨床，特别涉及一种用于加工在密封端面设有底面为曲面的浅槽的密封环的磨床。

背景技术

众所周知，密封环是机械密封装置的核心部件，在密封环平的密封端面上开设浅槽可以增强密封端面的润滑，降低端面上的摩擦和磨损，减小摩擦热，提高机械密封的稳定性和寿命，附图1为一个在密封端面上设有底面为曲面的浅槽的密封环的示意图。目前在密封端面开设浅槽的机械密封已经发展成为一种典型的非接触式机械密封。浅槽一般在碳化钨、碳化硅、氮化硅等硬质密封环的密封端面上开设，高精度加工比较困难，但是其几何形状对流体薄膜的厚度、刚度、承载能力和稳定性影响较大，良好的浅槽几何形状设计及其高精度加工是机械密封的核心技术。

目前国内外广泛采用激光在硬质密封环上加工浅槽。激光加工浅槽时材料是被逐层扫描去除的，一般存在扫描重叠区或扫描盲区，在扫描重叠区域材料往往是过切的，而在扫描盲区材料是欠切的，即使经过复杂的扫描路径规划也无法完全规避这一问题。激光加工浅槽时制约浅槽尺寸和形状精度的因素较多，激光功率、光束形状、光束面积、光强分布、光束稳定性、分层厚度和扫描路径规划都会影响选定区域材料去除的确定性，浅槽只能近似成形，成形精度低。此外，常见硬质密封环一般为多组分结构，激光束对不同组分的蚀除能力存在差别，这也会影响材料去除的确定性，常导致浅槽的加工精度过低和表面粗糙度过大等问题，而且如果较难蚀除或无法蚀除的组分在表面累积过多，还会使得激光加工无法进行下去。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种用于加工在密封端面设有底面为曲面的浅槽的密封环的磨床。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种密封环磨床，是对密封环的密封端面和在密封端面设有的浅槽进行加工的磨床，该磨床包括：

夹盘，其保持密封环；

旋转台，其支撑夹盘并且使夹盘自转；

端面磨削装置，其用来磨削密封环的密封端面，其具有杯形砂轮，具有使砂轮旋转的砂轮轴，具有使砂轮向密封环做切入运动的切入运动机构，磨削密封端面时，砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线平行，旋转台带动密封环旋转，砂轮轴带动杯形砂轮旋转，切入运动机构带动砂轮做切入运动；

浅槽磨削装置，其用来磨削密封端面上的浅槽，其具有杯形砂轮，具有使砂轮旋转的砂轮轴，具有使砂轮向密封环做切入运动的切入运动机构，具有使杯形砂轮相对于密封环在三维空间按运动规律做成形运动的成形运动机构，通过杯形砂轮的成形运动在密封端面上磨削出浅槽，磨削浅槽时，砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线不平行，砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角是变化的。

旋转台还具有分度功能，能将密封环沿周向分度以便依次对各个浅槽进行加工；

在磨削密封端面和磨削浅槽过程中，密封环只装夹一次。

直线运动和转动是最基本的单自由度运动，除了直线运动和转动之外，螺旋运动或非圆弧平面曲线运动也是比较简单的单自由度运动。所述的运动规律是在控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的转动的基础上，再复合一个单自由度运动；或者是在控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的转动的基础上，再复合两个单自由度运动，或者是在控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的转动的基础上，再复合三个单自由度运动，或者是在控制砂轮轴的回转轴线与旋转台的回转轴线之间的夹角的转动的基础上，再复合更多个单自由度运动。

进一步的优选方案是，所述的运动规律是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动，

或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动，

或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动和一个与密封端面略微倾斜的直线运动构成的复合运动，

或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动和一个与密封端面略微倾斜的直线运动构成的复合运动，

或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动，

或者是由一个以倾斜于密封端面的直线为轴线的转动、一个垂直于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动，

或者是由一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动、一个平行于密封端面的直线运动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动，