[发明专利]一种镶嵌式密封环的加工工装及加工方法

说明书

本发明涉及镶嵌式密封环加工工艺，具体涉及一种镶嵌式密封环的加工工装及加工方法，用于解决现有镶嵌式密封环压装技术存在或是石墨局部切边甚至压裂现象，或是使金属材料性能发生变化导致无法满足设计要求，同时加快金属环座表面氧化腐蚀从而降低端面密封可靠性的不足之处，以及现有轴向装夹加工工装存在尺寸精度及形位公差精度不足、制品合格率地及端面密封可靠性差的不足之处。该镶嵌式密封环的加工工装包括夹具座、轴向定位装置和径向定位装置；该加工工装兼顾了径向间隙补偿和轴向定位装夹功能，能够显著提升镶嵌式密封环尺寸精度及形位公差精度。同时，本发明还提供了一种镶嵌式密封环的加工方法。

技术领域

本发明涉及镶嵌式密封环加工工艺，具体涉及一种镶嵌式密封环的加工工装及加工方法。

背景技术

目前，液体火箭发动机端面密封静环多采用镶嵌式密封环结构，其通常采用石墨材料作为非金属密封环环片，同时采用S-07、4J31等金属材料作为金属环座，依靠两者之间过盈配合时径向变形作用产生的作用力使非金属密封环与金属环座紧密的结合在一起。镶嵌式密封环结构不仅能够保证良好的对中性并有效地传递扭矩，满足高频冲击、振动下密封高可靠性要求，同时具有节省贵重材料、降低成本、结构简单易于加工制造等优点，因此广泛应用于航空、航天、石油化工、核能等领域。然而，受制于镶嵌式密封环结构的特殊性，其必然因金属环座内孔及石墨环外圆的形位误差导致过盈压装后两者因应力分布不均造成变形，使得尺寸精度及形位公差难以保证，严重影响镶嵌式密封环的密封性能。

因此，镶嵌式密封环加工技术的研究与应用现已成为制约液体火箭发动机端面密封可靠性的关键技术之一，其不仅能够用于改善石墨车削崩角现象，提高刀具使用寿命，减少压装后石墨局部切边及压裂等质量问题，还能大幅提高镶嵌式密封环的尺寸精度及形位公差精度，显著提升镶嵌式密封环的制品合格率及端面密封的密封性能可靠性。

现有的镶嵌式密封环加工技术的研究主要有以下不足之处：

(1)对于镶嵌式密封环压装技术，常用的压装方式包括常温压装和热装，常温压装适用于小过盈量产品，但当压装过盈量超过0.2mm甚至达到0.4mm以上时，压装后将产生明显的石墨切边甚至压裂现象，热装适用于金属环座为受热易膨胀材料的镶嵌式密封环，当金属环座采用线性膨胀系数低或类似低膨胀合金类的金属时，其加热温度需足够高方可满足热装要求，而较高的加热温度不仅将使金属材料性能发生变化导致无法满足设计要求，同时将加快金属环座表面氧化腐蚀从而降低端面密封的可靠性；

(2)对于镶嵌式密封环加工工装，现有轴向装夹加工工装依靠端面定位并通过轴向压板对镶嵌式密封环进行装夹，避免了镶嵌式密封环车削加工过程中存在的径向装夹变形问题，但由于镶嵌式密封环与轴向装夹加工工装之间存在径向间隙，使得无法对进行镶嵌式密封环径向定位，进而造成镶嵌式密封环的内孔在车削精加工时难以找正，致使同批次镶嵌式密封环的内孔在精车后圆度一致性差，极大的降低了生产效率和质量稳定性。

发明内容

本发明的目的是解决现有镶嵌式密封环压装技术存在或是石墨局部切边甚至压裂现象，或是使金属材料性能发生变化导致无法满足设计要求，同时加快金属环座表面氧化腐蚀从而降低端面密封可靠性的不足之处，以及现有轴向装夹加工工装存在尺寸精度及形位公差精度不足、制品合格率地及端面密封可靠性差的不足之处，而提供一种镶嵌式密封环的加工工装及加工方法。

为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了如下技术解决方案：

一种镶嵌式密封环的加工工装，其特殊之处在于：包括夹具座、轴向定位装置和径向定位装置；