(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113102955 A (43)申请公布日 2021.07.13 (21)申请号 8.1 (22)申请日 2021.04.23 (71)申请人 襄阳天宇机械有限公司 地址 441000 湖北省襄阳市樊城区人民西 路24号湖北泽佳汽车零部件有限公司 院内 (72)发明人 杨文春杨国丰 (74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限 公司 31253 代理人 冯子玲 (51)Int.Cl. B23P 15/00 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (54)发明名称 一种金属密封垫圈的齿形加工工艺 (57)摘要 本发明公开了一种金属密封垫圈的齿形加 工工艺，具体包括以下步骤：S1、坯料选取和粗 车：首先选择相应的所需碳钢材料为坯料，车削 粗加工坯料形成环形，环形体的外径留密封垫圈 内外径差值的余量，其用于套设与之匹配的弹性 套圈，S2、开槽加工，S3、齿形切削处理，S4、精加 工打磨处理，S5、热处理和产品探伤，本发明涉及 金属密封垫圈加工技术领域。该金属密封垫圈的 齿形加工工艺，可实现通过装夹一次即可完成开 槽和开齿处理，很好的达到了既快速又高效的对 金属密封垫圈进行加工的目的，大大提高了金属 密封垫圈的生产效率，无需对待加工垫片坯料进 A 行多次装夹安装，来适应不同加工工位的加工， 5 减轻了生产人员的劳动强度。 5 9 2 0 1 3 1 1 N C CN 113102955 A 权利要求书 1/1页 1.一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，其特征在于：具体包括以下步骤： S1、坯料选取和粗车：首先选择相应的所需碳钢材料为坯料，车削粗加工坯开云 开云体育平台料形成环 形，环形体的外径留密封垫圈内外径差值的余量，其用于套设与之匹配的弹性套圈； S2、开槽加工：通过切削机床上的自适应夹具将步骤S1粗车完成后的坯料定位安装于 切削机构上，通过操作开关启动整个切削机床，切削机床内置控制器通过预先录入的数控 程序进行切刀进给和走位切削，即可完成坯料的开槽； S3、齿形切削处理：先操作控制开关，使切削机床内置控制器根据录入的数控程序将自 适应夹具的位置转移至齿形加工工位，在不进行二次卸料装夹的情况下对坯料进行齿形切 削； S4、精加工打磨处理：将步骤S3齿形加工后的密封垫圈从夹具上取下，通过精削设备和 磨削设备根据尺寸要求依次进行精加工和打磨处理； S5、热处理和产品探伤；将步骤S4打磨完成后的坯料放入热处理炉中在温度为300‑400 ℃的条件下淬火处理2‑3次，保证垫圈的硬度、回弹硬度和抗疲劳强度达标，热处理完成后 通过清洗设备进行清洗处理，再在出厂时进行探伤测试，对加工好的密封垫圈进行探伤测 试，使整体质量达标。 2.根据权利要求1所述的一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，其特征在于：所述步骤S1 中坯料为直径为5‑10mm，长度为3‑10mm的棒料或8mm*8mm*3mm的块料。 3.根据权利要求1所述的一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，其特征在于：所述步骤S1 中环形体余量的外径留密封垫圈内外径差值为1.5‑3.3mm。 4.根据权利要求1所述的一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，其特征在于：所述步骤S2 在对坯料进行切削过程中，线切割轴承垫圈的内孔并将棒料线切割成粗料，通过工况机预 设的厚度将整体打磨后的棒料切割成密封垫圈，在表面一侧的线切割之间预留有余量根据 所需尺寸划线所述的一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，其特征在于：所述步骤S2 和步骤S3中切削机床是采用型号为CA6136的数控卧式机床，且该切削机床的内部设置有型 号为ARM9的控制器。 6.根据权利要求1所述的一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，其特征在于：所述步骤S4 中磨削设备是采用型号为MB1432A的全自动磨床。 7.根据权利要求1所述的一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，其特征在于：所述步骤S5 中热处理炉是采用型号为RT2‑90‑10的可控式热处理炉。 8.根据权利要求1所述的一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，其特征在于：所述步骤S5 中探伤设备是采用型号为MasterScan340的超声波探伤仪。 2 2 CN 113102955 A 说明书 1/5页 一种金属密封垫圈的齿形加工工艺 技术领域 [0001] 本发明涉及金属密封垫圈加工技术领域，具体为一种金属密封垫圈的齿形加工工 艺。 背景技术 [0002] 金属齿形垫片一般用精密的车床在金属不锈钢平垫片的二面加工成同心的沟槽， 根据不同的介质，可选择柔性石墨、PTFE、无石棉板或其它一些软金属，粘贴在垫片的二面， 也可不带密封层直接使用，且能达到良好的密封效果，但在高压场合中容易对法兰的表面 造成损失，垫片的结构型式随法兰的密封面的不同而分为二种基本类型：1.用于平面法兰 的带定位环的齿型垫；2.用于凹凸法兰的不带定位环的齿型垫，齿形组合垫在较低的预紧 力下使用是首先的垫片，表面柔软的密封层避免了金属对金属的直接接触，且能可靠、紧密 的结合，保护了金属法兰不被损伤，即使在极高的载荷下，齿形组合垫尤其适合于高温、高 压，工况条件交变的场合，在热交换器、容器、反应釜的法兰连接处，是传统金属包覆垫片的 理想替代品。 [0003] 目前的金属密封垫圈的齿形在生产加工过程中，大多是需要对待加工垫片坯料进 行多次装夹安装，来适应不同加工工位的加工，这样大大增加了生产人员的劳动强度，不能 实现通过装夹一次即可完成开槽和开齿处理，无法达到既快速又高效的对金属密封垫圈进 行加工的目的，大大降低了金属密封垫圈的生产效率，从而给金属密封垫圈生产企业带来 极大的不便。 发明内容 [0004] (一)解决的技术问题 [0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，解决了 现有的金属密封垫圈的齿形在生产加工过程中，大多是需要对待加工垫片坯料进行多次装 夹安装，来适应不同加工工位的加工，这样大大增加了生产人员的劳动强度，不能实现通过 装夹一次即可完成开槽和开齿处理，无法达到既快速又高效的对金属密封垫圈进行加工的 目的，大大降低了金属密封垫圈生产效率的问题。 [0006] (二)技术方案 [0007] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种金属密封垫圈的齿形 加工工艺，具体包括以下步骤： [0008] S1、坯料选取和粗车：首先选择相应的所需碳钢材料为坯料，车削粗加工坯料形成 环形，环形体的外径留密封垫圈内外径差值的余量，其用于套设与之匹配的弹性套圈； [0009] S2、开槽加工：通过切削机床上的自适应夹具将步骤S1粗车完成后的坯料定位安 装于切削机构上，通过操作开关启动整个切削机床，切削机床内置控制器通过预先录入的 数控程序进行切刀进给和走位切削，即可完成坯料的开槽； [0010] S3、齿形切削处理：先操作控制开关，使切削机床内置控制器根据录入的数控程序 3 3 CN 113102955 A 说明书 2/5页 将自适应夹具的位置转移至齿形加工工位，在不进行二次卸料装夹的情况下对坯料进行齿 形切削； [0011] S4、精加工打磨处理：将步骤S3齿形加工后的密封垫圈从夹具上取下，通过精削设 备和磨削设备根据尺寸要求依次进行精加工和打磨处理； [0012] S5、热处理和产品探伤；将步骤S4打磨完成后的坯料放入热处理炉中在温度为 300‑400℃的条件下淬火处理2‑3次，保证垫圈的硬度、回弹硬度和抗疲劳强度达标，热处理 完成后通过清洗设备进行清洗处理，再在出厂时进行探伤测试，对加工好的密封垫圈进行 探伤测试，使整体质量达标。 [0013] 优选的，所述步骤S1中坯料为直径为5‑10mm，长度为3‑10mm的棒料或8mm*8mm*3mm 的块料。 [0014] 优选的，所述步骤S1中环形体余量的外径留密封垫圈内外径差值为1.5‑3.3mm。 [0015] 优选的，所述步骤S2在对坯料进行切削过程中，线切割轴承垫圈的内孔并将棒料 线切割成粗料，通过工况机预设的厚度将整体打磨后的棒料切割成密封垫圈，在表面一侧 的线切割之间预留有余量根据所需尺寸划线] 优选的，所述步骤S2和步骤S3中切削机床是采用型号为CA6136的数控卧式机床， 且该切削机床的内部设置有型号为ARM9的控制器。 [0017] 优选的，所述步骤S4中磨削设备是采用型号为MB1432A的全自动磨床。 [0018] 优选的，所述步骤S5中热处理炉是采用型号为RT2‑90‑10的可控式热处理炉。 [0019] 优选的，所述步骤S5中探伤设备是采用型号为MasterScan340的超声波探伤仪。 [0020] (三)有益效果 [0021] 本发明提供了一种金属密封垫圈的齿形加工工艺。与现有技术相比具备以下有益 效果：该金属密封垫圈的齿形加工工艺，具体包括以下步骤：S1、坯料选取和粗车：首先选择 相应的所需碳钢材料为坯料，车削粗加工坯料形成环形，环形体的外径留密封垫圈内外径 差值的余量，其用于套设与之匹配的弹性套圈；S2、开槽加工：通过切削机床上的自适应夹 具将步骤S1粗车完成后的坯料定位安装于切削机构上，通过操作开关启动整个切削机床， 切削机床内置控制器通过预先录入的数控程序进行切刀进给和走位切削，即可完成坯料的 开槽；S3、齿形切削处理：先操作控制开关，使切削机床内置控制器根据录入的数控程序将 自适应夹具的位置转移至齿形加工工位，在不进行二次卸料装夹的情况下对坯料进行齿形 切削；S4、精加工打磨处理：将步骤S3齿形加工后的密封垫圈从夹具上取下，通过精削设备 和磨削设备根据尺寸要求依次进行精加工和打磨处理；S5、热处理和产品探伤；将步骤S4打 磨完成后的坯料放入热处理炉中在温度为300‑400℃的条件下淬火处理2‑3次，保证垫圈的 硬度、回弹硬度和抗疲劳强度达标，热处理完成后通过清洗设备进行清洗处理，再在出厂时 进行探伤测试，对加工好的密封垫圈进行探伤测试，使整体质量达标，可实现通过装夹一次 即可完成开槽和开齿处理，很好的达到了既快速又高效的对金属密封垫圈进行加工的目 的，大大提高了金属密封垫圈的生产效率，无需对待加工垫片坯料进行多次装夹安装，来适 应不同加工工位的加工，减轻了生产人员的劳动强度，从而大大方便了金属密封垫圈生产 企业的生产。 4 4 CN 113102955 A 说明书 3/5页 附图说明 [0022] 图1为本发明的工艺流程图。 具体实施方式 [0023] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 [0024] 请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种金属密封垫圈的齿形加工工 艺，具体包括以下实施例： [0025] 实施例1 [0026] 一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，具体包括以下步骤： [0027] S1、坯料选取和粗车：首先选择相应的所需碳钢材料为坯料，车削粗加工坯料形成 环形，环形体的外径留密封垫圈内外径差值的余量，其用于套设与之匹配的弹性套圈，坯料 为直径为8mm，长度为6mm的棒料，环形体余量的外径留密封垫圈内外径差值为2mm； [0028] S2、开槽加工：通过切削机床上的自适应夹具将步骤S1粗车完成后的坯料定位安 装于切削机构上，通过操作开关启动整个切削机床，切削机床内置控制器通过预先录入的 数控程序进行切刀进给和走位切削，即可完成坯料的开槽，在对坯料进行切削过程中，线切 割轴承垫圈的内孔并将棒料线切割成粗料，通过工况机预设的厚度将整体打磨后的棒料切 割成密封垫圈，在表面一侧的线切割之间预留有余量根据所需尺寸划线、齿形切削处理：先操作控制开关，使切削机床内置控制器根据录入的数控程序 将自适应夹具的位置转移至齿形加工工位，在不进行二次卸料装夹的情况下对坯料进行齿 形切削； [0030] S4、精加工打磨处理：将步骤S3齿形加工后的密封垫圈从夹具上取下，通过精削设 备和磨削设备根据尺寸要求依次进行精加工和打磨处理，磨削设备是采用型号为MB1432A 的全自动磨床； [0031] S5、热处理和产品探伤；将步骤S4打磨完成后的坯料放入热处理炉中在温度为350 ℃的条件下淬火处理2次，保证垫圈的硬度、回弹硬度和抗疲劳强度达标，热处理完成后通 过清洗设备进行清洗处理，再在出厂时进行探伤测试，对加工好的密封垫圈进行探伤测试， 使整体质量达标，热处理炉是采用型号为RT2‑90‑10的可控式热处理炉，探伤设备是采用型 号为MasterScan340的超声波探伤仪。 [0032] 本发明实施例中，切削机床是采用型号为CA6136的数控卧式机床，且该切削机床 的内部设置有型号为ARM9的控制器。 [0033] 实施例2 [0034] 一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，具体包括以下步骤： [0035] S1、坯料选取和粗车：首先选择相应的所需碳钢材料为坯料，车削粗加工坯料形成 环形，环形体的外径留密封垫圈内外径差值的余量，其用于套设与之匹配的弹性套圈，坯料 为直径为5mm，长度为3mm的棒料，环形体余量的外径留密封垫圈内外径差值为1.5mm； [0036] S2、开槽加工：通过切削机床上的自适应夹具将步骤S1粗车完成后的坯料定位安 5 5 CN 113102955 A 说明书 4/5页 装于切削机构上，通过操作开关启动整个切削机床，切削机床内置控制器通过预先录入的 数控程序进行切刀进给和走位切削，即可完成坯料的开槽，在对坯料进行切削过程中，线切 割轴承垫圈的内孔并将棒料线切割成粗料，通过工况机预设的厚度将整体打磨后的棒料切 割成密封垫圈，在表面一侧的线切割之间预留有余量根据所需尺寸划线、齿形切削处理：先操作控制开关，使切削机床内置控制器根据录入的数控程序 将自适应夹具的位置转移至齿形加工工位，在不进行二次卸料装夹的情况下对坯料进行齿 形切削； [0038] S4、精加工打磨处理：将步骤S3齿形加工后的密封垫圈从夹具上取下，通过精削设 备和磨削设备根据尺寸要求依次进行精加工和打磨处理，磨削设备是采用型号为MB1432A 的全自动磨床； [0039] S5、热处理和产品探伤；将步骤S4打磨完成后的坯料放入热处理炉中在温度为300 ℃的条件下淬火处理3次，保证垫圈的硬度、回弹硬度和抗疲劳强度达标，热处理完成后通 过清洗设备进行清洗处理，再在出厂时进行探伤测试，对加工好的密封垫圈进行探伤测试， 使整体质量达标，热处理炉是采用型号为RT2‑90‑10的可控式热处理炉，探伤设备是采用型 号为MasterScan340的超声波探伤仪。 [0040] 本发明实施例中，切削机床是采用型号为CA6136的数控卧式机床，且该切削机床 的内部设置有型号为ARM9的控制器。 [0041] 实施例3 [0042] 一种金属密封垫圈的齿形加工工艺，具体包括以下步骤： [0043] S1、坯料选取和粗车：首先选择相应的所需碳钢材料为坯料，车削粗加工坯料形成 环形，环形体的外径留密封垫圈内外径差值的余量，其用于套设与之匹配的弹性套圈，坯料 8mm*8mm*3mm的块料，环形体余量的外径留密封垫圈内外径差值为3.3mm； [0044] S2、开槽加工：通过切削机床上的自适应夹具将步骤S1粗车完成后的坯料定位安 装于切削机构上，通过操作开关启动整个切削机床，切削机床内置控制器通过预先录入的 数控程序进行切刀进给和走位切削，即可完成坯料的开槽，在对坯料进行切削过程中，线切 割轴承垫圈的内孔并将棒料线切割成粗料，通过工况机预设的厚度将整体打磨后的棒料切 割成密封垫圈，在表面一侧的线切割之间预留有余量根据所需尺寸划线、齿形切削处理：先操作控制开关，使切削机床内置控制器根据录入的数控程序 将自适应夹具的位置转移至齿形加工工位，在不进行二次卸料装夹的情况下对坯料进行齿 形切削； [0046] S4、精加工打磨处理：将步骤S3齿形加工后的密封垫圈从夹具上取下，通过精削设 备和磨削设备根据尺寸要求依次进行精加工和打磨处理，磨削设备是采用型号为MB1432A 的全自动磨床； [0047] S5、热处理和产品探伤；将步骤S4打磨完成后的坯料放入热处理炉中在温度为400 ℃的条件下淬火处理2次，保证垫圈的硬度、回弹硬度和抗疲劳强度达标，热处理完成后通 过清洗设备进行清洗处理，再在出厂时进行探伤测试，对加工好的密封垫圈进行探开云 开云体育平台伤测试， 使整体质量达标，热处理炉是采用型号为RT2‑90‑10的可控式热处理炉，探伤设备是采用型 号为MasterScan340的超声波探伤仪。 [0048] 本发明实施例中，切削机床是采用型号为CA6136的数控卧式机床，且该切削机床 6 6 CN 113102955 A 说明书 5/5页 的内部设置有型号为ARM9的控制器。 [0049] 综上，本发明可实现通过装夹一次即可完成开槽和开齿处理，很好的达到了既快 速又高效的对金属密封垫圈进行加工的目的，大大提高了金属密封垫圈的生产效率，无需 对待加工垫片坯料进行多次装夹安装，来适应不同加工工位的加工，减轻了生产人员的劳 动强度，从而大大方便了金属密封垫圈生产企业的生产。 [0050] 同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。 [0051] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。 [0052] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 7 7 CN 113102955 A 说明书附图 1/1页 图1 8 8
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