專利名稱：一種四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面磨削方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)雜形面磨削技術(shù)領(lǐng)域，涉及機(jī)械密封環(huán)的磨削，特別涉及一種由平的圓環(huán)形壩面和徑向輪廓為略微傾斜直線且其傾角沿周向周期性變化的斜波紋面構(gòu)成的流體動(dòng)靜壓結(jié)合型機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面的超精密磨削方法。
背景技術(shù)：
機(jī)械密封廣泛應(yīng)用于泵、壓縮機(jī)、反應(yīng)釜、攪拌器、離心機(jī)和過(guò)濾機(jī)等傳輸液體或氣體的旋轉(zhuǎn)設(shè)備中。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)工作在高速、高壓和高溫等條件下的機(jī)械密封的性能和壽命要求越來(lái)越高。在早期的機(jī)械密封中，互相貼合的兩個(gè)密封端面被設(shè)計(jì)和制造得盡可能平整，目的是使兩個(gè)密封端面間的有效間隙盡可能小以便減小泄露。然而，在這兩個(gè)平面間形成的流體薄膜容易破裂致使這兩個(gè)密封端面多工作于接觸狀態(tài)，因而導(dǎo)致較 大的摩擦、過(guò)早磨損甚至破損。為了減小磨損和避免破損，人們通過(guò)在密封環(huán)平端面開(kāi)設(shè)深槽、淺槽、徑向錐度、徑向臺(tái)肩、周向波度等結(jié)構(gòu)來(lái)維持穩(wěn)定的流體薄膜以避免兩個(gè)密封端面直接接觸，從而產(chǎn)生了一系列新型機(jī)械密封。其中最有代表性的是美國(guó)Lebeck A. 0.等人于1980年代提出的一種流體動(dòng)靜壓結(jié)合型機(jī)械密封，在這種流體動(dòng)靜壓結(jié)合型機(jī)械密封中，動(dòng)環(huán)也可以是靜環(huán)的端面由平的圓環(huán)形壩面和徑向輪廓為略微傾斜直線且其傾角沿周向周期性變化的斜波紋面構(gòu)成。與另一平的密封環(huán)配對(duì)使用時(shí)，在密封界面沿周向形成波紋狀間隙、沿徑向形成收斂間隙，其優(yōu)點(diǎn)是由徑向收斂間隙產(chǎn)生的流體靜壓效應(yīng)保證停機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)兩密封界面之間始終存在液膜，由周向波紋狀間隙產(chǎn)生的流體動(dòng)壓效應(yīng)保證足夠的開(kāi)啟力使兩密封端面分離，而密封壩面增強(qiáng)泄漏控制能力。試驗(yàn)結(jié)果表明這種密封形式比端面開(kāi)槽的動(dòng)壓密封和沿徑向開(kāi)設(shè)收斂間隙的靜壓密封有更大的優(yōu)越性。目前這種流體動(dòng)靜壓結(jié)合型機(jī)械密封已經(jīng)成功應(yīng)用在汽輪機(jī)、油氣管道泵、核主泵和石化設(shè)施的高溫泵中。這種密封形式的密封環(huán)通常由高硬材料如碳化硅、氮化硅、碳化鎢制成，密封環(huán)壩面和斜波紋面的面形精度要求在廣2個(gè)氦光帶以內(nèi)(I個(gè)氦光帶長(zhǎng)0. 29微米)，表面粗糙度Ra在5納米以內(nèi)。由于斜傾波紋面是一種空間自由曲面，無(wú)法采用傳統(tǒng)磨削方法加工，而采用多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控點(diǎn)接觸磨削時(shí)，砂輪磨損快，形狀保持性差，很難獲得令人滿意的面形精度；氣囊拋光、磁流變拋光、離子束拋光等計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面修形技術(shù)可實(shí)現(xiàn)光學(xué)曲面的高精度加工，但是加工效率低，加工環(huán)狀零件時(shí)不同程度存在著邊緣效應(yīng)問(wèn)題，密封壩面與斜波紋面交接處是一階微分不連續(xù)的，精確修形極其困難；采用激光加工時(shí)存在表面粗糖度偏大問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面磨削方法，能夠?qū)崿F(xiàn)由平的圓環(huán)形壩面和徑向輪廓為略微傾斜直線且其傾角沿周向周期性變化的斜波紋面構(gòu)成的流體動(dòng)靜壓結(jié)合型機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面高面形精度、低表面粗糙度加工。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
采用一個(gè)工件軸、一個(gè)杯形砂輪、一個(gè)砂輪軸、一個(gè)擺動(dòng)工作臺(tái)、一個(gè)X向直線移動(dòng)平臺(tái)和一個(gè)Z向直線移動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)杯形砂輪端面做切入磨削。密封環(huán)被夾持在工件軸前端中心處，工件軸帶動(dòng)密封環(huán)繞工件軸的回轉(zhuǎn)軸線做高精度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件軸的徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)為(To. I微米，回轉(zhuǎn)定位誤差為(Tl分。杯形砂輪安裝在砂輪軸上，該杯形砂輪繞其回轉(zhuǎn)軸線做高精度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，砂輪軸的徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)為(To. I微米。工件軸安裝在擺動(dòng)工作臺(tái)上，擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)定位誤差為(T20秒，擺動(dòng)工作臺(tái)安裝在X向直線移動(dòng)平臺(tái)的溜板上。砂輪軸安裝在z向直線移動(dòng)平臺(tái)的溜板上，X向直線移動(dòng)平臺(tái)和z向直線移動(dòng)平臺(tái)安裝在機(jī)床床身上。X向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向和z向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向垂直，工件軸的回轉(zhuǎn)軸線與擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線垂直，砂輪軸的回 轉(zhuǎn)軸線與z向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向平行，砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線垂直相交，杯形砂輪的端面朝向工件軸。X向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)擺動(dòng)工作臺(tái)、工件軸及密封環(huán)做高精度直線運(yùn)動(dòng)，定位精度為(T20納米，z向直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)砂輪軸及杯形砂輪做高精度直線運(yùn)動(dòng)，定位精度為(T20納米。杯形砂輪直徑為15(T700毫米，杯形砂輪端面寬度為2飛毫米，杯形砂輪所用磨料為1000#或更細(xì)粒度的金剛石。當(dāng)杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線平行時(shí)，工件軸回轉(zhuǎn)軸線上任意一點(diǎn)到過(guò)杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線和擺動(dòng)工作臺(tái)擺動(dòng)軸線的平面的距離等于斜波紋面中徑的二分之一，杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線距離大于砂輪半徑和斜波紋面內(nèi)半徑平方和后開(kāi)平方，杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線距離小于砂輪半徑和斜波紋面外半徑平方和后開(kāi)平方。工件軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)的往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)能夠聯(lián)動(dòng)控制。杯形砂輪轉(zhuǎn)速為5(T5000轉(zhuǎn)/分，工件軸轉(zhuǎn)速為0. f 500轉(zhuǎn)/分。首先磨削斜波紋面，磨削斜波紋面時(shí)，砂輪軸帶動(dòng)杯形砂輪繞砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)，工件軸帶動(dòng)密封環(huán)繞工件軸的回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)，擺動(dòng)工作臺(tái)帶動(dòng)工件軸繞擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線往復(fù)擺動(dòng)，X向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)擺動(dòng)工作臺(tái)做直線運(yùn)動(dòng)，Y向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)砂輪軸做直線運(yùn)動(dòng)。需要聯(lián)動(dòng)控制工件軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)的往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)生成斜波紋面。杯形砂輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。磨削斜波紋面時(shí)，若不計(jì)Z向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)杯形砂輪所做的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也不計(jì)砂輪磨損以及各種誤差，工件軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)的往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)將使杯形砂輪與包含斜波紋面內(nèi)周邊的圓柱面交點(diǎn)始終在理論正確幾何形狀的斜波紋面內(nèi)周邊上，并同時(shí)使杯形砂輪與包含斜波紋面外周邊的圓柱面交點(diǎn)始終在理論正確幾何形狀的斜波紋面外周邊上。磨削斜波紋面時(shí)，杯形砂輪轉(zhuǎn)速為10(T5000轉(zhuǎn)/分，工件軸轉(zhuǎn)速為0.廣50轉(zhuǎn)/分，利用杯形砂輪的端面做切入磨削。斜波紋面加工完成后磨削密封壩面，磨削密封壩面時(shí)鎖定X向直線移動(dòng)平臺(tái)，擺動(dòng)工作臺(tái)被鎖定在杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線平行的位置，工件軸帶動(dòng)密封環(huán)繞工件軸的回轉(zhuǎn)軸線等速回轉(zhuǎn)，Z向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)杯形砂輪做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，杯形砂輪轉(zhuǎn)速為1000^10000轉(zhuǎn)/分，工件軸轉(zhuǎn)速為10飛00轉(zhuǎn)/分，利用杯形砂輪的端面做切入磨削，直到磨削到最終尺寸為止。由于采用端面寬度只有2飛毫米的杯形砂輪的端面進(jìn)行切入磨削，杯形砂輪與工件的磨削接觸區(qū)從被加工表面的內(nèi)周邊一直貫穿到外周邊，不需要沿徑向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)斜波紋面或壩面的磨削，因此不存在采用多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控點(diǎn)接觸磨削時(shí)需要做復(fù)雜軌跡規(guī)劃問(wèn)題。由于密封環(huán)斜波紋面的徑向輪廓傾角的最大值只有幾百微弧度，磨削密封環(huán)斜波紋面時(shí)，杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線的夾角極小，在幾百微弧度以內(nèi)，兩軸線大體上是平行的，X向直線移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)行程在0. 3毫米以內(nèi)，因此磨削斜波紋面和密封壩面時(shí)杯形砂輪與密封環(huán)的接觸弧長(zhǎng)度、接觸面積、切入角幾乎不變，磨削力保持恒定，加工狀態(tài)穩(wěn)定，有利于保證加工精度。由于采用端面寬度只有2飛毫米杯形砂輪的端面進(jìn)行切入磨削，磨削時(shí)杯形砂輪與密封環(huán)為線接觸，砂輪端面上各處的有效磨粒的切削速度、切削深度和切削路徑長(zhǎng)度基本一致，因此砂輪端面各處的磨損是均勻的，磨削時(shí)杯形砂輪端面的幾何形狀保持不變，不存在砂輪精確修形難題。由于砂輪磨損只表現(xiàn)為杯形砂輪端面的均勻損耗，杯形砂輪磨損只對(duì)杯形砂輪端 面與擺動(dòng)工作臺(tái)擺動(dòng)軸線的距離產(chǎn)生影響，能夠通過(guò)Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)對(duì)砂輪磨損進(jìn)行有效補(bǔ)償。本發(fā)明的效果和益處是能夠?qū)τ善降膱A環(huán)形壩面和徑向輪廓為略微傾斜直線且其傾角沿周向周期性變化的斜波紋面構(gòu)成的流體動(dòng)靜壓結(jié)合型機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面進(jìn)行高面形精度和低表面粗糙度加工。


圖I是本發(fā)明所要加工的密封環(huán)復(fù)雜形面示意圖。圖2是本發(fā)明的磨削原理圖。圖中1密封環(huán)；2斜波紋面；3壩面；4 X向直線移動(dòng)平臺(tái)；5擺動(dòng)工作臺(tái)；6工件軸；7杯形砂輪；8砂輪軸；9 Z向直線移動(dòng)平臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如附圖I所示，待加工密封環(huán)的端面為由平的圓環(huán)形壩面和徑向輪廓為略微傾斜直線且其傾角沿周向周期性變化的斜波紋面構(gòu)成的流體動(dòng)靜壓結(jié)合型機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面，其內(nèi)徑為160毫米、外徑為200毫米、密封壩面外徑為170毫米、斜波紋面徑向輪廓線傾角在(T0. 0006弧度之間沿周向周期性變化，波紋數(shù)量為9個(gè)，材料為無(wú)壓燒結(jié)碳化硅。如附圖2所示，采用一個(gè)高精度空氣軸承支撐的工件軸、一個(gè)杯形砂輪、一個(gè)高精度空氣軸承支撐砂輪軸、一個(gè)高精度液體靜壓軸承支撐的擺動(dòng)工作臺(tái)、一個(gè)高精度液壓X向直線移動(dòng)平臺(tái)和一個(gè)高精度液壓Z向直線移動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)杯形砂輪端面做切入磨削。密封環(huán)被夾持在工件軸前端中心處，工件軸帶動(dòng)密封環(huán)繞工件軸的回轉(zhuǎn)軸線做高精度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件軸的徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)為(To. 05微米，回轉(zhuǎn)定位誤差為(To. 5分。杯形砂輪安裝在砂輪軸上，該杯形砂輪繞其回轉(zhuǎn)軸線做高精度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，砂輪軸的徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)為(To. 05微米。工件軸安裝在擺動(dòng)工作臺(tái)上，擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)定位誤差為(T8秒，擺動(dòng)工作臺(tái)安裝在X向直線移動(dòng)平臺(tái)的溜板上。砂輪軸安裝在Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的溜板上，X向直線移動(dòng)平臺(tái)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)安裝在機(jī)床床身上。X向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向垂直，工件軸的回轉(zhuǎn)軸線與擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線垂直，砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向平行，砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線垂直相交，杯形砂輪的端面朝向工件軸。X向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)擺動(dòng)工作臺(tái)、工件軸及密封環(huán)做高精度直線運(yùn)動(dòng)，定位精度為(T20納米，Z向直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)砂輪軸及杯形砂輪做高精度直線運(yùn)動(dòng)，定位精度為(T20納米。杯形砂輪直徑為350毫米，杯形砂輪端面的工作面寬度為3毫米，杯形砂輪所用磨料為1000#金剛石。當(dāng)杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線平行時(shí)，工件軸回轉(zhuǎn)軸線上任意一點(diǎn)到過(guò)杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線和擺動(dòng)工作臺(tái)擺動(dòng)軸線的平面的距離等于92. 5毫米，杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線距離等于197毫米。工件軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)的往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)能夠聯(lián)動(dòng)控制。杯 形砂輪轉(zhuǎn)速為50飛000轉(zhuǎn)/分，工件軸轉(zhuǎn)速為0. r500轉(zhuǎn)/分。首先磨削斜波紋面，磨削斜波紋面時(shí)，砂輪軸帶動(dòng)杯形砂輪繞砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)，工件軸帶動(dòng)密封環(huán)繞工件軸的回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)，擺動(dòng)工作臺(tái)帶動(dòng)工件軸繞擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線往復(fù)擺動(dòng)，X向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)擺動(dòng)工作臺(tái)做直線運(yùn)動(dòng)，Y向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)砂輪軸做直線運(yùn)動(dòng)。需要聯(lián)動(dòng)控制工件軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)的往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)生成斜波紋面。杯形砂輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。磨削斜波紋面時(shí)，若不計(jì)Z向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)杯形砂輪所做的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也不計(jì)砂輪磨損以及各種誤差，工件軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)的往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)將使杯形砂輪與包含斜波紋面內(nèi)周邊的圓柱面交點(diǎn)始終在理論正確幾何形狀的斜波紋面內(nèi)周邊上，并同時(shí)使杯形砂輪與包含斜波紋面外周邊的圓柱面交點(diǎn)始終在理論正確幾何形狀的斜波紋面外周邊上。磨削斜波紋面時(shí)，杯形砂輪轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，工件軸轉(zhuǎn)速為I轉(zhuǎn)/分，進(jìn)給速度為0. 5微米/分，利用杯形砂輪的端面做切入磨削。斜波紋面加工完成后磨削密封壩面，磨削密封壩面時(shí)鎖定X向移動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)，擺動(dòng)工作臺(tái)被鎖定在杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線平行的位置，工件軸帶動(dòng)密封環(huán)繞工件軸的回轉(zhuǎn)軸線等速回轉(zhuǎn)，Z向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)杯形砂輪做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，杯形砂輪轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，工件軸轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分，利用杯形砂輪的端面做切入磨削，進(jìn)給速度為I微米/分，微進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分辨率為0. I微米。直到磨削到最終尺寸為止。
權(quán)利要求
1.一種四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面磨削方法，采用一個(gè)工件軸、一個(gè)杯形砂輪、一個(gè)砂輪軸、一個(gè)擺動(dòng)工作臺(tái)、一個(gè)X向直線移動(dòng)平臺(tái)和一個(gè)Z向直線移動(dòng)平臺(tái)，通過(guò)杯形砂輪端面做切入磨削，其特征是工件軸安裝在擺動(dòng)工作臺(tái)上，擺動(dòng)工作臺(tái)安裝在X向直線移動(dòng)平臺(tái)的溜板上，砂輪軸安裝在Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的溜板上，X向直線移動(dòng)平臺(tái)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)安裝在機(jī)床床身上，X向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向垂直，工件軸的回轉(zhuǎn)軸線與擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線垂直，砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線垂直相交，砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線與Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向平行，杯形砂輪的端面朝向工件軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面磨削方法，其特征在于，當(dāng)杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線平行時(shí)，工件軸回轉(zhuǎn)軸線上任意一點(diǎn)到過(guò)杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線和擺動(dòng)工作臺(tái)擺動(dòng)軸線的平面的距離等于斜波紋面中徑的二分之一，杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線距離大于砂輪半徑和斜波紋面內(nèi)半徑平方和后開(kāi)平方，杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線距離小于砂輪半徑和斜波紋面外半徑平方和后開(kāi)平方。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面磨削方法，其特征在于，磨削斜波紋面時(shí)，砂輪軸帶動(dòng)杯形砂輪繞砂輪軸的回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)，工件軸帶動(dòng)密封環(huán)繞工件軸的回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)，擺動(dòng)工作臺(tái)帶動(dòng)工件軸繞擺動(dòng)工作臺(tái)的擺動(dòng)軸線往復(fù)擺動(dòng)，X向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)擺動(dòng)工作臺(tái)做直線運(yùn)動(dòng)，Z向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)砂輪軸做直線運(yùn)動(dòng)，聯(lián)動(dòng)控制工件軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)的往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)生成斜波紋面，杯形砂輪的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面磨削方法，其特征在于，磨削斜波紋面時(shí)，若不計(jì)Z向直線移動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)杯形砂輪所做的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也不計(jì)砂輪磨損以及各種誤差，工件軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)的往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)將使杯形砂輪與包含斜波紋面內(nèi)周邊的圓柱面交點(diǎn)始終在理論正確幾何形狀的斜波紋面內(nèi)周邊上，并同時(shí)使杯形砂輪與包含斜波紋面外周邊的圓柱面交點(diǎn)始終在理論正確幾何形狀的斜波紋面外周邊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面磨削方法，其特征在于，斜波紋面加工完成后磨削密封壩面，磨削壩面時(shí)杯形砂輪回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線平行。
全文摘要
一種四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械密封環(huán)復(fù)雜形面磨削方法，屬于復(fù)雜形面磨削技術(shù)領(lǐng)域。其特征是采用一個(gè)工件軸、一個(gè)杯形砂輪、一個(gè)砂輪軸、一個(gè)擺動(dòng)工作臺(tái)、一個(gè)X向直線移動(dòng)平臺(tái)和一個(gè)Z向直線移動(dòng)平臺(tái)，工件軸安裝在擺動(dòng)工作臺(tái)上，擺動(dòng)工作臺(tái)安裝在X向直線移動(dòng)平臺(tái)上，砂輪軸安裝在Z向直線移動(dòng)平臺(tái)上，通過(guò)砂輪端面做切入磨削。磨削斜波紋面時(shí)聯(lián)動(dòng)控制工件軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)工作臺(tái)往復(fù)擺動(dòng)、X向直線移動(dòng)平臺(tái)和Z向直線移動(dòng)平臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)，磨削壩面時(shí)砂輪軸回轉(zhuǎn)軸線與工件軸回轉(zhuǎn)軸線平行。本發(fā)明的效果和益處能實(shí)現(xiàn)由平的圓環(huán)形壩面和徑向輪廓為略微傾斜直線且其傾角沿周向周期性變化的斜波紋面構(gòu)成的流體動(dòng)壓密封環(huán)復(fù)雜形面高面形精度、低表面粗糙度加工。
文檔編號(hào)B24B19/11GK102785149SQ201210254280
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者馮光, 康仁科, 郭東明, 金洙吉, 霍鳳偉 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)