一种非金属活塞环机械加工工装的制作方法

本实用新型涉及活塞环加工制造领域，具体的说，是一种非金属活塞环机械加工工装。

背景技术：

随着现代技术的发展，无油润滑的固定非金属材料用作气缸活塞环的情况越来越多。这些活塞环多采用机械加工的方法制造，无油润滑的固体非金属材料大多脆性大，弹性差，易碎裂，难于加工高精度活塞环，成品率非常低。

当活塞环完成坯件加工，并开好安装缝后，需按照安装运行状态将槽合拢，完成最后的外圆及内圆加工，此时在装卡及合拢安装缝时会因处置不当造成碎裂。碎裂的原因不外乎在合拢安装缝时用力不当造成活塞环局部受力过大，变形过大而破碎。在这里提供一个由申请人检索的现有技术作为参考：

现有技术：在中国专利文献中公开(公告)号为CN102825576A的专利申请文件中公开了一种活塞环安装工装，属于机械技术领域。它解决了现有活塞环安装困难且在安装过程中活塞环易受到损坏的问题。本活塞环安装工装包括底座、设于底座上的安装套筒及弹性元件，所述底座的顶面上凹设有开口朝上的凹腔，所述安装套筒设于凹腔中，所述安装套筒的底端端面与凹腔的底壁之间相互间隔；所述弹性元件的顶部设于凹腔的底壁上；所述弹性元件的底部抵顶于安装套筒的底端。本活塞环安装工装能方便的将活塞环安装入活塞环槽内，而且无需抵压活塞环，可以有效的避免活塞环受到损坏。

但是该安装工装对于活塞环进行安装时，由于安装套筒通过弹簧作为弹性支撑，使得在按压安装套筒时受力不均，容易造成活塞环的损坏，尤其是对于非金属活塞环的安装而言，安装精度不高以致于影响活塞环进行内圆加工。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种非金属活塞环机械加工工装，解决现有技术中在对活塞环进行安装时安装精度不高、容易造成活塞环受力不均匀、变形过大而碎裂的问题。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种非金属活塞环机械加工工装，包括用于安装活塞环进行外圆加工的第一工装和用于安装活塞环进行内圆加工的第二工装，所述第一工装包括芯轴套、芯轴、固定凸环、内圆安装套和紧固部件，所述芯轴的一端套接固定有芯轴套，所述芯轴套的右侧端面上设有与芯轴同轴的固定凸环，所述固定凸环上螺纹连接有用于安装活塞环的内圆安装套，所述紧固部件用于待加工活塞环通过内圆安装套安装在芯轴上后进行紧固；所述第二工装包括安装座和外圆安装套，所述安装座的右侧端面上设有一凹腔，所述安装座右端螺纹连接有外圆安装套；所述内圆安装套和外圆安装套两者的内部轴向上均设有一可容纳活塞环的通孔，所述通孔具有一锥状的导向段。

进一步的，为了更好地对本实用新型进行说明，所述通孔包括依次设置的连接部、加工部、锥状导向部和装入部，所述内圆安装套的连接部与芯轴套连接，所述外圆安装套的连接部与安装座连接；所述加工部与锥状导向部小端连接，所述加工部的内径与待加工活塞环处于安装缝闭合状态下的外径相等；所述装入部与锥状导向部的大端连接，所述装入部的内径与待加工活塞环处于自然状态下的外径相等；所述锥状导向部将加工部与装入部连接在一起。

进一步的，为了更好地对本实用新型进行说明，所述紧固部件包括螺母和垫圈，所述芯轴上设有与螺母相匹配的螺纹段，所述垫圈设置在螺母与活塞环之间。

进一步的，为了更好地对本实用新型进行说明，所述凹腔的底部设有凹槽。

进一步的，为了更好地对本实用新型进行说明，所述活塞环通过外圆安装套安装在凹腔内后，将外圆安装套取下并用压盖螺母螺纹套接在安装座上，所述压盖螺母上设有与凹腔连通的连接通孔，所述连接通孔的一端螺纹套接在安装座上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）通过设置分别用于对活塞环内圆和外圆安装的第一工装和第二工装，相配合完成对活塞环的整体加工的安装需求，与芯轴套和安装座螺纹连接的内圆安装套、外圆安装套，拆卸方便，能够有效、可靠的安装多个活塞环，在紧固部件的作用下能避免在对活塞环进行加工时的松动。

（2）通过设置的内、外圆安装套，活塞环依次通过通孔的装入部、锥状部、加工部，安装套可以通过连接部与固定活塞环的工装进行连接固定，装入部可以装入一个或多个活塞环，当活塞环通过锥状部时，能够让活塞环逐步从自然状态均匀变形，达到安装缝闭合的状态，避免了安装时的局部受力过大，变形过大的情况发生，有效的避免了活塞环在装卡时碎裂的现象发生；当活塞环通过锥状部到达加工部时则到达加工位置；此结构的安装套可以对活塞环精车加工时内、外圆进行安装，可靠有效。

附图说明

图1为本实用新型的自然状态的活塞环图；

图2为本实用新型的安装缝闭合装态的活塞环图；

图3为本实用新型的精车外圆前活塞环的装卡图；

图4为本实用新型的精车外圆时活塞环完成装卡后的加工状态图；

图5为本实用新型的精车外圆时装卡活塞环的外圆安装套；

图6为本实用新型的精车内圆前活塞环的装卡图；

图7为本实用新型的精车内圆时活塞环完成装卡后的加工状态图；

图8为本实用新型的精车内圆时装卡活塞环的的内圆安装套；

其中1-芯轴；2-活塞环；3-垫圈；4-螺母；5-外圆安装套；51-连接部；52-加工部；53-锥状部；54-装入部；6-芯轴套；7-压盖螺母；8-机床卡盘；9-安装缝；10-固定凸环；11-安装座；12-连接通孔；13-内圆安装套。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1-8所示，一种非金属活塞环机械加工工装，包括用于安装活塞环2进行外圆加工的第一工装和用于安装活塞环2进行内圆加工的第二工装，所述第一工装包括芯轴套6、芯轴1、固定凸环10、内圆安装套13和紧固部件，所述芯轴1的一端套接固定有芯轴套6，所述芯轴套6的右侧端面上设有与芯轴1同轴的固定凸环10，所述固定凸环10上螺纹连接有用于安装活塞环2的内圆安装套13，所述紧固部件用于待加工活塞环2通过内圆安装套13安装在芯轴1上后进行紧固；所述第二工装包括安装座11和外圆安装套5，所述安装座11的右侧端面上设有一凹腔，所述安装座11右端螺纹连接有外圆安装套5；所述内圆安装套13和外圆安装套5两者的内部轴向上均设有一可容纳活塞环2的通孔，所述通孔具有一锥状的导向段。

实施原理：分别用两个工装对活塞环2进行安装，能够实现对活塞环2在进行内、外圆加工时的安装需求；在进行外圆加工安装时，通过外圆安装套5的引导安装作用下将活塞环2安装到芯轴1上，并通过紧固部件进行紧固，能够有效防止活塞环2的松动；在进行内圆加工安装时，通过内圆安装套13的引导作用下进活塞环2安装在安装座11的凹腔内，实现活塞环2的内圆加工安装需求；通过具有一锥状导向段的通孔，能够有效引导安装环的安装，有效避免在安装时局部受力过大、变形过大的情况发生；安装、拆卸方便。

以下是第一工装和第二工装的使用过程：

首先完成活塞环2毛坯的加工，包括安装缝9也以开妥，如图1所示，活塞环2应含外圆及内圆的加工余量。精车时需在外力的作用下使活塞环2的安装缝9闭合，如图2所示，再精车其外圆及内圆。由于活塞环2的加工包括精车内圆和精车外圆，在分别进行其安装时，需配合不同的工装辅助完成活塞环2的精车。以下根据附图加以说明：

（a）外圆加工：预先制作芯轴1和芯轴套6，芯轴套6的一端被机床卡盘8固定，另一端通过固定凸环10螺纹连接外圆安装套5，芯轴1的中间部位直径与图2所示状态（安装缝9闭合状态）的待加工的坯件的内径相等。装卡活塞环2时，需使用外圆加工用的外圆安装套5。

外圆安装套5的锥状是一个具有一锥状导向段的安装工装，其通孔小端内径与活塞环2在图2所示状态（安装缝9闭合状态）下的外径相等；其通孔大端内径与活塞环2在图1所示状态（自然状态）下的外径相等；通过锥状的导向段让活塞环2逐步从自然状态均匀变形，达到安装缝9闭合的状态，避免安装时局部受力过大、变形过大而碎裂的问题。

装卡活塞环2如图3所示，先在外圆安装套5内从其大端装入活塞环2一个或多个，插入芯轴1并插到芯轴1中间部位的根部并通过固定凸环10进行连接固定，此时缓慢推动活塞环2从大端到小端，同时活塞环2已经进入芯轴1的是中间部位。活塞环2安装好后通过紧固部件进行紧固，防止取下外圆安装套5后恢复到自然状态。固定凸环10的外径小于活塞环2在闭合状态下外圆的直径且大于在闭合状态下内圆的直径。

完成以上操作后即可取下外圆安装套5，如图4所示。此时即可顺利加工活塞环2的外圆了。

（b）内圆加工：预先制作安装座11，安装座11的一端被机床卡盘8固定，另一端有外螺纹，安装座11靠螺纹的右端面设有凹腔，凹腔的直径与图2所示状态（安装缝9闭合状态）的待加工的坯件的外径相等，安装座11的凹腔为装活塞环2的空间。装卡活塞环2时，需使用内圆安装套13。

内圆安装套13是具有一锥状导向段的安装工装，其靠近通孔小端的一端与安装座11螺纹套接，凹腔的直径与通孔小端的直径相等。

装卡活塞环2如图6所示，首先用内圆安装套13与安装座11连接起来。而后在内圆安装套13的通孔大端装入活塞环2一个或多个，此时缓慢推动活塞环2从大端向小端移动并进入到凹腔内，完成活塞环2的安装。

完成以上操作后，如图7所示。

实施例2：

在实施例1的基础上，结合附图1-8所示，所述通孔包括依次设置的连接部51、加工部52、锥状导向部53和装入部54，所述内圆安装套13的连接部51与芯轴套6连接，所述外圆安装套5的连接部51与安装座11连接；所述加工部52与锥状导向部53小端连接，所述加工部52的内径与待加工活塞环2处于安装缝9闭合状态下的外径相等；所述装入部54与锥状导向部53的大端连接，所述装入部54的内径与待加工活塞环2处于自然状态下的外径相等；所述锥状导向部53将加工部52与装入部54连接在一起。

实施原理：通过连接部51使得内圆安装套13和外圆安装套5能够分别与固定凸环10和安装座11相配合并进行有效固定，防止在活塞环2在安装时产生偏移和不紧凑，避免对内圈和外圈加工时的加工精度造成影响；活塞环2依次通过装入部54锥状导向部53部和加工部52，尤其是通过锥状导向部53时能够让活塞环22逐步从自然状态均匀变形，达到安装缝9闭合的状态，避免了安装时的局部受力过大，变形过大的情况发生，有效的避免了活塞环2在装卡时碎裂的现象发生；加工部52能够有效的将活塞环2送入安装到凹腔或者芯轴1上，到达加工位置。

装卡活塞环2如图3所示，先在外圆安装套5的装入部54内装入活塞环2一个或多个，插入芯轴1并插到芯轴1中间部位的根部，此时缓慢推动活塞环2通过锥状导向部53进入加工部52，同时活塞环2已经进入芯轴1的是中间部位，到达加工所需位置。

实施例3：

在实施例2的基础上，结合附图1-8所示，所述紧固部件包括螺母4和垫圈3，所述芯轴1上设有与螺母4相匹配的螺纹段，所述垫圈3设置在螺母4与活塞环2之间。

实施原理：安装上垫圈3及螺母4，能够压紧芯轴1中间部位的活塞环2，防止外圆安装套5取下后活塞环2恢复自然状态，如图1所示，拆卸方便。

实施例4：

在实施例3的基础上，结合附图6-7所示，所述凹腔的底部设有凹槽。

实施原理：通过在底部设置凹槽，能够为靠底部的活塞环2内圆加工提供加工空间，其直径小于活塞环2在闭合状态下外圆的直径且大于在闭合状态下内圆的直径。

实施例5：

在实施例4的基础上，结合附图6-7所示，所述活塞环2通过外圆安装套5安装在凹腔内后，将外圆安装套5取下并用压盖螺母7螺纹套接在安装座11上，所述压盖螺母7上设有与凹腔连通的连接通孔12，所述连接通孔12的一端螺纹套接在安装座11上。

实施原理：压盖螺母7既能够对安装好后进行压紧固定，防止活塞环2从凹腔中脱离以及恢复到自然状态，又可通过其上的连接通孔12进行对内圆的加工作业，拆卸方便；连接通孔12的直径外径小于活塞环2在闭合状态下外圆的直径且大于在闭合状态下内圆的直径。

以上所述实施例所述的活塞环2均为待加工的活塞环2（毛坯活塞环）。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。