[0001]
本发明涉及分层橡胶圈环槽加工技术领域，具体为分层橡胶圈环槽加工工装及应用其的加工方法。
背景技术：[0002]
分层橡胶圈环槽的加工受零件材料特性及零件结构尺寸的影响。实际加工制造过程中，在工艺设计阶段存在如零件难以装夹、零件材质较软和加工槽尺寸小且深等技术难题。
[0003]
橡胶类材料力学特性良好，尤其在耐摩擦、耐腐蚀和缓冲减振等作用方面效果显著，多用于零件内部结构的填充及设备防护等。硅橡胶是多孔可压橡胶材料中力学性能较好的一种，广泛应用于工业装备制造方面。近年来，在国防工业装备制造中采用硅橡胶材料进行密封及填充的零件越来越多；然而，军用橡胶圈零件通常有更高质量要求且产品批量小、技术要求高、加工周期短、毛坯采购时间长，采用常规模压方式处理不能满足项目要求。
技术实现要素：[0004]
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供分层橡胶圈环槽加工工装及应用其的加工方法。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0006]
本发明提供分层橡胶圈环槽加工工装，包括通过螺纹连接的夹座和顶盖；所述夹座的前端设有阶梯孔，后端设有一圆柱体，圆柱体内设有与阶梯孔连通的排气孔，由于在实际生产加工过程中，除了装夹困难，还存在尺寸为(0.2
±
0.1)mm厚度的薄膜破损的问题，经过分析认为，薄膜尺寸为(0.2
±
0.1)mm，强度较低，当零件向工装内装入时，工装腔体内部气体无法排出，在气体压力作用下薄膜很容易破损，因此，为解决该问题，在圆柱体4上增加了排气孔，保证气体顺利排出，避免薄膜损伤；
[0007]
阶梯孔包括位于外侧的圆孔和内侧的锥形孔，锥形孔的孔径由夹座的前端向后端递减；夹座前端外壁设有外螺纹，位于外螺纹前端的夹座外壁设有圆角，位于外螺纹后端的夹座外壁设有第一环槽，第一环槽的后端设有与夹座一体成型的限位环；由于密封圈加工深度较大，刀具强度较低，为避免刀具折断，可以利用零件的径向变形减小刀具所受的摩擦力，代替与零件内孔配合的心棒的作用，进一步提高加工效率；
[0008]
所述顶盖的前端设有与所述外螺纹配合的内螺纹，后端设有通孔，位于所述内螺纹前端的顶盖内壁也设有圆角，位于所述内螺纹后端的顶盖内壁设有第二环槽。
[0009]
优选地，所述圆孔的直径等于所述锥形孔的最大直径。
[0010]
优选地，所述圆柱体的外径小于限位环的外径。
[0011]
本发明还提供应用分层橡胶圈环槽加工工装的分层橡胶圈环槽加工方法，包括以下步骤：
[0012]
s1、确定毛坯件：选取一端设有沉孔的锥形模压件作为毛坯件，加工不同规格的密
封圈；密封圈材料为硅橡胶，邵氏a硬度为50～56，材质较软、难装夹；由于加工表面及密封圈厚度有严格要求，加工槽尺寸小，一般刀具无法加工；对于硅橡胶这类非金属材料的切削加工而言，夹紧面积过小造成的夹紧力分布不均等夹紧不当现象，会严重影响零件的加工精度和表面质量；统一的毛坯件和配套工装可根据产品研制需要加工不同直径、不同厚度和不同锥度的密封圈。
[0013]
s2、将毛坯件放入夹座中，使毛坯件嵌合在锥形孔中，且毛坯件的前端凸出圆孔的前端0.5mm；
[0014]
s3、将顶盖拧紧在夹座上，使顶盖抵住毛坯件的前端；
[0015]
s4、将夹座固定在机床上，启动机床，先用刀具加工直径较小内槽，再加工直径较大的外槽；进刀速度f＝0.08mm/r，每次进刀的深度3mm后退刀，然后重复进刀退刀步骤，进刀退刀过程中浇冷却液，直至加工出四个不同直径的成品橡胶圈，利用零件径向变形(外圆由工装限制无法外扩，此处径向变形是指指向轴线方向的径向变形)，有效减少阻力。当加工靠近外圆的槽时，由于内侧的槽已经加工完毕，零件实体减小，强度相应降低，则产生相同变形所需的力减小，阻力也随之降低，因此，降低了刀具折断的风险；硅橡胶的撕裂强度和拉伸强度较高，伸长率(1250％)和柔软性能优良，加压变形率低，硅橡胶材料的力学特性基本符合滞弹性体应力弛豫的普遍规律，即受外力情况下材料应变随时间减小至恒定值，这样的材料特性决定了零件材质较软，难于装夹固定，同时,受零件变形影响，刀具退出后就不能准确进入原有的加工位置，此外，该零件的刀具切削面尺寸较小，加工难度增加；因此，不适合采用传统的进刀加工—退出刀具—重复进刀的方式。
[0016]
优选地，步骤s4中，将机床转速调至800转/分钟。
[0017]
本发明的有益效果在于：本发明基于硅橡胶材料的特性，进行了分层杯形橡胶圈的零件加工工装设计，并结合零件的结构特点，改进了加工工艺，有效解决了硅橡胶零件难加工的问题。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]
图1为实施例1提供的分层橡胶圈环槽加工工装的结构示意图；
[0020]
图2为实施例2中毛坯件的结构示意图；
[0021]
图3为实施例2中毛坯件的其中一个加工状态示意图；
[0022]
图4为成品橡胶圈的结构示意图。
[0023]
附图标记说明：1-夹座、11-外螺纹、12-第一圆角、13-第一环槽、2-顶盖、21-内螺纹、22-通孔、23-第二圆角、3-阶梯孔、4-圆柱体、41-圆孔、42-锥形孔、5-排气孔、6-限位环、7-毛坯件、81、82、83、84-成品橡胶圈。
具体实施方式
[0024]
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。
[0025]
实施例1
[0026]
如图1所示，分层橡胶圈环槽加工工装，包括通过螺纹连接的夹座1和顶盖2；夹座的前端设有阶梯孔3，后端设有一圆柱体4，圆柱体4内设有与阶梯孔连通的排气孔5；
[0027]
阶梯孔4包括位于外侧的圆孔41和内侧的锥形孔42，锥形孔42的孔径由夹座1的前端向后端递减；夹座1前端外壁设有外螺纹11，位于外螺纹11前端的夹座1外壁设有第一圆角12，位于外螺纹11后端的夹座1外壁设有第一环槽13；
[0028]
第一环槽13的后端设有与夹座1一体成型的限位环6；
[0029]
顶盖2的前端设有与外螺纹11配合的内螺纹21，后端设有通孔22，位于内螺纹21前端的顶盖内壁也设有第二圆角23，位于内螺纹21后端的顶盖2内壁设有第二环槽24。
[0030]
优选地，圆孔41的直径等于锥形孔42的最大直径。
[0031]
优选地，圆柱体4的外径小于限位环6的外径。
[0032]
实施例2
[0033]
本发明还提供应用分层橡胶圈环槽加工工装的分层橡胶圈环槽加工方法，包括以下步骤：
[0034]
s1、确定毛坯件：选取一端设有沉孔的锥形模压件作为毛坯件7，见图2；
[0035]
s2、将毛坯件放入夹座1中，使毛坯件7嵌合在锥形孔42中，且毛坯件7的前端凸出圆孔41的前端0.5mm；
[0036]
s3、将顶盖2拧紧在夹座1上，使顶盖2的a面抵住毛坯件7的前端；
[0037]
s4、将夹座1固定在机床上，启动机床，先用刀具加工直径较小内槽，再加工直径较大的外槽，见图3；将夹座固定在机床上，启动机床，先用刀具加工直径较小内槽，再加工直径较大的外槽；进刀速度f＝0.08mm/r，每次进刀的深度3mm后退刀，然后重复进刀退刀步骤，进刀退刀过程中浇冷却液，直至加工出四个不同直径的成品橡胶圈81、82、83、84，见图4；
[0038]
优选地，步骤s4中，将机床转速调至800转/分钟。
[0039]
本发明通过对分层橡胶圈环槽加工的工艺研究及工程实践经验总结，采用改进型工装，可以有效地控制零件的装夹变形，既保证了零件的尺寸准确率及精度要求，又减少了刀具损耗风险，节约了生产成本并提高了效率，在同类零件的工艺设计研究方面具有推广应用价值。
[0040]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。