石墨密封环的珩磨工艺技术

（沈阳黎明航空零部件制造有限公司，辽宁 沈阳 110043）

石墨密封环的珩磨工艺技术

刘明铭

（沈阳黎明航空零部件制造有限公司，辽宁 沈阳 110043）

石墨密封环，是当今最先进的机械密封形式，是机械密封中的关键零件之一。石墨密封环的加工质量直接影响主机的密封性能，影响机械密封的使用性能及安全。本文主要介绍了石墨密封环的珩磨加工，其中包括加工原理、工装结构、加工运动等方面。为提高石墨密封环的加工质量，保证石墨密封环生产，做好技术储备。

石墨密封环；珩磨头；扇形块

前言

随着制造技术的发展，越来越多的石墨密封环应用到先进的机械密封中，提高了机械密封的性能，降低了使用成本。生产现场还存在较多加工难题，石墨密封环的珩磨加工就是加工难题之一，为了解决这一问题，对石墨密封环进行分析、研究。通过多次的试验加工，完成了项目要求的内容，并进行批量验证，得到稳定的产品质量，证明改进后的工艺方法的可行性、可靠性，从而提高石墨密封环的加工质量，保证密封性能。

1 研制目标

任务来源及目标

在机械密封备件加工中，发现石墨密封环珩磨加工中，质量不稳定，生产效率低。按技术部门要求立项研究，解决生产实际问题。研究目标为保证产品质量、提高生产效率。

2 零件分析

2.1 零件结构分析

图1为FY520.80.002石墨密封环，该套石墨密封环是由三个环组成。左端为内外环组成，右端为后环。在外圆处用弹性元件围紧，内孔处为密封面，与主轴紧密接触，实现密封的要求。除右端面外，各端面为密封面，相互形成密封副，共同完成密封的目的。石墨扇形块的间隙是用于热补偿，防止密封失效。

2.2 工艺技术分析

2.2.1 石墨密封环的材料

石墨材料为M205K，是典型的不透性石墨材料，并浸渍树脂材料，提高材料的综合性能。石墨材料相对强度较低，尤其是抗拉强度和抗弯强度更低，加工中极易产生掉块现象。

2.2.2 加工设备

加工设备为专用石墨珩磨机。

2.2.3 设计要求

（1）圆柱度：0.005

（2）圆度：0.01

（3）粗糙度：Ra0.2

（4）尺寸精度：0.024

2.3 珩磨原理

若干珩磨砂条作径向涨缩，并以一定的压力与内孔表面接触，珩磨头的砂条做3种运动，即旋转、往复和加压运动。切削轨迹交叉又不重合的网纹，砂条从工件上去除极薄的材料，被加工表面交叉而不重合的网纹切痕，使工件表面易形成一层油膜，从而减少工件间的表面磨损。

2.4 现场问题

表现为气密性检查的一次合格率较低，影响生产进度。

（1）多个扇形块结构，无法正确定位工件。

（2）珩磨头轴向尺寸小，影响加工质量。

3 问题的解决

3.1 改进石墨密封环的装夹方式

利用工作状态进行石墨密封环的装夹，解决了石墨环的定位难的问题，从而提高了珩磨加工的质量，经过气密性检查验证，合格率显著提升。

3.2 改进珩磨头

珩磨头轴向尺寸小，影响珩磨质量和加工效率。通过重新设计，增加珩磨头轴向尺寸，改善装夹方式，提高定位精度，提高了加工质量，如图2和图3所示。

4 珩磨加工改进效果

通过对珩磨加工过程的分析和研究，找出了影响珩磨加工的问题。并及时对工装结构和工件的装夹方式进行改进和完善，从而提高了珩磨加工的质量，解决了气密性检查的一次提交合格率低的问题，同时提高了加工效率，经过多批次的生产验证，改进效果显著，见表1。

结语

表1 改进效果对比表

图1

图2

图3

通过对石墨密封环珩磨加工的多项改进，全面提高了石墨环珩磨加工质量，提高了生产效率，解决了生产实际问题，圆满完成了项目规定的要求，改进后制造的产品经过多批次的验证，证明该套工艺方法的可靠性和稳定性，为后续的工艺改进积累了经验，可以推荐到新型机械密封的研制中。

[1] 顾永泉.机械密封实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002.

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