CN109291115B - 密封环的接缝加工方法和接缝切割刀 - Google Patents

Abstract

本发明的密封环的接缝加工方法和接缝切割刀，无需使圆环状的密封环坯料变形，便可通过机械加工高精度且高效率地加工具有特殊的阶梯形状的切割部的密封环的接缝；具备以同一姿势夹持密封环坯料并进行输送的工件固定输送单元，在工件固定输送单元内，圆环状的密封环坯料以轴向垂直于加工台的方式载置在加工台上，并通过一对半圆盘状的定位用部件在密封环坯料(工件)的内周面中相互对置的部位处对工件进行定位，然后，使位于上方的工件按压部件下降，从而将密封环坯料夹持在加工台上之后，使工件固定输送单元移动至多个切割单元位置处，经过利用各切割单元进行的接缝切割工序，在密封环坯料上形成阶梯形状的接缝。

Description

密封环的接缝加工方法和接缝切割刀

技术领域

本发明涉及用于形成呈圆环状且在圆周方向上的一个位置处被切断的合成树脂制的密封环的阶梯状切割接缝的接缝加工方法以及用于实施该方法的接缝切割刀。

背景技术

密封环呈在圆周方向上的一个位置处具有接缝的不连续圆环形状，并安装在相对旋转的两个部件(轴和壳体)中的一个部件的圆周面上所设有的环状槽中。该密封环与环状槽的侧壁面和另一部件的圆周面分别滑动自如地紧密接触，从而将这两个部件之间形成的环状间隙密封。密封环被使用于例如汽车的自动变速器(AT)或无级变速器(CVT)等利用液压油等的流体压力的设备中。

密封环的接缝存在以下几种接缝，即：以垂直于圆周方向的平面切割的纵切式、以相对于与圆周方向垂直的平面倾斜的方式切割的斜切式(bias cut)、以及在圆周方向上的不同位置处以与圆周方向垂直的方式形成多个小于纵切式接缝的矩形平面，并在圆环状的密封环的圆周方向上的一个位置处切断的阶梯式等，近年来，为了进一步减少液压油从接缝切割部的泄露量，大量采用阶梯式的接缝。

密封环的原材料使用合成树脂，尤其作为滑动特性和耐磨性出色的材料，近年来主要使用聚四氟乙烯(PTFE)。另外，轴和壳体的原材料采用金属材料。

以聚四氟乙烯(PTFE)为主要成分的密封环的通常的制造方法为：对于加压成形的圆筒状坯料的外周面、内周面实施最终机械加工，接着，通过在径向上以密封环的成品宽度进行切片，从而制成圆环状的密封环坯料，然后，使用接缝切割刀在该圆环状的密封环坯料上形成接缝，从而制成密封环。

在专利文献1公开的接缝加工方法中，利用成对的夹具的对置平面夹持环主体的接缝形成部的内外周面，使接缝形成部变为直线状，将具有阶梯部的直线状的刀尖压入该直线状的接缝形成部而形成接缝后，取下夹具，此时，环主体的接缝形成部通过环主体自身的张力而使直线部变为原来形状的圆弧部。

在专利文献1的情况下，认为其以密封环材料的弹性变形内的变形为前提，以便在使密封环的接缝形成部变成直线状后，通过自身张力变为原来形状的圆弧状。

在如聚四氟乙烯(PTFE)这样的高钢性材料，且密封环的外周面的曲率半径小至30mm以下的情况下，若使密封环变形为直线状后加工接缝，则恢复至具有加工前的曲率半径的形状是非常困难的，尤其是密封环外周面的圆度被破坏，从而导致密封功能受损。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本专利特开2003-1584号公报

专利文献2：日本专利特开2005-212004号公报

发明内容

专利文献2中公开的接缝切割加工装置具备：工件限制单元，其利用曲率半径与密封环的内周面和外周面一致的限制面来限制密封环；径向切割刀，其呈平板状且沿径向进行切割，而且刀尖呈曲率半径与密封环的厚度内的任意半径位置处的曲率半径相当的圆弧状；圆筒面切割刀，其呈以与径向切割刀的刀尖相同的曲率半径弯曲的圆筒面状，且沿轴向进行切割；第一纵切刀，其呈与所述轴心大致平行的平板状且沿轴向进行切割，而且刀尖沿着与轴心垂直的方向延伸；以及第二纵切刀，其呈与轴心大致平行的平板状，刀尖沿着与轴心垂直的方向延伸，而且在利用圆筒面切割刀切割的位置的圆周方向另一端且内周侧沿轴向进行切割，并且，圆筒面切割刀和第一纵切刀被接合。

该接缝切割加工装置的切割动作单元为一个，切割刀可以相互拆装，下述四个切割工序中的各切割刀相对于位于下方的密封环前进或后退，在通过工件限制单元将密封环限制的状态下使径向切割刀沿径向切入(第一工序)。接着，使由圆筒面切割刀和第一纵切刀结合而成的切割刀从第一侧面沿轴向切入(第二工序)。然后，使由圆筒面切割刀和第一纵切刀结合而成的切割刀从第二侧面沿轴向切入(第三工序)，使第二纵切刀从侧面沿轴向切入(第四工序)。

另外，在第二工序和第三工序中，为了使切割刀分别切入第一侧面和第二侧面，需要变更工件限制单元的方向而变更密封环的姿势，从而有可能导致切割刀的切入位置在第一侧面和第二侧面上不一致。因此，为了准确进行密封环的定位，需要准确进行工件限制单元的位置或姿势的控制，从而有可能导致加工变复杂。

以上公开的接缝切割加工装置的主要问题在于：由于工件限制单元利用曲率半径与密封环的内周面和外周面一致的限制面进行限制，因而必须根据密封环的内周面和外周面的尺寸准备各种曲率半径的工件限制单元，另外，由于使用同一切割动作单元实施四个切割工序，从而每一个密封环的接缝加工时间变长。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，无需使密封环的接缝形成部变形，能够通过机械加工高精度且高生产效率地加工具有特殊的阶梯形状的切割部的密封环的接缝。

作为用于实现上述目的的技术方法，本发明涉及的密封环的接缝加工方法包括：

第一工序：通过工件固定输送单元将密封环坯料夹持在规定位置处，其中，工件固定输送单元具备：接缝切割用的加工台，呈圆环状且由合成树脂制成的密封环坯料以轴向垂直于加工台的方式载置在该加工台上；一对半圆盘状的定位用部件，其分别与密封环坯料的内周面中相互对置的部位接触，且曲率半径在密封环坯料的内周面的曲率半径以下；第一伺服气缸，其用于使一对半圆盘状的定位用部件中位于与接缝形成部对置的位置处的半圆盘状的定位用部件进行移动；固定部件，其相对于密封环坯料的与加工台的面接触的侧面即密封环坯料的底面，至少按压密封环坯料的另一个侧面即密封环坯料的顶面中在圆周方向上夹着接缝形成部的两个部位、以及与接缝形成部在径向上对置的部位；以及气缸，其用于安装固定部件，并使固定部件相对于加工台的面前进或后退；

第二工序：在维持第一工序中利用工件固定输送单元将密封环坯料夹持在规定位置处的状态，并移动至具备安装有轴向切割刀保持架的第二伺服气缸的轴向切割单元位置处之后，通过第二伺服气缸使轴向切割刀保持架从加工台的垂直方向上方前进或后退，从而在密封环坯料的接缝形成部的顶面上形成由圆弧状的切割面和直线状的切割面构成的大致“L”字状的切割面，其中，上述圆弧状的切割面是与密封环坯料的内周面同心且沿圆周方向延伸的圆弧，圆弧的两端与密封环坯料的轴中心形成的中心角为2α，而且密封环坯料的接缝形成部的内周面和半圆盘状的定位用部件的半圆部接触的位置与圆弧的端部之间的中心角为α，上述直线状的切割面从上述圆弧状的切割面的圆周方向的一端朝向密封环坯料的轴中心延伸至内周侧；

第三工序：在维持第一工序中利用工件固定输送单元将密封环坯料夹持在规定位置处的状态，经过第二工序，移动至具备安装有径向切割刀保持架的第三伺服气缸的径向切割单元位置处之后，通过第三伺服气缸使径向切割刀保持架沿着从密封环坯料的外周面的外侧朝向外周面的方向前进或后退，从而在密封环坯料的接缝形成部的外周面上形成在外周面上的投影形状呈“L”字状的切割面，其中，该“L”字状的切割面包括：在密封环坯料的接缝形成部的外周面上的投影为与密封环坯料的顶面或底面平行的投影直线的切割面，在该切割面中，包含该投影直线且与轴向垂直的平面内的投影直线的两端所形成的中心角为α，投影直线的一端位于从第二工序中形成于密封环坯料的顶面上且与密封环坯料的内周面同心的圆弧的一端通过，而且沿径向延伸的直线上，投影直线的另一端位于密封环坯料的接缝形成部的内周面与半圆盘状的定位用部件的半圆部接触的位置处；和从投影直线的另一端的位置朝向底面侧延伸的直线状的切割面；

第四工序：在维持第一工序中利用工件固定输送单元将密封环坯料夹持在规定位置处的状态，经过第二工序和第三工序，移动至具备安装有外周侧上部直线刀保持架的第四伺服气缸和控制外周侧上部直线刀的切入方向的分度工作台的外周侧上部切割单元位置处之后，通过第四伺服气缸使外周侧上部切割刀保持架沿着从密封环坯料的外周面的外侧朝向外周面的方向前进或后退，从而形成从第三工序中形成于密封环坯料的外周面上且与密封环坯料的顶面或底面平行的投影直线的一端朝向顶面侧延伸的直线状的切割面；以及

第五工序：在经过第二工序至第四工序而在圆环状的密封环坯料上形成接缝之后，使持续维持为将密封环坯料夹持在规定位置处的状态的工件固定输送单元移动，并通过气缸使按压密封环坯料的固定部件朝向上方后退，进而通过第一伺服气缸使位于接缝形成部的相反侧的位置处的定位用部件朝向接缝形成部侧后退，从而将在密封环坯料上形成接缝而成的密封环取出。

另外，本发明的另一方面是在上述发明中，优选在旋转式分度工作台上配备有五个以上的工件固定输送单元，并将密封环坯料依次输送至三个切割单元处。

另外，本发明涉及的密封环的接缝切割刀由金属制成，其依次使用轴向切割刀、径向切割刀以及外周侧上部直线刀，在由合成树脂制成且呈圆环状的密封环坯料上形成接缝；其中，

轴向切割刀包含轴向贯穿曲线刀、轴向切入曲线刀以及内周侧直线刀，并沿着与密封环坯料的轴向平行的方向切入，从而通过轴向贯穿曲线刀形成厚度方向中间贯穿切割面，通过轴向切入曲线刀形成厚度方向中间切入切割面，通过内周侧直线刀形成内周侧切割面，其中，轴向贯穿曲线刀呈与密封环坯料的内周面同心的圆弧状，且在密封环坯料的厚度的中间部处沿着与密封环坯料的轴向平行的方向贯穿密封环坯料的宽度，密封环坯料的厚度方向是指沿着密封环坯料的径向的方向；轴向切入曲线刀呈与密封环坯料的内周面同心的圆弧状，且从轴向贯穿曲线刀的一端起沿圆周方向延续，而且沿轴向形成深至密封环坯料的宽度的中间为止的切口；内周侧直线刀与轴向贯穿曲线刀的另一端连接，且在密封环坯料的径向上的长度为从密封环坯料的内周面至轴向贯穿曲线刀为止，而且沿轴向贯穿密封环坯料；

径向切割刀包含径向切入横向曲线刀和外周侧下部直线刀，并从密封环坯料的外周面的外侧朝向密封环坯料的轴中心方向切入，从而通过径向切入横向曲线刀形成宽度方向中间切入切割面，通过外周侧下部直线刀形成外周侧下部切入切割面，其中，径向切入横向曲线刀在密封环坯料的宽度的中间部从密封环坯料的外周面切入至厚度方向中间切入切割面，并且，径向切入横向曲线刀的刀尖呈沿厚度方向中间切入切割面的圆周方向延伸的圆弧形状，且长度与厚度方向中间切入切割面的圆周方向的长度相等；外周侧下部直线刀与径向切入横向曲线刀的一端连接，且切入至厚度方向中间贯穿切割面与厚度方向中间切入切割面的连接部处；

外周侧上部直线刀从密封环坯料的外周面的外侧朝向密封环坯料的轴中心方向切入，并沿宽度方向中间切入切割面的端部从密封环坯料的外周面切入至厚度方向中间切入切割面的端部，并从宽度方向中间切入切割面切入至密封环坯料的轴向的一端面，从而形成外周侧上部切入切割面。

(发明效果)

根据本发明，能够提供高精度且生产效率良好的接缝加工方法和接缝切割刀，该接缝加工方法中采用如下加工方式，即：具备无需使密封环的接缝形成部变形而将圆环状的密封环坯料定位在加工台上，进而按压密封环坯料的顶面中至少接缝形成部以外的部分从而将工件夹持，并以此状态输送工件的多个工件固定输送单元，并依次将工件固定输送单元移动至具备轴向切割刀保持架的轴向切割单元、具备径向切割刀保持架的径向切割刀单元以及具备外周侧上部直线刀保持架的外周侧上部切割刀单元处实施接缝切割，最后从工件固定输送单元释放工件。

附图说明

图1是以从密封环的顶面侧透视的方式表示通过本发明的一实施方式涉及的密封环的接缝加工方法加工成的阶梯形状的接缝的结构的立体图。

图2是表示从图1所示的状态使密封环的接缝扩开之后的状态的图。

图3是图1的密封环的俯视图，且表示密封环的顶面侧。

图4是表示图3所示的切缝的图，其中，(A)是从图3的外周侧观察的1-1向视图，(B)是从图3的内周侧观察的2-2向视图。

图5是图1的密封环的俯视图，且表示密封环的底面侧。

图6表示切割加工成的接缝，且是从图3所示的状态使密封环的接缝扩开之后的状态下的密封环的顶面侧的俯视图。

图7表示切割加工成的接缝，且是从图5所示的状态使密封环的接缝扩开之后的状态下的密封环的底面侧的俯视图。

图8表示图3所示的密封环的俯视图中的尺寸和接缝切割位置。

图9表示用于形成图1的阶梯形状的接缝结构的三种接缝切割刀和切割加工成接缝之后的状态下的切缝。

图10涉及本发明的一实施方式涉及的密封环的接缝加工方法的第一工序，且是说明用于加工接缝的工件固定输送单元的图，而且是将密封环坯料载置在该工件固定输送单元的加工台上，并配置有一对定位用部件的状态的俯视图。

图11是说明继图10所示的状态之后进行的操作的图，且表示通过配置于密封环坯料的内周侧的一对定位用部件将密封环坯料定位于加工台上的状态。

图12是说明继图11所示的状态之后进行的操作的图，且表示通过相对于加工台面进退的固定部件将密封环坯料固定之后的状态。

图13是沿图12中的3-3线剖切的剖视图。

图14是对本发明的一实施方式涉及的密封环的接缝加工方法的第二工序进行说明的密封环坯料的立体图，且表示该工序中的切割加工所使用的接缝切割刀，而且以虚线表示加工成的切割部的切缝。

图15表示第二工序中切割加工成的切割部和切割刀。其中，(A)表示沿图14所示的4-4线剖切且与圆周方向垂直的剖面中的切割部(无斜线部分)，(B)同样表示沿5-5线剖切且从外周面侧沿圆周方向观察到的切割部(无斜线部分)。

图16是对本发明的一实施方式涉及的密封环的接缝加工方法的第三工序进行说明的密封环坯料的立体图，且表示该工序中的切割加工所使用的接缝切割刀，而且以虚线表示加工成的切割部的切缝，同时示出第二工序中切割加工成的切割部的切缝。

图17是图16所示的密封环坯料的主视图，且表示第三工序中切割加工成的切割部的切缝。

图18表示第三工序中切割加工成的切割部和切割刀。其中，(A)表示沿图17所示的6-6线剖切且从上面侧沿圆周方向观察到的切割部(无斜线部分)，(B)同样表示沿7-7线剖切且与圆周方向垂直的剖面中的切割部(无斜线部分)。

图19是对本发明的一实施方式涉及的密封环的接缝加工方法的第四工序进行说明的密封环坯料的立体图，且表示该工序中的切割加工所使用的接缝切割刀，而且以虚拟线表示加工成的切割部的切缝，同时示出第二工序和第三工序中分别切割加工成的切割部的切缝。

图20表示第四工序中切割加工成的切割部和切割刀，且表示沿图19所示的8-8线剖切且与圆周方向垂直的剖面中的切割部(无斜线部分)。

图21是说明本发明涉及的接缝加工方法中使用的接缝加工装置的概略结构的图，且是涉及接缝加工方法的变形例的图。

(符号说明)

1 密封环

1a 接缝切割部

1s 密封环坯料

11a、11b、11c、11d 切缝

12a、12b、12c 切缝

13a、13b 切缝

2 接缝左侧部

2a 外周侧上部切口部

2b 内周侧突起部

2c 外周侧下部阶梯部

21 厚度方向中间切入切割面

22 外周侧上部切入切割面

23 宽度方向中间切入切割面

24 厚度方向中间贯穿切割面

25 外周侧下部切入切割面

26 内周侧切割面

3 接缝右侧部

3a 外周侧突起部

3b 内周侧切口部

3c 外周侧下部切口部

31 厚度方向中间切入切割面

32 外周侧上部切入切割面

33 宽度方向中间切入切割面

34 厚度方向中间贯穿切割面

35 外周侧下部切入切割面

36 内周侧切割面

40 轴向切割刀

41 轴向贯穿曲线刀

41a 刀尖

42 轴向切入曲线刀

42a 刀尖

43 内周侧直线刀

43a 刀尖

50 径向切割刀

51 径向切入横向曲线刀

51a 刀尖

51b、51d 边缘

51c 边缘刀

52 外周侧下部直线刀

52a 刀尖

60 外周侧上部直线刀

60a 刀尖

70 工件固定输送单元

70a 加工台

71 定位用部件(可动侧)

72 定位用部件(固定侧)

72a 切割刀退刀槽

73 环顶面按压部件(固定部件)

74 切割刀托板(加工台的一部分)

75 第一伺服气缸

100 密封环的外周面

100s 密封环坯料的外周面

110 密封环的顶面

110s 密封环坯料的顶面(另一侧面)

120 密封环的底面

120s 密封环坯料的底面(侧面)

130 密封环的内周面

130s 密封环坯料的内周面

200 接缝加工装置

200a 旋转分度工作台

201 工件接收位置

202 轴向切割单元位置

203 径向切割单元位置

204 外周侧上部切割单元位置

205 工件排出位置

211 轴向切割刀保持架

212 径向切割刀保持架

213 外周侧上部切割刀保持架

具体实施方式

以下，对本发明的较佳实施方式涉及的密封环的接缝加工方法和密封环的接缝切割刀具体进行说明。

图1是以从密封环的顶面110侧透视的方式表示通过本发明的一实施方式涉及的密封环的接缝加工方法加工成的阶梯形状的接缝切割部1a的结构的立体图。图2是表示将图1的接缝部扩开之后的状态的图，在形成接缝左侧部2的切割面时，同时也形成图2中的接缝右侧部3的对应的切割面。在密封环1中，将外周面100与内周面130之间的距离t称作密封环的厚度，将顶面110和与其对置的底面120之间的距离w称作密封环的宽度。

在形成各个切割面时，分别形成接缝左侧部2和接缝右侧部3上的厚度方向中间切入切割面21、31、外周侧上部切入切割面22、32、宽度方向中间切入切割面23、33、厚度方向中间贯穿切割面24、34、外周侧下部切入切割面25、35以及内周侧切割面26、36。另外，在图1中，将接缝右侧部3的切割面表示在括号内。如图2所示，通过这些切割面在接缝处将密封环1分离。

图3是在接缝切割部1a处被切断的密封环1的俯视图，且表示密封环的顶面110侧。如图3所示，在该密封环的顶面110侧可以看到切缝11a、11b、11c、13a。另外，用虚线示出切缝12c。图3中的1-1向视图和2-2向视图如图4中的(A)和(B)所示。在图4中的(A)所示的密封环1的外周面上，可以看到切缝12a、12b、13b，另外，在图4中的(B)所示的内周面上可以看到切缝11d。另外，切缝11d和切缝11a相连。

图5是在接缝切割部1a处被切断的密封环的底面120侧的俯视图。如图5所示，在该密封环的底面120侧，可以看到切缝11a、11b、12c。另外，切缝12c和切缝12a相连。另外，用虚线表示与切缝11b相连的切缝11c和切缝13a。

如上所述，切缝11a、11b、11c、11d、12a、12b、12c、13a、13b与图2所示的切割面26、36、24、34、21、31、25、35、23、33、22、32相连，密封环1在由这些切割面21、31、22、32、23、33、24、34、25、35、26、36形成的接缝切割部1a处被分离。图6是从图3所示的状态使密封环的接缝扩开之后的状态下的密封环的顶面110侧的俯视图。另外，图7是从图5所示的状态使密封环的接缝扩开之后的状态下的密封环的底面120侧的俯视图。

如图6所示，通过在宽度方向的中间部形成宽度方向中间切入切割面23，从而将接缝左侧部2形成为阶梯状。在内周侧突起部2b与外周侧突起部3a被分离之后，在其位置上形成内周侧切口部3b。在外周侧突起部3a被分离之后，形成由厚度方向中间切入切割面21、外周侧上部切入切割面22以及宽度方向中间切入切割面23围成的外周侧上部切口部2a。另外，如图7所示，通过宽度方向中间切入切割面33和外周侧下部切入切割面35靠近的外周侧下部切口部3c形成阶梯部。

图8表示图3所示的密封环1的俯视图中的主要尺寸和接缝切割位置，并将密封环1的外径的曲率半径设为R1、内径的曲率半径设为R2、沿密封环的圆周方向延伸的接缝切割部的切缝11b、11c的曲率半径设为R、密封环1的轴中心设为O。

圆周方向上的接缝切割位置在密封环1所具备的接缝切割部1a的加工前的圆环状的密封环坯料1s上为任意位置，但从其与后述的工件固定输送单元70的半圆盘状的定位用部件72的关系来看，定位用部件72与密封环坯料的内周面130s的接触位置(称为“加工基准点P”)位于接缝切割部的圆周方向长度的中央位置处，而且，切缝12a和切缝12c位于同一位置处，另外，朝向轴中心O方向的切缝11a和切缝13a的位置分别形成于相对于密封环1的俯视图中的轴中心O分别从加工基准点P分离角度α的位置处，即，接缝切割部在圆周方向上的长度的中心角为2α。另外，直线M是穿过密封环1的轴中心O和加工基准点P，且沿密封环1的直径方向延伸的直线。

图9中示出根据本发明的一实施方式涉及的密封环的接缝加工方法形成为图1所示的阶梯形状的接缝中从密封环1的表面可以看到的切缝11a、11b、11c、12a、12b、13a、13b。在这些切缝中，切缝11a通过轴向切割刀40沿着朝向轴中心的方向形成且贯穿轴向宽度w，切缝11b、11c通过轴向切割刀40形成于径向厚度t的中间部，并且，切缝11b贯穿轴向宽度w，切缝11c形成至轴向宽度w的中间部(后述的切缝12b的位置)为止。另外，切缝12a通过径向切割刀50沿着朝向轴中心的方向形成，切缝12b通过径向切割刀50形成于轴向宽度w的中间部，而且，切缝12a、12b形成至厚度t的中间部的切缝11c(11b)的位置为止。另外，切缝13a、13b分别通过外周侧上部直线刀60沿着朝向轴中心的方向即径向形成于切缝11c和切缝12b的圆周方向的前端部处。这些切缝11a、11b、11c、12a、12b、13a、13b相连而形成接缝的切割面。

在如上所述在密封环坯料1s上加工接缝切割部1a时，使用如图10至图13中大致表示的接缝加工装置(未图示)中的工件固定输送单元70。

该工件固定输送单元70具备：接缝切割用的加工台70a，呈圆环状且由合成树脂制成的密封环坯料1s以轴向垂直于加工台70a的方式载置在该加工台70a上；一对半圆盘状的定位用部件71、72，其分别与密封环坯料1s的内周面130s的径向上对置的位置接触，并具有该密封环坯料1s的内周面130s的曲率半径R2以下的曲率半径r(R2≥r)；第一伺服气缸(未图示)，其位于加工台的下方，用于使定位用部件71移动从而对密封环坯料1s进行定位；作为固定部件的环顶面按压部件73，其相对于密封环坯料1s的与加工台70a面接触的侧面(120s)而按压另一个侧面(110s)；以及气缸(未图示)，其用于安装该环顶面按压部件73，并使环顶面按压部件73相对加工台70a面前进或后退。

图10表示一对半圆盘状的定位用部件71、72配置于穿过密封环坯料1s的轴中心O和加工基准点P的直线M上。定位用部件(固定侧)72构成为与加工基准点P相对固定，定位用部件(可动侧)71构成为在直线M上与定位用部件72对置且相对移动。加工台70a中位于密封环的接缝切割部处的部位(加工台的一部分)是合成树脂制成的切割刀托板74，该切割刀托板74的顶面与加工台70a面位于同一面内，并且，该切割刀托板74能够进行更换。

图11表示通过第一伺服气缸(未图示)使定位用部件71(可动侧)沿直线M移动至与密封环的内周面中与加工基准点P对置的部位接触为止，从而将密封环坯料1s定位在加工台70a上。切割刀退刀槽72a是轴向切割刀40的退刀槽，能够应对多种密封环坯料1s的接缝切割加工。

图12表示利用作为固定部件的环顶面按压部件73按压密封环坯料的顶面110s的状态，其中，该环顶面按压部件73通过气缸的作用相对于加工台70a面前进或后退。另外，图13表示沿图12中的3-3线剖切的剖视图，且表示环顶面按压部件73按压密封环坯料的顶面110s，从而与加工台70a一起将圆环状的密封环坯料1s夹持固定的状态。如图13所示，定位用部件71、72的高度小于密封环坯料1s的宽度w，因此，密封环坯料的顶面110s从定位用部件71、72的顶面突出。

另外，环顶面按压部件73通过气压按压密封环坯料的顶面110s中夹着接缝形成部分的两个部位、以及在径向上与接缝形成部分对置的部位。

以上，图10至图13的方法是第一工序，根据加工基准点P对作为工件的密封环坯料1s进行固定。该第一工序在接缝加工装置(未图示)的工件接收位置(参照后述的图21中的工件接收位置201)处进行。

根据图14对利用轴向切割刀40形成接缝的第二工序进行说明。此时，工件固定输送单元70移动至轴向切割单元位置处(未图示)。

轴向切割刀40通过将曲线刀和内周侧直线刀43呈一体地保持在一个轴向切割刀保持架(未图示)上，并安装在高精度的第二伺服气缸(未图示)上，从而从轴向的密封环坯料的顶面(110s)侧切入并后退，其中，上述曲线刀由轴向贯穿曲线刀41和轴向切入曲线刀42呈一体地形成。

图14中的4-4向视图和5-5向视图如图15中的(A)和(B)所示。

轴向贯穿曲线刀41的刀尖41a(双刃)具有与密封环坯料1s的厚度方向(径向)中间部的切割位置的曲率半径一致的曲率半径。即，该刀尖41a形成为与切缝11b一致的圆弧状(图8所示的曲率半径R)。另外，轴向贯穿曲线刀41包含刀尖41a在内的轴向长度能够贯穿密封环坯料1s的宽度w。因此，当使轴向贯穿曲线刀41沿轴向贯穿密封环坯料1s时，如图15中的(B)所示，形成厚度方向中间贯穿切割面24。另外，厚度方向中间贯穿切割面24在密封环坯料1s的厚度t方向上形成于内周面130s与外周面100s之间的任意位置处。另外，该轴向贯穿曲线刀41的圆周方向一端上连接有轴向切入曲线刀42且形成为整体，该曲线刀41、42及其圆周方向另一端的内周侧直线刀43通过一个轴向切割刀保持架(未图示)呈大致“L”字状且呈一体地保持。

与轴向贯穿曲线刀41的圆周方向一端相连形成的轴向切入曲线刀42的刀尖42a(双刃)的圆弧形状的曲率半径，与密封环坯料1s的厚度t方向的中间部的切割位置处的曲率半径一致。即，通过轴向贯穿曲线刀41的刀尖41a的投影线和刀尖42a的投影线形成相同的圆弧(曲率半径R)，刀尖42a被形成为与从切缝11b延长的切缝11c一致的圆弧状。切缝11b的圆周方向的圆弧长度是轴向贯穿曲线刀41的刀尖41a的圆周方向的圆弧长度，切缝11c的圆周方向的圆弧长度是轴向切入曲线刀42的刀尖42a的圆周方向的圆弧长度，刀尖41a和刀尖42a的圆周方向的圆弧长度相等，刀尖41a与刀尖42a的连接部位于穿过图10所示的加工基准点P和密封环坯料1s的轴中心O的直线M上。

另外，轴向切入曲线刀42的刀尖42a在轴向上位于相比轴向贯穿曲线刀41的刀尖41a更高的位置处，当刀尖41a沿轴向贯穿密封环坯料1s时，刀尖42a停止密封环坯料1s的宽度w的中间位置处。如图15中的(B)所示，在该停止位置处，形成厚度方向中间切入切割面21。

通过轴向切割刀保持架(未图示)呈一体地保持在轴向贯穿曲线刀41的圆周方向另一端上的内周侧直线刀43的刀尖43a前端的脊线，位于与包含轴向贯穿曲线刀41的刀尖41a前端的脊线在内的平面相同的平面内，且刀尖43a形成为直线状。内周侧直线刀43的刀尖43a以该直线的方向为密封环坯料1s的径向的状态，从轴向贯穿曲线刀41的圆周方向另一端朝向密封环坯料1s的轴中心O延伸。因此，当轴向贯穿曲线刀41的刀尖41a沿轴向贯穿密封环坯料1s时，该内周侧直线刀43的刀尖43a也沿轴向贯穿密封环坯料1s。因此，如图15中的(A)所示，通过该内周侧直线刀43形成内周侧切割面26，并形成切缝11a和图4中的(B)所示的切缝11d。

接下来，根据图16对利用径向切割刀50形成接缝的第三工序进行说明。此时，工件固定输送单元70移动至径向切割单元位置(未图示)。

径向切割刀50通过将径向切入横向曲线刀51和外周侧下部直线刀52呈一体地保持在一个径向切割刀保持架(未图示)上，并安装在高精度的第三伺服气缸(未图示)上，从而从密封环坯料1s的外周面(100s)侧切入密封环坯料1s的宽度w的中间部位并进行后退。在此，外周侧下部直线刀52沿着穿过图10所示的加工基准点P和密封环坯料1s的轴中心O的直线M前进或后退。

径向切入横向曲线刀51的刀尖51a(双刃)被形成为刀尖51a的中间部朝向刀背方向凹陷的圆弧状(图18中的(A)所示的曲率半径R)。即，该刀尖51a的圆弧(曲率半径R)与轴向切入曲线刀42的刀尖42a的侧面的圆弧(曲率半径R)相同，该刀尖51a和刀尖42a的曲率半径和圆弧长度分别设为相等。另外，该径向切入横向曲线刀51的边缘51b、51d被配置为：在密封环坯料1s的接缝切割时均朝向密封环坯料1s的轴中心O。另外，在径向切入横向曲线刀51的与外周侧下部直线刀52相反侧的边缘51d处，形成有边缘刀51c(双刃)。另外，径向切入横向曲线刀51的径向长度为刀尖51a能够到达厚度方向中间切入切割面21(参照图15中的(B))的长度。该径向切入横向曲线刀51的切入位置在与厚度方向中间切入切割面21的深度相等、即轴向切入曲线刀42的刀尖42a在轴向上停止的位置处。因此，如图18中的(A)所示，当该径向切入横向曲线刀51切入时，形成宽度方向中间切入切割面23，并形成切缝12b。该宽度方向中间切入切割面23的圆周方向的两端部均形成为朝向密封环坯料1s的轴中心O的直线。另外，宽度方向中间切入切割面23的位置如下：在密封环坯料1s的宽度w方向上，位于轴向上的侧面之间的中间位置处，在密封环坯料1s的厚度t方向上，根据厚度方向中间切入切割面21的位置而定。

另外，如图17所示，在从外周面100s侧观察时，可见切缝12b呈与顶面110s或底面120s平行的直线状，且是投影在外周面100s上的直线即投影直线。

在径向切入横向曲线刀51的边缘51b、即朝向厚度方向中间切入切割面21与厚度方向中间贯穿切割面24(参照图15中的(B))的连接部的边缘51b上，通过一个径向切割刀保持架(未图示)呈“L”字状且呈一体地保持有外周侧下部直线刀52。

该外周侧下部直线刀52的刀尖52a(双刃)被形成为：长度大于边缘51b至密封环坯料的底面(120s)之间的距离，而且刀尖52a的密封环坯料1s的径向上的前端的位置与刀尖51a的前端的位置一致。因此，如图18中的(B)所示，当外周侧下部直线刀52的刀尖52a切入时，形成外周侧下部切入切割面25，并形成切缝12a和图5所示的切缝12c。

图17是图16所示的密封环坯料1s的主视图，且表示在第三工序中切割加工成的切割部的切缝。

图17中的6-6向视图和7-7向视图如图18中的(A)和(B)所示。

接下来，根据图19对利用外周侧上部直线刀60形成接缝的第四工序进行说明。此时，工件固定输送单元70移动至外周侧上部切割单元位置(未图示)处。

外周侧上部直线刀60被保持在外周侧上部切割刀保持架(未图示)上，并安装在高精度的第四伺服气缸(未图示)上，从而在切缝12b的前端部处从密封环坯料1s的外周侧朝向密封环坯料1s的轴中心O切入并后退。在此，为了使外周侧上部直线刀60朝向密封环坯料1s的轴中心O切入，将第四伺服气缸安装在分度工作台(未图示)上。

图19中的8-8向视图如图20所示。

该外周侧上部直线刀60的刀尖60a(双刃)被形成为：长度大于宽度方向中间切入切割面23(参照图18中的(A))的圆周方向中与外周侧下部切入切割面25(参照图18中的(B))侧呈相反侧的端部与密封环坯料的顶面(110s)侧之间的距离。因此，如图20所示，当外周侧上部直线刀60的刀尖60a从外周侧切入时，形成外周侧上部切入切割面22，还形成切缝13a、13b。

在外周侧上部切割单元位置处形成外周侧上部切入切割面22之后的密封环坯料1s，成为形成有接缝切割部1a的密封环1。然后，作为第五工序，在工件排出位置(参照后述图21的工件排出位置205)处，从图12所示的状态使环顶面按压部件73上升，并通过第一伺服气缸(未图示)使定位用部件(可动侧)71移动而与密封环的内周面130分离，从而将密封环1从夹持状态解放。由此，将密封环坯料1s形成为密封环1，并从工件固定输送单元70中取出。

通过以上作业形成接缝切割部1a，通过接缝切割部1a使密封环1分离。另外，在形成切割面时，存在因为切割刀的刀尖切入而使密封环坯料1s被挤开与刀尖的厚度相对应的量。此时，优选缩小切割刀的厚度并将刀尖设为双刃，以使刀尖两侧的挤开量均匀且较小。

如以上所说明，在该接缝加工方法中，以未使密封环的接缝形成部变形的状态夹持密封环坯料1s，并且使密封环坯料1s在水平加工台上保持同一姿势移动至各切割单元，首先，在轴向切割单元处使轴向切割刀40从轴向的一面侧切入密封环坯料1s进行切割加工，接着，在径向切割单元处使径向切割刀50从外周侧切入密封环坯料1s进行切割加工，进而，在外周侧上部切割单元处使外周侧上部直线刀60切入密封环坯料1s进行切割加工，因而无需根据加工工序而变更密封环坯料1s的姿势。因此，能够高精度地形成接缝切割部1a的切割面。

在本实施方式中，作为一例，示出了通过工件固定输送单元使密封环坯料1s依次直线移动至具备切割刀保持架的各切割单元处，并实施接缝切割加工的方式。

(变形例)

作为实施方式的另一例，利用旋转分度工作台，将五个工件固定输送单元配置在分度工作台上，并在旋转分度工作台的外侧以与分度工作台呈同心圆状的方式配置三个切割单元，从而能够使每个密封环的接缝切割加工时间在10秒以下。

图21表示该变形例的一实施方式，且是表示接缝加工装置200的概略的俯视图。该接缝加工装置200在旋转的圆盘状的旋转分度工作台200a上安装有工件固定输送单元70，工件固定输送单元70随着旋转分度工作台200a的旋转而进行旋转。通过该旋转，从工件接收位置201开始依次在轴向切割单元位置202、径向切割单元位置203、外周侧上部切割单元位置204、工件排出位置205之间移动，从而对密封环坯料1s实施接缝切割部1a的加工。

即，在工件接收位置201处，通过工件固定输送单元70将作为工件的密封环坯料1s夹持固定。密封环坯料1s的固定方法如下：在将密封环坯料1s载置于加工台70a上之后，使固定在第一伺服气缸75上的定位用部件(可动侧)(图10、图11、图12、图13中的符号71)移动至与密封环坯料1s的内周面接触的位置处，将密封环坯料1s进行定位，然后使安装在气缸上的环顶面按压部件(固定部件)下降，按压密封环坯料1s的顶面，从而将密封环坯料1s固定。夹持密封环坯料1s的工件固定输送单元70，通过旋转分度工作台200a的旋转而旋转移动至轴向切割单元位置202处。

当位于轴向切割单元位置202时，轴向切割刀保持架211从上方下降，从而如图14和图15所示在密封环坯料1s上形成厚度方向中间切入切割面21、厚度方向中间贯穿切割面24以及内周侧切割面26。然后，轴向切割刀保持架211上升而从密封环坯料1s上脱离，通过旋转分度工作台200a的旋转而使工件固定输送单元70旋转移动至径向切割单元位置203处。

在径向切割单元位置203处，径向切割刀保持架212从密封环坯料1s的外周侧沿径向前进，从而如图17和图18所示形成宽度方向中间切入切割面23和外周侧下部切入切割面25。然后，轴向切割刀保持架212后退而从密封环坯料1s上脱离，通过旋转分度工作台200a的旋转而使工件固定输送单元70旋转移动至外周侧上部切割单元位置204处。

在外周侧上部切割单元位置204处，外周侧上部切割刀保持架213从密封环坯料1s的外周侧沿径向前进，从而如图19和图20所示形成外周侧上部切入切割面22。然后，外周侧上部切割刀保持架213后退而从密封环坯料1s上脱离，通过旋转分度工作台200a的旋转而使工件固定输送单元70旋转移动至工件排出位置205处。此时，在密封环坯料1s上形成接缝切割部1a的成形加工完成。

在工件排出位置205处，将密封环坯料1s从工件固定输送单元70的夹持中释放。接着，从工件固定输送单元70中取出形成有接缝切割部1a的密封环1。

Claims (3)

1.一种密封环的接缝加工方法，其特征在于，包括：

第一工序：通过工件固定输送单元将密封环坯料夹持在规定位置处，其中，所述工件固定输送单元具备：接缝切割用的加工台，呈圆环状且由合成树脂制成的密封环坯料以轴向垂直于所述加工台的方式载置在所述加工台上；一对半圆盘状的定位用部件，其分别与所述密封环坯料的内周面中相互对置的部位接触，且曲率半径在所述密封环坯料的内周面的曲率半径以下；第一伺服气缸，其用于使所述一对半圆盘状的定位用部件中位于与接缝形成部对置的位置处的半圆盘状的定位用部件进行移动；固定部件，其相对于所述密封环坯料的与所述加工台的面接触的侧面即密封环坯料的底面，至少按压所述密封环坯料的另一个侧面即密封环坯料的顶面中在圆周方向上夹着接缝形成部的两个部位、以及与所述接缝形成部在径向上对置的部位；以及气缸，其用于安装所述固定部件，并使所述固定部件相对于所述加工台的面前进或后退；

第二工序：在维持所述第一工序中利用所述工件固定输送单元将所述密封环坯料夹持在规定位置处的状态，并移动至具备安装有轴向切割刀保持架的第二伺服气缸的轴向切割单元位置处之后，通过所述第二伺服气缸使所述轴向切割刀保持架从所述加工台的垂直方向的上方前进或后退，从而在所述密封环坯料的接缝形成部的顶面上形成由圆弧状的切割面和直线状的切割面构成的大致“L”字状的切割面；其中，所述圆弧状的切割面呈与所述密封环坯料的内周面同心且沿圆周方向延伸的圆弧，所述圆弧的两端与所述密封环坯料的轴中心形成的中心角为2α，而且所述密封环坯料的接缝形成部的内周面和所述半圆盘状的定位用部件的半圆部接触的位置与所述圆弧的端部之间的中心角为α；所述直线状的切割面从所述圆弧状的切割面的圆周方向的一端朝向内周侧且所述密封环坯料的轴中心延伸；

第三工序：在维持所述第一工序中利用所述工件固定输送单元将所述密封环坯料夹持在规定位置处的状态，经过所述第二工序，移动至具备安装有径向切割刀保持架的第三伺服气缸的径向切割单元位置处之后，通过所述第三伺服气缸使所述径向切割刀保持架沿着从所述密封环坯料的外周面的外侧朝向外周面的方向前进或后退，从而在所述密封环坯料的接缝形成部的外周面上形成在外周面上的投影形状呈“L”字状的切割面；其中，该“L”字状的切割面包括：在所述密封环坯料的接缝形成部的外周面上的投影为与所述密封环坯料的顶面或底面平行的投影直线的切割面，在该切割面中，包含该投影直线且与轴向垂直的平面内的投影直线的两端所形成的中心角为α，所述投影直线的一端位于从所述第二工序中形成于所述密封环坯料的顶面上且与所述密封环坯料的内周面同心的圆弧的一端通过，而且沿径向延伸的直线上，所述投影直线的另一端位于所述密封环坯料的接缝形成部的内周面与所述半圆盘状的定位用部件的半圆部接触的位置处；和从所述投影直线的另一端的位置朝向底面侧延伸的直线状的切割面；

第四工序：在维持所述第一工序中利用所述工件固定输送单元将所述密封环坯料夹持在规定位置处的状态，经过所述第二工序和所述第三工序，移动至具备安装有外周侧上部直线刀保持架的第四伺服气缸和控制外周侧上部直线刀的切入方向的分度工作台的外周侧上部切割单元位置处之后，通过所述第四伺服气缸使外周侧上部切割刀保持架沿着从所述密封环坯料的外周面的外侧朝向外周面的方向前进或后退，从而形成从所述第三工序中形成于所述密封环坯料的外周面上且与所述密封环坯料的顶面或底面平行的所述投影直线的一端朝向顶面侧延伸的直线状的切割面；以及

第五工序：在经过所述第二工序至所述第四工序而在所述圆环状的密封环坯料上形成接缝之后，使持续维持为将所述密封环坯料夹持在规定位置处的状态的所述工件固定输送单元移动，并通过气缸使按压所述密封环坯料的固定部件朝向上方后退，进而通过第一伺服气缸使位于接缝形成部的相反侧的位置处的定位用部件朝向接缝形成部侧后退，从而将在所述密封环坯料上形成接缝而成的密封环取出。

2.如权利要求1所述的接缝加工方法，其特征在于，

在旋转式分度工作台上配备有五个以上的所述工件固定输送单元，并将所述密封环坯料依次输送至三个切割单元处。

3.一种密封环的接缝切割刀，其由金属制成，所述接缝切割刀的特征在于，基于权利要求1或2所述的密封环的接缝加工方法，依次使用轴向切割刀、径向切割刀以及外周侧上部直线刀，在由合成树脂制成且呈圆环状的密封环坯料上形成接缝；

所述轴向切割刀包含轴向贯穿曲线刀、轴向切入曲线刀以及内周侧直线刀，并沿着与所述密封环坯料的轴向平行的方向切入，从而通过所述轴向贯穿曲线刀形成厚度方向中间贯穿切割面，通过所述轴向切入曲线刀形成厚度方向中间切入切割面，通过所述内周侧直线刀形成内周侧切割面；其中，所述轴向贯穿曲线刀在密封环坯料的厚度方向的中间部处沿着与密封环坯料的轴向平行的方向贯穿所述密封环坯料的宽度，且呈与所述密封环坯料的内周面同心的圆弧状，所述密封环坯料的厚度方向是指沿着所述密封环坯料的径向的方向；所述轴向切入曲线刀呈与所述密封环坯料的内周面同心的圆弧状，且从所述轴向贯穿曲线刀的一端起沿圆周方向延伸，而且沿轴向形成深至所述密封环坯料的宽度的中间为止的切口；所述内周侧直线刀与所述轴向贯穿曲线刀的另一端连接，且在所述密封环坯料的径向上的长度为从所述密封环坯料的内周面至所述轴向贯穿曲线刀为止，而且沿轴向贯穿所述密封环坯料；

所述径向切割刀包含径向切入横向曲线刀和外周侧下部直线刀，并从所述密封环坯料的外周面的外侧朝向所述密封环坯料的轴中心方向切入，从而通过所述径向切入横向曲线刀形成宽度方向中间切入切割面，通过所述外周侧下部直线刀形成外周侧下部切入切割面；其中，所述径向切入横向曲线刀在所述密封环坯料的宽度的中间部从所述密封环坯料的外周面切入至所述厚度方向中间切入切割面，并且，所述径向切入横向曲线刀的刀尖呈沿所述厚度方向中间切入切割面的圆周方向延伸的圆弧形状，且长度与所述厚度方向中间切入切割面的圆周方向的长度相等；所述外周侧下部直线刀与所述径向切入横向曲线刀的一端连接，且切入至所述厚度方向中间贯穿切割面与所述厚度方向中间切入切割面的连接部；

所述外周侧上部直线刀从所述密封环坯料的外周面的外侧朝向密封环坯料的轴中心方向切入，并沿所述宽度方向中间切入切割面的端部从所述密封环坯料的外周面切入至所述厚度方向中间切入切割面的端部，并从所述宽度方向中间切入切割面切入至所述密封环坯料的轴向的一端面，从而形成外周侧上部切入切割面；

所述径向切入横向曲线刀的刀尖与所述轴向切入曲线刀的刀尖的曲率半径和圆弧长度分别设为相等。

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