(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211074455.9 (22)申请日 2022.09.03 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650000 云南省昆明市呈贡区昆明理 工大学 (72)发明人 毛文元　刘小磊　陈硕　宋鹏云　 邓强国　许恒杰　孙雪剑　 (74)专利代理 机构 昆明同聚专利代理有限公司 53214 专利代理师 张玉 (51)Int.Cl. B23K 26/364(2014.01) B23K 26/60(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种基于分块变距填充技术的机械密封斜 底槽激光加工方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于分块变距填充技术 的机械密封斜底槽激光加工方法， 具体包括以下 步骤： 首先利用AutoCAD软件绘制斜底 槽图形， 并 对其进行分块处理形成多个子区域； 其次分别对 各个子区域进行变距填充， 获得斜底槽加工图 形； 最后导入斜底槽加工图形、 装夹试件、 调焦及 设置工艺参数， 完成斜底槽加工。 所述方法能够 实现机械密封斜底槽加工， 方法简单， 可 行性强。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 115283839 A 2022.11.04 CN 115283839 A 1.一种基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： （1） 根据斜底槽的端面几何参数， 利用AutoCAD软件绘制斜底槽图形； （2） 根据斜底槽的截面几何参数， 沿斜底槽最深侧至最浅侧方向， 对斜底槽图形进行分 块处理形成若干 子区域； （3） 分别对各个子区域进行变距填充， 获得斜底槽加工图形； （4） 导入斜底槽加工图形、 装夹试件、 调焦 及设置工艺参数， 完成斜底槽加工 。 2.根据权利要求1所述的基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 其 特征在于： 所述 斜底槽槽数2~40个。 3.根据权利要求1所述的基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 其 特征在于： 所述斜底槽截面几何参数包括最深侧槽深 hg1和最浅侧槽深 hg2， 槽深均为1~500 μ m； 所述分块处理是指根据斜底槽的截面几何参数， 沿斜底槽最深侧至最浅侧方向， 将图形 划分为若干个子区域， 子区域个数即为分块数量， 分块数量1~500个。 4.根据权利要求1所述的基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 其 特征在于： 所述变距填充是指根据各个子区域的目标槽深， 选择不同的填充间距依 次对斜 底槽图形进行填充， 槽深越深的子区域， 所采用的填充间距越小， 填充间距1~100 μm。 5.根据权利要求1所述的基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 其 特征在于： 所述工艺参数为激光功率1~100W， 重复频率1~100kHz， 扫描速度为1~10000mm/s， 标刻次数1~100次。 6.根据权利要求1所述的基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 其 特征在于： 所述斜底槽的端面形状为矩形、 三角形、 螺旋形、 T形、 U形、 人字形、 直线形、 圆弧 形中的任一种或多种。 7.根据权利要求1、 6所述的基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 其特征在于： 所述 斜底槽可以用任一种不 等深槽进行替换。 8.根据权利要求1、 6、 7所述的基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方 法， 其特征在于： 所述 斜底槽均可通过微凹腔替换。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115283839 A 2一种基于分块 变距填充技术的机械密封斜 底槽激光加工方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 属于机 械密封激光精密加工技 术领域。 背景技术 [0002]动压型机械密封是一种非接触式机械密封， 通过在密封端面上开设多个微米级动 压槽， 利用流体动压效应在密封环端面间产生一层极薄的流体膜实现非接触运转， 以改善 密封端面间的润滑状况。 较普通接触式机械密封， 具有泄漏量小、 寿命长、 工作状态稳定等 优点， 被广泛应用于石油、 化工等行业中。 [0003]动压型机械密封的核心技术是如何在密封环端面上加工出微米级的动压槽。 一 般， 根据动压槽端面形状不同， 可以分为螺旋槽、 T 形槽、 圆弧槽以及 多种槽形 组合形式的复 杂槽等， 而根据动压槽截面形式不同， 则可以分为等深槽 （又称平底槽） 和不等深槽。 目前干 气密封领域常用的螺旋槽、 T 形槽等动压槽一般为等深槽， 而斜底槽则属于不等深槽中的一 种。 斜底槽与平底槽的区别仅在于截面形状不同， 其截面槽深为锥形收敛或发散， 而端面形 状仍可采用螺旋槽、 T 形槽、 圆弧槽等槽形形状。 彭 建通过理论研究指出， 斜底螺旋槽的性能 较平底螺旋槽的性能更优， 但 斜底槽相较于平底槽， 其加工难度非常大。 这是 因为平底槽的 槽深均一致， 利用现有的激光加工技术较容易实现平底槽加工， 但斜底槽截面上 的槽深均 不相同， 采用平底槽激光加工工艺， 难以控制各个截面具有不同的槽深， 因此无法满足斜底 槽的设计要求， 迄今为止， 有关斜底槽加工的实验研究成果鲜见于报道。 发明内容 [0004]针对以上问题， 本发明旨在提供一种基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激 光加工方法。 本发明通过沿斜底槽最深侧至最浅侧方向， 对斜底槽图形进行分块处理形成 多个子区域， 然后采用逐渐增大的填充间距， 依次对各个子区域进 行填充， 可使加工后的斜 底槽槽深沿最深侧至最浅侧方向逐渐减小， 以满足斜底槽的设计要求， 从而实现利用激光 技术加工出斜底槽 。 [0005]为了实现上述目的， 本发明采用的技 术方案如下： （1） 根据斜底槽的端面几何参数， 利用AutoCAD软件绘制斜底槽图形； （2） 根据斜底槽的截面几何参数， 沿斜底槽最深侧至最浅侧方向， 对斜底槽图形进 行分块处 理形成若干 子区域； （3） 分别对各个子区域进行变距填充， 获得斜底槽加工图形； （4） 导入斜底槽加工图形、 装夹试件、 调焦及设置工艺参数， 利用光纤激光标刻机 完成斜底槽加工 。 [0006]优选的， 斜底槽 槽数2~40个。 [0007]优选的， 所述斜底槽截面几何参数包括最深侧槽深 hg1和最浅侧槽深 hg2， 槽深均为 1~500 μm。 。说　明　书 1/3 页 3 CN 115283839 A 3