一種火花塞密封墊圈鎖定方法及密封墊圈和墊圈制作方法與流程

本發明涉及到一種火花塞的密封方式及其部件裝置，尤其是指一種火花塞密封墊圈鎖定方法及密封墊圈，主要用于火花塞的安裝時對火花塞進行密封，屬于火花塞制造技術領域。

背景技術：
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密封墊圈是保證火花塞安裝時有效密封的必要部件，所以一般在安裝火花塞時都會在火花塞金屬殼體螺旋安裝部位的末端放置一個密封圈，保證火花塞的密封，防止缸內的高溫、高壓氣體外泄。由于火花塞點火后,所點燃的混合氣燃燒后溫度極高,所以這個密封墊圈只能是金屬的而不能采用普通的橡膠密封墊。現在火花塞密封墊圈一般有兩種，一種是層疊式墊圈，另一種是實心墊圈。其中用得較多的密封墊圈多為層疊式墊圈，采用的多層結構，所以每層之間會存在一定的間隙；因此墊圈的厚度隨安裝力矩值的變化而有很大變動。對于火花塞伸入發動機燃燒室中的點火位置而言，會因為安裝力矩值而出現較大的變化，從而不利于發動機工作，主要會產生以下一些問題：

1、現有墊圈具有一定厚度，隨安裝力矩值而出現較大變動，從而影響火花塞伸入發動機燃燒室中的點火位置，不利于發動機工作。

2、現有層疊式墊圈，因單層厚度較薄，在反復安裝后，單層的彈性變小，從而失去密封效果，也就是說現有墊圈使用壽命低。

3、現有層疊式墊圈在沖壓過程中需要進行精確定位，而且壓頭易磨損的工藝問題。

通過專利檢索，沒發現有與本發明相同技術的專利文獻報道，與本發明有一定關系的專利主要有以下幾個：

1、專利號為cn201480009046.8，名稱為“火花塞”的發明專利，該專利公開了一種能夠在氣密性和防脫落性這兩方面實現良好的性能的火花塞。火花塞包括主體金屬外殼和實心環狀的襯墊。主體金屬外殼具有安裝用的外螺紋部和向徑向外側鼓出的座部，襯墊設于外螺紋部與座部之間。在襯墊中的位于與座部相反的一側的面上形成凹部的開口，該凹部在軸線方向上具有深度。襯墊至少具有：內周側前端面，其在以通過凹部的后端且與襯墊的中心軸線垂直的平面為基準平面時，距基準平面的距離隨著朝向內周側去而逐漸減小；以及外周側前端面，其位于比內周側前端面靠外周側的位置。凹部的開口形成在比外周側前端面的最內周部位靠內周側的位置。

2、專利號為cn89105719.6，名稱為“四層重疊式墊圈成型方法及模具”的發明專利，該專利公開了一種四層重疊式墊圈成型方法及模具，是由薄鋼板先成型為截面為l形狀的環筒，然后對環筒內外壁端口向外翻邊，最后對翻邊后環筒外壁及其凸緣縮口變形，壓擠凸緣并使外壁沿底部圓周向軸心彎曲至凸緣邊沿與外壁貼合最終成型為四層重疊式墊圈。上述三步成型過程分別是在一個模具和一道工序中實現的。所成型的四層重疊式墊圈可變形量大，外觀和密封性能好，已批量生產并替代銅質鍍鎳層疊式墊圈裝配于供出口的火花塞上外銷。

3、專利號為cn201210399361.9，名稱為“火花塞和發動機主體組件”的發明專利，該專利公開了一種組件，包括發動機主體、火花塞和密封墊圈。通過將火花塞的外螺紋部分擰入到發動機主體的內螺紋部分，將火花塞安裝到發動機主體，其中密封墊圈在發動機主體的座面和火花塞的落座面之間彈性變形。密封墊圈由屈服應力或0.2％彈性極限應力不小于200n/mm2的金屬材料制造而成。密封墊圈有分別地與火花塞的落座面和發動機主體的座面接觸的第一和第二接觸面。密封墊圈的第一和第二接觸面分別形成為具有凸形的彎曲表面的一部分，并且在火花塞的徑向方向彼此偏移。

4、專利號為cn201280034543.4，名稱為“火花塞”的發明專利，該專利公開了一種實現確保氣密性并且能夠抑制墊圈松動的技術。火花塞設置有在軸向上延伸的圓柱形主體；和設置為圍繞所述主體的環形墊圈。所述墊圈是實心的，并且主要由銅組成，并且包含至少0.1wt％的鎳。所述墊圈在所述軸向上的最大厚度是至少0.4mm，并且所述墊圈的維氏硬度在30hv至150hv之間。

上述這些專利雖然都涉及到火花塞密封墊圈，與本發明最為接近的專利是專利號為cn201480009046.8，名稱為“火花塞”的發明專利，通過仔細閱讀該專利，發現該專利是一種在襯墊中的位于與座部相反的一側的面上形成凹部的開口，該凹部在軸線方向上具有深度，且在以通過凹部的后端且與襯墊的中心軸線垂直的平面為基準平面時，距基準平面的距離隨著朝向內周側去而逐漸減小而形成凸臺，卡住在金屬殼體的螺紋溝槽內，防止密封墊圈脫落，但是這種實心墊圈是采用沖壓缺口以及圓槽方式將墊圈鎖定在火花塞上的，而且必須在火花塞裝配好以后，在將密封墊圈安裝到金屬殼體上時，臨時沖壓出來的，這樣極易造成火花塞損壞，而且沖壓力難以控制，不易掌握沖壓的壓力，在沖壓過程中需要進行精確定位，而且壓頭易磨損，因此仍有待進一步加以改進。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對現有火花塞密封墊圈所存在的問題，提出一種新的火花塞密封墊圈鎖定方法，該種火花塞密封墊圈鎖定方法不需要在安裝時進行沖壓，只需要在墊圈裝配時平壓墊圈外側，即可達到自動鎖口的目的，無需精確定位；墊圈也是完全對稱結構，裝配到火花塞上時，無正反篩選工序，工藝簡單。

本發明還有一個發明目的在于提出一種實現上述火花塞密封墊圈鎖定方法的密封墊圈及其制作方法。

為了達到這一目的，本發明提供了一種火花塞密封墊圈鎖定方法，采用帶有彎曲上翹鎖緊凸臺的密封墊圈，在安裝密封墊圈時，將密封墊圈從火花塞點火端穿入，并穿過火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處，彎曲上翹鎖緊凸臺凸起的位置貼在金屬外殼外圓支撐面；然后用一個作業平面緊壓彎曲上翹鎖緊凸臺凸起的內圓外側，在作業平面壓力作用下，彎曲上翹鎖緊凸臺凸起處發生材料變形，即彎曲上翹鎖緊凸臺凸起材料逐步被壓平，且彎曲上翹鎖緊凸臺壓平的過程中，彎曲上翹鎖緊凸臺凸起部分往火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處延伸使得整個密封墊圈內徑變小，形成鎖口，防止密封墊圈從火花塞上面脫落。

進一步地，所述的作業平面為平壓模具，通過平壓模具對上翹鎖緊凸臺凸起的外圓外側施壓，使得彎曲上翹鎖緊凸臺凸起處發生材料變形，彎曲上翹鎖緊凸臺在擰緊力的作用下往下倒下，并向內面延伸，形成密封墊圈的鎖口卡環，防止密封墊圈從火花塞上面脫落。

進一步地，所述的作業平面為與火花塞連接的缸體上的螺孔連接表面，在安裝火花塞時，先將密封墊圈從火花塞點火端穿入，并穿過火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處，彎曲上翹鎖緊凸臺凸起的位置貼在金屬外殼外圓支撐面，在將帶有密封墊圈的火花塞直接擰緊到缸體上，并在擰緊的過程中通過缸體與火花塞金屬外殼擰緊的壓力使得密封墊圈的上翹鎖緊凸臺發生變形，上翹鎖緊凸臺凸起被逐步壓平，并在壓平過程中漸漸向內圈中心延伸，內徑逐步變小，形成鎖口，達到防止密封墊圈從火花塞上面脫落的目的。

進一步地，所述的彎曲上翹鎖緊凸臺為等分分布在密封墊圈內圈的多段式弧形凸臺，多段式弧形凸臺組合形成一個分段連接的內環，內環在初始上翹時所形成的內徑與火花塞金屬殼體螺紋部分的外徑相配，在套入火花塞金屬外殼被壓平后所延伸形成的內經小于火花塞金屬外殼螺紋的外徑，并卡在火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處。

進一步地，所述的彎曲上翹鎖緊凸臺等分分布為2-8等分分布。

進一步地，所述的彎曲上翹鎖緊凸臺為整圈環狀凸臺，環狀凸臺在初始上翹時所形成的內徑與火花塞金屬殼體螺紋部分的外徑相配，在套入火花塞金屬外殼被壓平后所延伸形成的內經小于火花塞金屬外殼螺紋的外徑，并卡在火花塞金屬外殼螺紋表面至退刀槽處。

一種火花塞密封墊圈，為實心的墊圈，墊圈的內圈有一圈鎖緊凸臺,鎖緊凸臺在墊圈安裝之前為彎曲上翹狀態，并在安裝時鎖緊凸臺在火花塞金屬外殼和缸體的擰緊壓力作用下往火花塞金屬外殼螺紋表面至退刀槽處之間流動，使得密封墊圈內徑變小、形成鎖口，防止密封墊圈從火花塞上面脫落，為壓平自動形成鎖口。

進一步地，所述的鎖緊凸臺為多段式弧形凸臺，多段式弧形凸臺組合形成一個分段連接的內環，內環在初始上翹時所形成的內徑與火花塞金屬殼體螺紋部分的外徑相配，在套入火花塞金屬外殼被壓平后所延伸形成的內經小于火花塞金屬外殼螺紋的外徑，并卡在火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處；或鎖緊凸臺為整圈環狀凸臺，環狀凸臺在初始上翹時所形成的內徑與火花塞金屬殼體螺紋部分的外徑相配，在套入火花塞金屬外殼被壓平后所延伸形成的內經小于火花塞金屬外殼螺紋的外徑，并卡在火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處。

一種火花塞密封墊圈的制作方法，密封墊圈的材質采用導熱性、流動性和延展性均比較好的金屬材料制作，采用脹口技術或沖壓凸臺的制作方法制作出帶有彎曲上翹鎖緊凸臺的密封墊圈；先利用沖床按照墊圈的大小從金屬板材上沖剪出墊圈坯體，在用壓機將坯體壓制出往內斜的鎖緊凸臺，并通過壓延機將鎖緊凸臺往上翻邊，形成彎曲上翹鎖緊凸臺，并保證彎曲上翹鎖緊凸臺的內經與火花塞金屬殼體螺紋的外徑相配，形成活動配合。

進一步地，所述的密封墊圈的材質為銅材或者鋁材。

進一步地，所述的用壓機將坯體壓制出往內斜的鎖緊凸臺是壓制出整圈的內環型鎖緊凸臺，或多段分布型鎖緊凸臺。

本發明的優點在于：

本發明采用實心結構，在同等厚度情況下，使用壽命遠大于現有的層疊式墊圈；因為同等厚度時，層疊式墊圈因為有多層受力，而每個受力面均會發生表面硬化，從而減薄了有效的彈性厚度，導致墊圈彈性降低，影響使用壽命；并且采用彈性好、導熱能力好的材料制作，從而保證墊圈厚度不隨安裝力矩值出現大范圍變動；較傳統層疊式墊圈能夠大大提升墊圈的使用壽命。同時能夠精確定位火花塞在發動機中的位置，從而提升火花塞的點火性能。尤其是本發明采用壓平自動鎖口式，具有結構簡單，對后續產品裝配工藝要求低，能夠有效避免ngk精確定位要求帶來的壓傷產品的風險。為了獲取壓平自動鎖口墊圈，采用脹口技術或沖壓凸臺的制作方法，制作簡單可靠。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例火花塞墊圈結構示意圖；

圖2是本發明一個實施例火花塞墊圈下料壓制凸臺、成型及壓平狀態示意圖；

圖3是本發明另一個實施例火花塞墊圈下料壓制凸臺、成型及壓平狀態示意圖；

圖4是本發明在火花塞上安裝及壓平狀態示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例來進一步闡述本發明。

實施例一

通過附圖1可以看出，本發明涉及一種火花塞密封墊圈，采用銅材或者鋁合金制作，為實心的墊圈，墊圈1的內圈有一整圈鎖緊凸臺2,鎖緊凸臺2在墊圈安裝之前為彎曲上翹狀態，并在安裝時鎖緊凸臺在火花塞金屬外殼和缸體的擰緊壓力作用下，往火花塞金屬外殼螺紋表面至退刀槽處之間流動使得密封墊圈內徑變小、形成鎖口，防止密封墊圈從火花塞上面脫落，為壓平自動形成鎖口（見附圖2所示）。

所述的鎖緊凸臺為整圈環狀凸臺，環狀凸臺在初始上翹時所形成的內徑3與火花塞金屬殼體螺紋部分的外徑相配，在套入火花塞金屬外殼被壓平后所延伸形成的內經小于火花塞金屬外殼螺紋的外徑，并卡在火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處，形成鎖口。

火花塞密封墊圈的制作采用導熱性、流動性和延展性均比較好的金屬板材制作，采用脹口技術或沖壓凸臺的制作方法制作出帶有彎曲上翹鎖緊凸臺的密封墊圈；制作方法如下（見附圖2所示）：

先利用沖床按照墊圈的大小從金屬板材上沖剪出墊圈坯體，再用壓機將坯體壓制出往內斜的雙面斜面的鎖緊凸臺，然后再通過壓延機或脹口設備將鎖緊凸臺往上翻邊，形成彎曲上翹鎖緊凸臺，并保證彎曲上翹鎖緊凸臺的內經與火花塞金屬殼體螺紋的外徑相配，形成活動配合。

本實施例提供的是壓平錐面或凸起自動鎖口的方法，將該墊圈鎖定在火花塞上面。在墊圈裝配時，只要平壓墊圈外側，所以無需精確定位；墊圈也是完全對稱結構，裝配到火花塞上時，無正反篩選工序，工藝簡單。

實施例二

實施例二的原理與實施例一是一樣的，涉及一種火花塞密封墊圈，為實心的墊圈，墊圈201的內圈有一圈鎖緊凸臺202,鎖緊凸臺在墊圈安裝之前為彎曲上翹狀態，并在安裝時鎖緊凸臺在火花塞金屬外殼和缸體的擰緊壓力作用下，往火花塞金屬外殼螺紋表面至退刀槽處之間流動使得密封墊圈內徑變小、形成鎖口，防止密封墊圈從火花塞上面脫落，為壓平自動形成鎖口（見附圖3所示）。

所述的鎖緊凸臺為多段式弧形凸臺，多段式弧形凸臺組合形成一個分段連接的內環，內環在初始上翹時所形成的內徑203與火花塞金屬殼體螺紋部分的外徑相配，在套入火花塞金屬外殼被壓平后所延伸形成的內經小于火花塞金屬外殼螺紋的外徑，并卡在火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處。

所述的密封墊圈的材質為銅材或者鋁材。

火花塞密封墊圈的制作采用導熱性、流動性和延展性均比較好的金屬板材制作，采用脹口技術或沖壓凸臺的制作方法制作出帶有彎曲上翹鎖緊凸臺的密封墊圈；制作方法如下（如附圖3所示）：

先利用沖床按照墊圈的大小從金屬板材上沖剪出墊圈坯體，再用壓機將坯體壓制出往內斜的雙面斜面的鎖緊凸臺，然后再用沖床沖出多段分布型鎖緊凸臺，再通過壓延機或脹口設備將鎖緊凸臺往上翻邊，形成彎曲上翹鎖緊凸臺，并保證彎曲上翹鎖緊凸臺的內經與火花塞金屬殼體螺紋的外徑相配，形成活動配合。

將裝配前墊圈從火花塞點火端穿入，并穿過螺紋至退刀槽處，墊圈凸起的位置貼殼體外圓支撐面；用模具壓墊圈的外圓外側，在模具壓力作用下，墊圈凸起處發生材料變形（即凸起材料被壓平），墊圈壓平的過程中，材料往火花塞殼體內孔到退刀槽之間流動使得墊圈內徑變小、鎖口，防止墊圈從火花塞上面脫落。

該墊圈內側可以為實心結構，也可以為帶缺口結構且缺口數量≥2即可；

內側實心采用的是脹口技術結構更為簡單，內側帶缺口結構采用沖壓凸臺技術需要的沖壓力和壓平力更小。

上述所列實施例，只是結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述；顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

通過上述實施例可以看出，本發明還涉及一種火花塞密封墊圈鎖定方法，采用帶有彎曲上翹鎖緊凸臺的密封墊圈，在安裝密封墊圈時（見附圖4所示），將密封墊圈從火花塞點火端穿入，并穿過火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處，彎曲上翹鎖緊凸臺凸起的位置貼在金屬外殼外圓支撐面；然后用一個作業平面緊壓彎曲上翹鎖緊凸臺凸起的內圓外側，在作業平面壓力作用下，彎曲上翹鎖緊凸臺凸起處發生材料變形，即彎曲上翹鎖緊凸臺凸起材料逐步被壓平，且彎曲上翹鎖緊凸臺壓平的過程中，彎曲上翹鎖緊凸臺凸起部分往火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處延伸使得整個密封墊圈內徑變小，形成鎖口，防止密封墊圈從火花塞上面脫落。

進一步地，所述的作業平面為平壓模具，通過平壓模具對上翹鎖緊凸臺凸起的外圓外側施壓，使得彎曲上翹鎖緊凸臺凸起處發生材料變形，彎曲上翹鎖緊凸臺在擰緊力的作用下往下倒下，并向內面延伸，形成密封墊圈的鎖口卡環，防止密封墊圈從火花塞上面脫落。

進一步地，所述的作業平面為與火花塞連接的缸體上的螺孔連接表面，在安裝火花塞時，先將密封墊圈從火花塞點火端穿入，并穿過火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處，彎曲上翹鎖緊凸臺凸起的位置貼在金屬外殼外圓支撐面，形成預安裝密封墊圈狀態4，在將帶有密封墊圈的火花塞直接擰緊到缸體上，并在擰緊的過程中通過缸體與火花塞金屬外殼擰緊的壓力使得密封墊圈的上翹鎖緊凸臺發生變形，上翹鎖緊凸臺凸起被逐步壓平，并在壓平過程中漸漸向內圈中心延伸，內徑逐步變小，形成帶有鎖口的安裝密封墊圈狀態5，達到防止密封墊圈從火花塞上面脫落的目的（見附圖4所示）。

進一步地，所述的彎曲上翹鎖緊凸臺為等分分布在密封墊圈內圈的多段式弧形凸臺，多段式弧形凸臺組合形成一個分段連接的內環，內環在初始上翹時所形成的內徑與火花塞金屬殼體螺紋部分的外徑相配，在套入火花塞金屬外殼被壓平后所延伸形成的內經小于火花塞金屬外殼螺紋的外徑，并卡在火花塞金屬外殼螺紋至退刀槽處。

進一步地，所述的彎曲上翹鎖緊凸臺等分分布為2-8等分分布。

進一步地，所述的彎曲上翹鎖緊凸臺為整圈環狀凸臺，環狀凸臺在初始上翹時所形成的內徑與火花塞金屬殼體螺紋部分的外徑相配，在套入火花塞金屬外殼被壓平后所延伸形成的內經小于火花塞金屬外殼螺紋的外徑，并卡在火花塞金屬外殼螺紋表面至退刀槽處。

本發明的優點在于：

本發明采用實心結構，在同等厚度情況下，使用壽命遠大于現有的層疊式墊圈；因為同等厚度時，層疊式墊圈因為有多層受力，而每個受力面均會發生表面硬化，從而減薄了有效的彈性厚度，導致墊圈彈性降低，影響使用壽命；并且采用彈性好、導熱能力好的材料制作，從而保證墊圈厚度不隨安裝力矩值出現大范圍變動；較傳統層疊式墊圈能夠大大提升墊圈的使用壽命。同時能夠精確定位火花塞在發動機中的位置，從而提升火花塞的點火性能。尤其是本發明采用壓平自動鎖口式，具有結構簡單，對后續產品裝配工藝要求低，能夠有效避免ngk精確定位要求帶來的壓傷產品的風險。為了獲取壓平自動鎖口墊圈，采用脹口技術或沖壓凸臺的制作方法，制作簡單可靠。