金属球阀密封副合金表面电火花磨削工艺实验研究

发布时间：2017-03-21 14:07

  本文关键词：金属球阀密封副合金表面电火花磨削工艺实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：耐高温(≥500℃)、耐高压(≥30MPa)、耐磨损、抗热冲击、抗热腐蚀的大型超硬超精密合金球阀在石油化工、天然气输运、煤化工、水力发电、核电工业等国民经济支柱产业中作为流体关键部件广泛运用。为了适应复杂苛刻的工作要求,阀门内芯球体表面必须进行表面硬化处理,通常在球阀内芯球体表面上喷涂WC-Co、 Ni60等高硬度粉末合金涂层材料,其表面硬度通常会达到HRC≥62；由于球体与阀座采用刚对刚的硬密封装配方式,为了满足密封性要求,直径为400mm的球体的形状误差控制在0.008mm以内。目前,对球体合金表面的加工采用的是传统的机械磨削,该加工方式存在加工效率低、表面质量及精度达不到要求而需要采用手工研磨等问题。因此,争对大面积高硬涂层球面的高精高效磨削加工成为亟待解决的一大关键问题。本文全面综述了球面加工和耐磨材料加工的研究现状,高硬度耐磨削材料应用各种特种加工方法的研究现状、优缺点等,并且在保证加工精度以及提高耐磨合金材料磨削效率的角度,提出了一种新的球阀球体合金表面加工方法——电火花机械磨削复合加工方法及其基本原理,研究了该新方法的作用机理、效用和可行性。论文对该新方法实验研究所需的复合工具电极——杯型砂轮磨盘、电火花脉冲电源、专用工作液等进行了研究设计。对电火花机械磨削复合加工规律进行了研究,分析了电参数对复合加工效果的影响规律并用正交设计实验方法探讨了保持最优加工效率和加工质量的参数组合。在相同磨削试验条件下,对电火花机械磨削复合加工新方法和传统磨削进行了对比实验。实验结果表明,复合加工合金球面的新方法是完全可行的,并且其磨削效率综合来看较纯机械磨削提高了2-3倍,同时球体加工后的表面光整度和圆度在规定的质量指标要求内。根据相关理论和实验研究可以得出,本论文提出的电火花机械磨削复合加工球阀密封副合金表面的方法是既能大幅提高磨削加工效率,同时又能保证得到较高表面质量的新的球体磨削方法,对于球面精密高效加工和球阀行业具有重要的理论和实际意义。
【关键词】：电火花机械复合磨削加工 WC-Co合金涂层 金刚石砂轮 金属球阀
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH134;TG66
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• Contents11-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 课题研究的背景与意义14-15
• 1.2 球面加工方法的研究现状15-18
• 1.2.1 车削法15-16
• 1.2.2 洗削法16-17
• 1.2.3 磨削法17-18
• 1.2.4 滚压法18
• 1.3 高硬度耐磨削材料加工的研究现状18-19
• 1.4 球面、非球面精密加工的国内外研究现状19-22
• 1.5 课题研究的目的及主要内容22-23
• 第二章 电火花机械磨削复合加工系统研制23-35
• 2.1 试验设备介绍23-31
• 2.1.1 专用磨床的选择24-25
• 2.1.2 复合工具电极的设计25-27
• 2.1.3 绝缘及上电装置设计27-29
• 2.1.4 进给系统29
• 2.1.5 电火花脉冲电源29-31
• 2.2 试验球体材料及加工极性31-33
• 2.2.1 球体工件材料31-32
• 2.2.2 专用工作液32
• 2.2.3 加工极性的选择32-33
• 2.3 加工质量测量仪器33-34
• 2.3.1 超景深显微镜33
• 2.3.2 千分尺33-34
• 2.3.3 表面粗糙度仪34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 电火花机械磨削复合加工机理研究35-49
• 3.1 各种电一机械磨削复合加工概述35-40
• 3.1.1 在线电火花修整砂轮磨削技术35-37
• 3.1.2 在线电火花电解复合修整砂轮磨削技术37-38
• 3.1.3 电解电火花机械磨削复合加工(MEEC)技术38-40
• 3.2 电火花机械磨削复合加工原理40-41
• 3.3 电火花机械磨削复合加工技术特点41-43
• 3.4 电火花机械磨削复合加工合金球面试验原理43-46
• 3.5 电火花机械磨削复合加工合金球面试验条件及参数46-48
• 3.5.1 材料去除率46-48
• 3.5.2 表面粗糙度48
• 3.6 本章小结48-49
• 第四章 电火花机械磨削复合加工合金球面试验研究49-63
• 4.1 实验的目的和方法49-50
• 4.1.1 实验目的49
• 4.1.2 实验的方法49-50
• 4.2 试验的原理及试验条件50-51
• 4.2.1 试验原理及方法50-51
• 4.2.2 试验参数51
• 4.3 电参数对材料去除率的影响规律51-56
• 4.3.1 脉冲宽度对材料去除率的影响规律51-52
• 4.3.2 峰值电流对材料去除率的影响规律52-54
• 4.3.3 峰值电压对材料去除率的影响规律54-56
• 4.4 电参数对表面质量的影响规律56-58
• 4.4.1 脉冲宽度对表面质量的影响规律56-57
• 4.4.2 峰值电流对表面质量的影响规律57
• 4.4.3 峰值电压对表面质量的影响规律57-58
• 4.5 两种磨削方法的对比实验结果及分析58-62
• 4.5.1 对比磨削加工效率的实验研究58-60
• 4.5.2 工件表面形貌的对比分析60-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 电火花机械磨削复合加工合金球面正交设计试验研究63-74
• 5.1 正交设计实验63-64
• 5.2 正交设计实验方案64-72
• 5.2.1 正交设计实验工艺指标的确定64
• 5.2.2 正交设计实验因素与水平的选择64-65
• 5.2.3 正交设计实验的结果及数据分析65-72
• 5.3 电火花机械磨削复合加工工艺规律分析72-73
• 5.4 本章小结73-74
• 总结与展望74-76
• 参考文献76-81
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文81-83
• 致谢83

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