电火花复合式高效率阀芯研磨装置研究

发布时间：2017-08-04 03:30

  本文关键词：电火花复合式高效率阀芯研磨装置研究

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【摘要】：耐磨损、耐高压(≥30MPa)的超硬合金球阀在核电工业、西气东输、石油化工等国家重点产业和工程中被广泛的运用。为了使球阀性能稳定,适应高低温、耐腐蚀的环境,球阀采用金属密封,需要对球阀芯的表面进行硬化防腐蚀处理,一般在球阀芯的表面喷涂Ni60、WC-Co等高硬度粉末材料,使其表面硬度HRC≥62,以此来提高阀门的密封性能和寿命。目前,高硬度涂层的球阀芯表面加工难度大、效率低的问题急待解决。因此,高硬度涂层球阀芯的精密、高效率加工技术及装置研究具有重要意义。本文对当前高硬度涂层球面加工的研究状况进行了综述,分析了各种加工方法特点。综合考虑电火花复合加工球阀芯的精度和阀门整体装配误差补偿问题,提出了电火花机械复合式加工和精密配磨加工球阀芯的方法,并将球阀芯加工分为两个阶段:电火花复合加工和精密配磨加工阶段。电火花复合加工研究阶段,采用电火花加工和机械加工结合的方法来加工球阀芯,并对电火花机械复合加工方案及装置主要部件进行了设计。通过实验对电火花机械复合加工规律进行研究,分析电参数对加工效率和球表面精度的影响规律,用正交分析的方法探讨最优电参数组合,将电火花机械复合加工的实验结果和单一磨削加工进行对比,证明该新型加工方法和装置的可行性。在精密配磨加工研究阶段,采用在阀体上弹性配磨的加工方式,弥补了球阀的装配误差,解决了传统研磨的刚性接触问题,确保球阀芯表面粗糙度≤0.4um。针对传统研磨的不足之处,设计了球体配磨装置:多功能自适应球阀配磨机,改变了传统研磨机构加工精度和效率低的情况。本文针对弹性配磨原理进行分析,建立密封比压q的数学模型,通过ADAMS仿真,探讨了弹性配磨过程中阀座水平位移和研磨力的变化规律,验证弹性配磨合理性。本文提出的加工球阀芯的新方法及装置,既能够提高球阀的加工效率,又能够保证球体的表面精度,对于球阀行业的提高和球面精密加工技术水平有着重要的理论和实际意义。
【关键词】：球阀芯 电火花机械复合加工 研磨加工 弹性配磨
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG661;TG580.68;TH134
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 研究背景及意义13-15
• 1.2 球面精密加工国内外研究现状15-20
• 1.2.1 球面加工概述15-18
• 1.2.2 国内球面加工发展趋势18-20
• 1.2.3 国外球面加工发展趋势20
• 1.3 课题的主要研究内容及创新点20-22
• 1.3.1 课题的主要研究内容20-21
• 1.3.2 课题的创新点21-22
• 1.4 本章小结22-23
• 第二章 电火花机械复合研磨阀芯原理及装置设计23-36
• 2.1 电-机械复合加工方法概述23-26
• 2.1.1 电加工材料的叙述23-24
• 2.1.2 在线电火花修整砂轮磨削技术24-25
• 2.1.3 电解电火花机械磨削复合加工（MEEC）技术25-26
• 2.2 电火花机械复合加工原理26-27
• 2.3 电火花机械复合加工的特点27-28
• 2.4 电火花机械复合式研磨阀芯原理28-29
• 2.5 电火花机械复合研磨球阀芯装置29-35
• 2.5.1 电火花机械复合加工装置的构建29-30
• 2.5.2 电火花复合加工电极的设计30-32
• 2.5.3 绝缘装置及上电装置32
• 2.5.4 脉冲电源的选用32-33
• 2.5.5 加工工作液的选用33-34
• 2.5.6 检测仪器34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第三章 电火花机械复合研磨球阀芯电参数实验分析36-51
• 3.1 实验参数和过程介绍37
• 3.2 电参数对球阀芯表面材料去除的影响规律37-40
• 3.2.1 峰值电流对阀芯表面材料去除的影响37-38
• 3.2.2 脉冲宽度对阀芯表面材料去除的影响38-39
• 3.2.3 峰值电压对阀芯表面材料去除的影响39-40
• 3.3 电参数对球阀芯表面质量的影响规律40-43
• 3.3.1 峰值电流对表面质量的影响41
• 3.3.2 脉冲宽度对表面质量的影响41-42
• 3.3.3 峰值电压对表面质量的影响42-43
• 3.4 正交试验分析43-48
• 3.4.1 正交实验设计水平和试验因素的选择44
• 3.4.2 正交试验数据分析44-48
• 3.5 电火花复合加工的实验结果48-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 多功能自适应球阀研磨机的设计51-62
• 4.1 传统研磨机构的介绍51-52
• 4.2 影响研磨加工的因素分析52-55
• 4.2.1 磨料和研磨剂52-54
• 4.2.2 球体研磨方式54-55
• 4.3 多功能自适应球阀研磨机的设计55-61
• 4.3.1 横纵向工作台的建模56
• 4.3.2 配磨机构的设计56-58
• 4.3.3 自适应球阀研磨机的设计58-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 多功能自适应研磨机弹性配磨和ADAMS仿真分析62-80
• 5.1 多功能研磨机弹性配磨原理分析62-66
• 5.1.1 球阀芯配磨的两种结构形式62
• 5.1.2 球阀芯的研磨成型分析62-66
• 5.2 球阀密封关键参数的计算66-72
• 5.2.1 球阀密封比压分析计算66-67
• 5.2.2 许用比压值的分析计算67
• 5.2.3 阀座密封面密封比压分析计算67-69
• 5.2.4 密封力的分析计算69-71
• 5.2.5 弹簧力QT（N）的分析计算71-72
• 5.3 基于Adams弹性配磨球阀芯的分析72-76
• 5.3.1 动力学软件ADAMS简介72
• 5.3.2 球阀芯研磨装置三维建模建立72-73
• 5.3.3 仿真参数的确定73-76
• 5.4 仿真结果和分析76-79
• 5.4.1 阀座水平位移的分析76-78
• 5.4.2 阀座和球阀芯之间研磨力的分析78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 第六章 总结与展望80-82
• 6.1 论文成果总结80-81
• 6.2 研究展望81-82
• 参考文献82-85
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果85-86
• 致谢86-87

【参考文献】

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本文编号：617581