复杂曲面碳化钨密封零件精密磨削实验研究.pdf

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1、液压气动与密封／2011年第9期复杂曲面碳化钨密封零件精密磨削实验研究韩晨戴一帆关朝亮(国防科技大学机电工程与自动化工程学院，湖南长沙410073)摘要：碳化钨为典型的碳化物陶瓷材料，具有广泛的应用前景。其具有高硬度、高脆性及很高的耐磨性，所以难以采用传统的年削、铣削等工艺进行加工。在碳化钨工件上加工出复杂的曲面结构，并保证工件的面形精度及表面粗糙度则更加困难。为获得高表面质量的复杂曲面碳化钨密封工件，采用杯形金刚石砂轮单点磨削的方法实现碳化钨材料加工；设计压电陶瓷驱动柔性铰链微进给机构精确控制砂轮切深方向运动，从而实现复杂曲面加工的成形运动；探索最优工艺参数获得高面形精度和低表面粗糙度

2、。分析r碳化钨磨削加工材料去除机理，以此指导柔性铰链精密进给机构设计，并规划杯形砂轮改善面形精度及表面粗糙度的磨削方法。实验结果表明：采用青铜基及树脂基杯形砂轮以45。倾角单点磨削碳化钨样件，其表面粗糙度值Ra由初始的500nm减小到15nm，面形精度RV值达到0．25I~m。该装置可以在普通机床上磨削出高质量的碳化钨工件。关键词：复杂表面；密封零件；碳化钨；粗糙度；杯形砂轮；柔性铰链；精密磨削中图分类号：TG580．6文献标识码：A文章编号：1008—0813(2011)09—0014—05AStudyonComplexSurfacesofWCHermeticPartsinPrecis

3、ionGrindingProcessHANChenDA，Yi-fanGUANChao—liang(CollegeofMechanicalEngineeringAutomation，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：WCmaterialisatypicalofcarbideceramicmaterial，whichwillbeusedwildlyinthefuture．Ithashighrigidity，highbrittlenessandwearablequality，SOitisdif

4、ficulttomachiningbytraditionalturningormilling．IfwewanttomachinecomplexsurfacesinWCpans，itismoredifficulttoguaranteetheformaccuracyandthesurfaceroughness．InordertoobtainWChermeticpanswithulIra—precisionformaccuracy，weintroducetheprocessmethodofreducingsurfaceroughnessbycupwheelofone—pointgrinding

5、，meanwhile。wedesigntheflexurehingemachinecontrolledbypiezoelectricactuatortoimprovethemovementprecisionofcupwheelandtheformaccuracy，anditisvalidatedbyexperiments．Basedonthewipingofmechanismofmaterialingrindingprocess，wedesigntheflexurehingemachine，andintroducethemethodofgrindingwithcupwheeltoimpr

6、ovetheformaccuracyandthesurfaceroughness．ExperimentalresultsindicatedthatthesurfaceroughnessRawasreducedfrom500nmtolOnmandthePVformaccuracyreached0．251zmwhenone—pointgrindingWCsamplewithbronzeandresingrindingwheelatangle45。．ThisequipmentcaneffectivelymachininghighqualityofWCsampleincommonmachinet

7、ools．KeyWords：complexsurfaces；hermeticparts；WC；opticalsurfaceroughness；cupwheel；flexurehinge；precisiongrindingO引言达到动静压混合密封的效果，核主泵密封环面设计成平密封坝面和锥形波纹面组合而成的空问曲面形式。碳化钨纳米结构陶瓷具有硬度高、熔点高、高耐磨由于碳化钨材料的加工难度较大，并且零件面形复杂，性及耐冲蚀性等优异的性能，