不銹鋼閥套內(nèi)孔超聲輔助光整加工技術(shù)研究.pdf

1、閥套，與閥芯組合在一起統(tǒng)稱為偶件。它和閥芯之間是很高精度的軸孔配合。精密偶件在航天等國防領(lǐng)域，精密機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域，汽車、輪船等交通領(lǐng)域應(yīng)用都很廣泛。隨著航天事業(yè)以及精密機(jī)械工業(yè)等的飛速發(fā)展，對(duì)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性要求越來越嚴(yán)格，也就意味著對(duì)精密偶件的制造要求更高。
　　為了保證和提高偶件的表面質(zhì)量，采用光整加工作為偶件的最后一道工序能有效降低偶件的表面粗糙度。目前用于內(nèi)孔光整加工的工藝主要有研磨、金剛石鉸削以及珩磨。但是，作為小孔

2、徑不銹鋼材質(zhì)閥套內(nèi)孔的最后一道工序，上述三種加工方式均存在一定的問題，例如研磨過程中，不銹鋼閥套高韌性的特點(diǎn)導(dǎo)致研磨閥孔的時(shí)間變長，加工效率變低。金剛石鉸削時(shí)，工件切屑容易粘結(jié)在刀具上，導(dǎo)致刀具溫度升高。珩磨不銹鋼工件內(nèi)孔時(shí)，不銹鋼材料高塑性和韌性，使得油石容易堵塞，壽命低，孔的加工精度和表面質(zhì)量很難保證。
　　針對(duì)上述三種光整工藝加工小孔徑不銹鋼閥套存在的問題，本文將超聲振動(dòng)加工技術(shù)和傳統(tǒng)光整工藝結(jié)合在一起，提出內(nèi)孔超聲輔助光整

3、加工技術(shù)。根據(jù)小孔徑閥套的加工要求，設(shè)計(jì)出適用于加工此類零件的超聲振動(dòng)系統(tǒng)，并利用該振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)閥套進(jìn)行超聲研磨和超聲珩磨加工試驗(yàn)。研究內(nèi)容如下:
　　1)研制一套適用于閥套內(nèi)孔光整加工的超聲振動(dòng)系統(tǒng)，主要包括超聲振動(dòng)系統(tǒng)（包括壓電陶瓷換能器，變幅桿和工具）的設(shè)計(jì)方法以及用有限元法對(duì)超聲振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析和仿真;對(duì)超聲振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)性能試驗(yàn)，主要從工具端部振幅和沿工具表面振幅分布對(duì)該系統(tǒng)的振動(dòng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，工具最大振幅為15μm

4、且振幅穩(wěn)定。
　　2)搭建超聲研磨加工試驗(yàn)平臺(tái)，使用游離和固結(jié)兩種磨料形式，從超聲振幅和研磨時(shí)間對(duì)內(nèi)孔表面粗糙度和材料去除率的影響兩方面，對(duì)傳統(tǒng)研磨和超聲研磨進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果顯示，相對(duì)于傳統(tǒng)研磨，超聲研磨加工能夠得到更好的內(nèi)孔表面質(zhì)量和更高的材料去除率。
　　3)搭建超聲珩磨加工試驗(yàn)平臺(tái)，在超聲振動(dòng)系統(tǒng)原有工具的基礎(chǔ)上添加油石和徑向漲開機(jī)構(gòu)，通過傳統(tǒng)珩磨和超聲珩磨試驗(yàn)的對(duì)比得出，當(dāng)超聲振幅為11μm時(shí)，超聲珩磨能使內(nèi)孔表面