本文關(guān)鍵詞：不銹鋼閥套內(nèi)孔超聲輔助光整加工技術(shù)研究

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【摘要】：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導(dǎo)致研磨閥孔的時間變長,加工效率變低。金剛石鉸削時,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,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)孔超聲輔助光整加工技術(shù)。根據(jù)小孔徑閥套的加工要求,設(shè)計出適用于加工此類零件的超聲振動系統(tǒng),并利用該振動系統(tǒng)對閥套進(jìn)行超聲研磨和超聲珩磨加工試驗。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系統(tǒng),主要包括超聲振動系統(tǒng)(包括壓電陶瓷換能器,變幅桿和工具)的設(shè)計方法以及用有限元法對超聲振動系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析和仿真；對超聲振動系統(tǒng)進(jìn)行振動性能試驗,主要從工具端部振幅和沿工具表面振幅分布對該系統(tǒng)的振動性能進(jìn)行評價,工具最大振幅為15μm且振幅穩(wěn)定。2)搭建超聲研磨加工試驗平臺,使用游離和固結(jié)兩種磨料形式,從超聲振幅和研磨時間對內(nèi)孔表面粗糙度和材料去除率的影響兩方面,對傳統(tǒng)研磨和超聲研磨進(jìn)行對比。研究結(jié)果顯示,相對于傳統(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平臺,在超聲振動系統(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的對比得出,當(dāng)超聲振幅為11μm時,超聲珩磨能使內(nèi)孔表面粗糙度降低幅度達(dá)到60%,當(dāng)超聲振幅為15μm時,材料去除率最高,相對于傳統(tǒng)珩磨可提升85%左右。進(jìn)一步驗證了該超聲振動系統(tǒng)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：不銹鋼 閥套內(nèi)孔 超聲研磨 超聲珩磨 超聲振動系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG663
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 精密偶件閥孔的光整加工現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 精密閥孔的光整加工方法11-13
• 1.2.2 存在問題13-14
• 1.3 超聲輔助光整加工研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 超聲輔助光整加工技術(shù)國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 超聲輔助光整加工技術(shù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 主要研究內(nèi)容17-18
• 2 內(nèi)孔光整加工超聲振動系統(tǒng)的設(shè)計18-38
• 2.1 超聲振動系統(tǒng)的理論設(shè)計18-27
• 2.1.1 超聲換能器的設(shè)計20-25
• 2.1.2 超聲變幅桿-工具一體化設(shè)計25-27
• 2.2 超聲振動系統(tǒng)的有限元分析27-31
• 2.2.1 超聲振動系統(tǒng)的有限元方法建模28-29
• 2.2.2 超聲振動系統(tǒng)的模態(tài)分析29-31
• 2.3 超聲振動系統(tǒng)振動性能試驗31-36
• 2.3.1 試驗條件31-34
• 2.3.2 超聲振動系統(tǒng)振幅測量結(jié)果與分析34-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 3 不銹鋼內(nèi)孔超聲研磨試驗38-52
• 3.1 試驗條件38-41
• 3.1.1 試件制備和平臺搭建38-40
• 3.1.2 檢測設(shè)備40-41
• 3.2 游離磨料超聲研磨不銹鋼內(nèi)孔試驗41-46
• 3.2.1 試驗設(shè)計41-42
• 3.2.2 超聲振幅對表面質(zhì)量和材料去除率的影響42-45
• 3.2.3 表面質(zhì)量和材料去除率隨加工時間的變化趨勢45-46
• 3.3 固結(jié)磨料超聲研磨不銹鋼內(nèi)孔試驗46-51
• 3.3.1 試驗設(shè)計46-47
• 3.3.2 超聲振幅對表面質(zhì)量和材料去除率的影響47-49
• 3.3.3 表面質(zhì)量和材料去除率隨加工時間的變化趨勢49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 4 不銹鋼內(nèi)孔超聲珩磨試驗52-63
• 4.1 試驗條件52-57
• 4.1.1 試驗裝置52-57
• 4.1.2 加工與測試條件57
• 4.2 超聲振幅對表面質(zhì)量和材料去除率的影響57-60
• 4.2.1 試驗設(shè)計57-58
• 4.2.2 試驗結(jié)果與分析58-60
• 4.3 表面質(zhì)量和材料去除率隨加工時間變化趨勢60-62
• 4.3.1 試驗設(shè)計60
• 4.3.2 試驗結(jié)果與分析60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況68-69
• 致謝69-70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李華楹;;珩磨加工初探[J];大眾科技;2006年07期

2 魯聰達(dá);王笑;文東輝;姜少飛;柴國鐘;;超精密研磨技術(shù)及其發(fā)展的研究(上)[J];現(xiàn)代制造工程;2008年03期

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本文編號：862431