雙偏心半球閥閥芯研磨軌跡的分析與實現

雙偏心半球閥密封面的研磨采用如圖1(a)所示的凸凹圓弧對偶研磨。為保證研磨質量，研具的磨損應均勻，工件表面上各點研磨行程應一樣，工件上任一點的運動軌跡應不斷變化，盡量遍及整個研具表面。通過模擬實驗及實踐證明：研磨軌跡為正弦波軌跡，其幾何精度、表面質量可以 達到較高的水平。正弦曲線軌跡的優點是軌跡不易重復，磨削條紋能夠有規律地交錯，砂粒尖刃容易鈍化，有利于減小表面粗糙度值。研磨軌跡能遍及球面表面，就能較好保持閥芯環狀球面的圓度。

要實現正弦波研磨軌跡，可以根據研具和工件的相對運動關系來實現。將研具和工件的相對運動分解為3個運動，即研具的轉動n1、雙偏心半球閥閥芯的轉動n2和閥芯的擺動n3。為使研具在研磨中有較好的嵌砂性能，將研具放在工件的下面，如圖1(a)所示。當閥芯按正弦波規律擺動時，磨粒軌跡為類似于振動衰減的正弦波，如圖1(b)所示。若閥芯只作正弦波規律往復擺動，其磨削、磨損、去除材料量等產生嚴重不均勻，雙偏心半球閥閥芯的面輪廓度、表面粗糙度就很難達到均勻一致，不能滿足要求。為解決此問題，讓閥芯有一轉速n2，不斷變動其自身位置，以保證整個球面的研磨、磨損等達到均勻一致，研磨軌跡如圖1(c)所示。

(a)研磨運動分析                                     (b)研磨運動軌跡                              (c)復合研磨軌跡

圖1雙偏心半球閥閥芯研磨運動原理

影響雙偏心半球閥閥芯研磨效率、研磨質量的主要因素有研磨速度、研磨壓力以及磨料等。研磨速度增大能提高 研磨效率，但速度過高時，由于離心力作用，使研磨劑甩出工作區，研磨運動平穩性降低，研具磨 損加快，從而降低研磨加工精度。在一定范圍內增加研磨壓力可提高研磨效率，當壓力大到一定值時，由于磨粒破碎及研磨接觸面積增加，實際接觸點的接觸壓力不成正比增加，研磨效率提高并不 明顯；另一方面，對于同樣的磨粒，研磨壓力減小對降低表面粗糙度值有利。為此，在進行研磨裝 置設計時，除考慮了研磨正弦波軌跡的實現外，還應注重對研磨速度和研磨壓力的控制。