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阀门密封表面磨削的基本原理

磨削是阀门制造过程中常用的密封面精加工方法。磨削可以使阀门密封面获得较高的尺寸精度、几何形状粗糙度和表面粗糙度,但无法提高密封面各表面间的相互位置精度。磨削后阀门密封面的尺寸精度通常为0.001~0.003mm;几何形状精度(如不平整度)为0.001mm;表面粗糙度为0.1~0.008。

 

密封面磨削的基本原理包括五个方面:磨削过程、磨削运动、磨削速度、磨削压力和磨削余量。

 

1. 研磨过程

 

研磨工具与密封圈表面紧密贴合,研磨工具沿接合面进行复杂的研磨运动。研磨料置于研磨工具与密封圈表面之间。当研磨工具与密封圈表面相对运动时,研磨料中的部分磨粒会在研磨工具与密封圈表面之间的金属层间滑动或滚动。首先磨去密封圈表面的凸起,然后逐步磨削至所需的几何形状。

 

研磨不仅是磨料对金属的机械作用过程,也是一种化学反应。磨料中的油脂会在待加工表面形成氧化膜,从而加速研磨过程。

2 . 研磨运动

 

当磨削工具与密封圈表面相对运动时,密封圈表面各点相对于磨削工具的相对滑动路径之和应相等,且相对运动方向应不断变化。运动方向的不断变化可防止每个磨粒在密封圈表面重复其运动轨迹,从而避免产生明显的磨损痕迹并增加密封圈表面的粗糙度。此外,运动方向的不断变化还能使磨粒分布更加均匀,从而使密封圈表面的金属切削更加均匀。

 

尽管磨削运动复杂且运动方向变化很大,但磨削运动始终沿着磨削刀具的结合面与密封圈表面进行。无论是手工磨削还是机械磨削,密封圈表面的几何形状精度主要受磨削刀具的几何形状精度和磨削运动的影响。

3. 研磨速度

 

磨削运动速度越快,磨削效率越高。磨削速度越快,单位时间内通过工件表面的磨粒就越多,从而去除的金属也越多。

 

磨削速度通常为10~240米/分钟。对于需要高精度磨削的工件,磨削速度一般不超过30米/分钟。阀门密封面的磨削速度与密封面的材料有关。铜和铸铁密封面的磨削速度为10~45米/分钟;淬硬钢和硬质合金密封面的磨削速度为25~80米/分钟;奥氏体不锈钢密封面的磨削速度为10~25米/分钟。

4. 研磨压力

 

随着研磨压力的增加,研磨效率也会增加,但研磨压力不宜过高,一般为0.01-0.4MPa。

 

研磨铸铁、铜和奥氏体不锈钢的密封表面时,研磨压力为0.1~0.3MPa;研磨淬硬钢和硬质合金的密封表面时,研磨压力为0.15~0.4MPa。粗磨时取较大值,精磨时取较小值。

5. 研磨余量

 

由于磨削是精加工工序,切削量非常小。磨削余量​​的大小取决于前一道工序的加工精度和表面粗糙度。在保证去除前一道工序加工痕迹并修正密封圈几何误差的前提下,磨削余量越小越好。

 

密封面一般应先进行精磨,然后再进行研磨。精磨后,密封面可直接进行研磨,最小研磨余量为:直径余量0.008~0.020mm;平面余量0.006~0.015mm。手工研磨或材料硬度较高时,取较小值;机械研磨或材料硬度较低时,取较大值。

 

阀体密封面不便于磨削加工,因此可采用精车削。精车削后,密封面需先进行粗磨,平面余量为0.012~0.050mm。

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发布时间:2023年6月25日