三偏心蝶閥密封面聯動磨削的運動特性分析

以下列舉了四種密封面成形的磨削方式，如圖1所示。從圖中可以看出四種磨削運動過程各有特點。圖1a為采取成形砂輪，砂輪面覆蓋磨削軌跡，磨削過程為砂輪旋轉運動的同時進行橫向進給。圖1b同樣為采取成形砂輪，砂輪面略大于閥體密封面寬度，磨削過程為砂輪旋轉運動，同時沿密封面圓錐母線進行上下運動（角度插補），并進行橫向進給。圖1c為采取傳統平行砂輪，砂輪主軸旋轉一定角度（密封面圓錐母線平行），砂輪面覆蓋磨削軌跡，磨削過程為砂輪旋轉運動，并進行橫向進給。圖1d為同樣采取傳統的平行砂輪，砂輪主軸旋轉一定角度（密封面圓錐母線平行），砂輪面略大于閥體密封面寬度，運動過程為砂輪旋轉運動，同時砂輪沿圓錐母線上下運動并與密封面同步（即運動過程中砂輪面不脫離閥體密封面），并進行橫向進給，即砂輪與工件進行聯動磨削。四種磨削方式各有其優缺點，同時對機床的要求也各不相同。圖1a到圖1c的運動過程相對比較簡單。圖1a與圖1c密封面的最后成形取決于砂輪面本身的形狀，同時在磨削過程中工件對砂輪的反作用力的著力點時刻在變化，砂輪主軸容易疲勞破壞。圖1b在磨削過程中為斷續磨削，存在沖擊，砂輪主軸容易疲勞的同時閥體密封面的成形也不是很好。圖1d為砂輪與工件進行聯動磨削，沒有圖1a到圖1c的影響，砂輪主軸受力恒定且不存在沖擊。但是要完成此聯動磨削，并不容易，一是對機床的要求比圖1a到圖1c的要高，機床c軸（工作臺主軸）能準確定位，且能與z軸能建立聯動關系，同時機床b軸（主軸的旋轉軸，即形成β角）定位準確。二是聯動運動相對復雜，完成聯動數控編程必須要有明確的幾何數學關系。所以求解砂輪移動速度v與工件的旋轉角度θ的幾何數學關系是完成聯動磨削的必要條件。所以以下著重對圖1d的聯動磨削運動特性進行分析研究。

三偏心蝶閥作為一種高性能閥門，在各個行業應用越來越廣，對其密封面的質量要求也越來越高，密封面的高質量加工一直是國內行業中的難點，各企業對三偏心蝶閥密封面的磨削方式基本上還處于摸索階段，尤其是聯動磨削在國內基本上沒有成功的案例。

由于三偏心蝶閥密封面形狀的特殊性，密封面為一個圓錐的斜截面，傳統的研磨方法在其上都不易實現，對密封面的最終成形國內的廠家基本上都是采取的車削方式。車削加工的局限性致使了產品性能無法進一步提高，研究新的磨削設備與磨削方式，提高產品的密封性能一直是各個廠家正在研究的課題。