非接触式机械密封的动压槽一般在碳化钨、碳化硅、氮化硅等硬质密封面上开设,高精度加工比较困难,良好的动压槽几何形状设计及高精度加工是核心技术。发现了通过杯形砂轮线接触磨削在密封环上加工曲面浅槽新原理,在此基础上提出了3种采用机床结构参数和机床运动参数及杯形砂轮半径作为设计变量的密封环曲面浅槽设计和加工方法。按方法1给出了一个浅槽设计实例,并在改造的立式加工中心上进行验证,成功地在密封端面上加工出了曲面浅槽。

碳化钨为典型的碳化物陶瓷材料具有广泛的应用前景。其具有高硬度、高脆性及很高的耐磨性所以难以采用传统的车削、铣削等工艺进行加工。在碳化钨工件上加工出复杂的曲面结构并保证工件的面形精度及表面粗糙度则更加困难。为获得高表面质量的复杂曲面碳化钨密封工件采用杯形金刚石砂轮单点磨削的方法实现碳化钨材料加工;设计压电陶瓷驱动柔性铰链微进给机构精确控制砂轮切深方向运动从而实现复杂曲面加工的成形运动;探索最优工艺参数获得高面形精度和低表面粗糙度。分析了碳化钨磨削加工材料去除机理以此指导柔性铰链精密进给机构设计并规划杯形砂轮改善面形精度及表面粗糙度的磨削方法。实验结果表明：采用青铜基及树脂基杯形砂轮以45°倾角单点磨削碳化钨样件其表面粗糙度值Ra由初始的500nm减小到15nm面形精度RV值达到