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耐磨损、耐高压(≥30MPa)的超硬合金球阀在核电工业、西气东输、石油化工等国家重点产业和工程中被广泛的运用。为了使球阀性能稳定,适应高低温、耐腐蚀的环境,球阀采用金属密封,需要对球阀芯的表面进行硬化防腐蚀处理,一般在球阀芯的表面喷涂Ni60、WC-Co等高硬度粉末材料,使其表面硬度HRC≥62,以此来提高阀门的密封性能和寿命。目前,高硬度涂层的球阀芯表面加工难度大、效率低的问题急待解决。因此,高硬度涂层球阀芯的精密、高效率加工技术及装置研究具有重要意义。本文对当前高硬度涂层球面加工的研究状况进行了综述,分析了各种加工方法特点。综合考虑电火花复合加工球阀芯的精度和阀门整体装配误差补偿问题,提出了电火花机械复合式加工和精密配磨加工球阀芯的方法,并将球阀芯加工分为两个阶段:电火花复合加工和精密配磨加工阶段。电火花复合加工研究阶段,采用电火花加工和机械加工结合的方法来加工球阀芯,并对电火花机械复合加工方案及装置主要部件进行了设计。通过实验对电火花机械复合加工规律进行研究,分析电参数对加工效率和球表面精度的影响规律,用正交分析的方法探讨最优电参数组合,将电火花机械复合加工的实验结果和单一磨削加工进行对比,证明该新型加工方法和装置的可行性。在精密配磨加工研究阶段,采用在阀体上弹性配磨的加工方式,弥补了球阀的装配误差,解决了传统研磨的刚性接触问题,确保球阀芯表面粗糙度≤0.4um。针对传统研磨的不足之处,设计了球体配磨装置:多功能自适应球阀配磨机,改变了传统研磨机构加工精度和效率低的情况。本文针对弹性配磨原理进行分析,建立密封比压q的数学模型,通过ADAMS仿真,探讨了弹性配磨过程中阀座水平位移和研磨力的变化规律,验证弹性配磨合理性。本文提出的加工球阀芯的新方法及装置,既能够提高球阀的加工效率,又能够保证球体的表面精度,对于球阀行业的提高和球面精密加工技术水平有着重要的理论和实际意义。