随着中国核电工业的发展,在建核电机组的增多,核级机电产品的市场需求呈现快速增长。目前,国内核电站使用的核级阀门主要依赖进口,特别是存在梯形内螺纹连接的核级阀门全部依赖进口,原因是阀盖中的不锈钢梯形内螺纹的疲劳寿命无法满足核级阀门的使用寿命标准。国外对加工技术的严密封锁,致使核电阀门的生产制造受制于人,为其垄断。本文针对这一现状,提出了一种不锈钢梯形内螺纹振动辅助冷挤压成形技术,成功实现了核级不锈钢梯形内螺纹的振动辅助冷挤压加工。本文完成的主要工作和取得的成果如下:(1)通过分析传统内螺纹冷挤压加工的成形机理和成形过程,并结合振动加工的原理,详细阐述了内螺纹振动辅助冷挤压的加工原理。在内螺纹振动辅助冷挤压加工原理的基础上,详细分析了四种振动施加方式和三种振动源提供方式。(2)对梯形内螺纹振动辅助冷挤压机床的机械结构进行了详细的设计。根据设计依据,拟定了机床整体结构方案,对机床的主运动机构、进给运动机构和激振装置进行了详细的设计说明和计算分析。(3)对梯形内螺纹振动辅助冷挤压机床的控制系统进行了详细的设计。根据机床实际加工需求提出了总体设计方案,在此基础上分别进行了机床控制系统的硬件设计和软件设计,最后对机床控制系统进行了调试。(4)对梯形螺纹挤压丝锥和工装夹具进行了设计。对挤压丝锥的横截面、挤压体、螺纹参数以及材料和涂层进行了详细的设计与分析。同时设计了一种双锁紧式挤压丝锥夹头,确保挤压丝锥在振动加工过程中能够稳定的固定在丝锥夹头上。(5)在自行研制的梯形内螺纹振动辅助冷挤压机床上采用自行研制的梯形螺纹挤压丝锥进行了不锈钢梯形内螺纹振动辅助冷挤压试验。试验表明,冷挤压内螺纹的牙高率达到93.2%,表层显微硬度达到300HV以上,牙面的表面粗糙度为Ra0.53μm,牙形和表面质量相比于传统车削加工出的内螺纹均有了较大提升,满足核级产品的设计质量要求。