核主泵是核电系统的核心装备之一。轴封式核主泵密封环,对于整个核电站的安全、稳定、可靠运行十分关键。核主泵密封环通常是由氧化铝、碳化硅、碳化钨等高硬材料制成,以满足耐磨损、耐高温、耐腐蚀等要求,同时,核主泵密封环面形复杂,表面质量与面形精度要求极高,超精密加工极其困难,已经成为制约我国核电装备自主化的最后一道瓶颈。本文针对核主泵密封环制造的高精度、难加工的特点,基于预变形平面研磨方法加工核主泵密封环,设计预变形专用夹具。对于此方法中涉及到的变形精度、密封性能、材料去除等问题,开展了相关研究,主要内容如下：(1)建立了预变形分析模型,设计了专用预变形夹具,分析了加载域和预变形载荷对密封环端面变形的影响。根据预变形分析结果预测了理想平面研磨条件下所加工出的密封环端面,结果表明：利用预变形平面研磨加工方法获得的核主泵密封环,圆锥面面形精度随着加力杆数量的增加明显提高,当加力杆数量为9个时,面形精度误差小于0.53μm；通过周期性反向扭矩的作用获得了满足要求的波度表面预变形,当拉力杆载荷取10.5 N·m,推力杆载荷取9 N·m时,等效锥角为700μrad,波锥比为0.94。(2)建立了密封系统的几何模型与物理模型,基于雷诺方程对密封环的开启力、接触刚度以及漏率进行了分析,结果表明：利用预变形平面研磨加工方法获得的圆锥面密封环的密封性能与理想锥度表面密封性能接近,当加力杆数量为9个时,开启力、漏率和刚度误差分别小于0.1%,3.5%和7%；利用预变形平面研磨加工方法获得周向波度密封环,随着推力杆载荷的增大,开启力、漏率逐渐减小,液膜刚度先增大后减小；随着拉力杆载荷的增大,开启力、漏率逐渐增大,液膜刚度逐渐减小。(3)通过平面研磨实验对硬质合金环的材料去除特性开展了研究。研究发现,磨粒粒径、研磨压力及研磨盘转速对材料去除率和表面粗糙度都有显著的影响。当选用粒度为2μm的金刚石磨粒且研磨盘转速为30r/min时,材料去除率和表面粗糙度分别可以达到2.27μm/min和21.3 nm。使用预变形夹具对密封环施加预紧力产生端面变形,采用上述工艺参数,完成了密封环的加工,证明了预变形平面研磨加工方法加工核主泵密封环的可行性。