發(fā)布時間：2018-01-30 05:16

  本文關(guān)鍵詞： 大口徑SiC反射鏡 工藝優(yōu)化 面形誤差 亞表面損傷 磨削效率　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著人類對太空的探索,對觀測設(shè)備的成像性能要求越來越高�；诜磻�(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷材料的良好特性,現(xiàn)在已經(jīng)成為主反射鏡的首選材料。SiC反射鏡的鏡面形狀和尺寸決定了觀測設(shè)備的成像質(zhì)量。故制造大口徑SiC非球面反射鏡和提高反射鏡的形狀精度是改善成像質(zhì)量的重要途徑。大口徑反射鏡的磨削加工效率低,砂輪磨損嚴(yán)重,非球面面形較差,鏡坯亞表面損傷嚴(yán)重。故提高非球面面形精度,降低非球面亞表面損傷以及提高磨削效率具有重要意義。本文針對大口徑SiC非球面反射鏡磨削加工過程進(jìn)行優(yōu)化,改善面形,減少損傷,并提高效率。在圓弧砂輪以螺旋式運(yùn)動軌跡加工非球面工件時,在母線方向建立了考慮砂輪徑向磨損量的殘余高度模型,在此基礎(chǔ)上建立了面形誤差模型,分析了各工藝參數(shù)對面形誤差的影響規(guī)律,進(jìn)行了圓弧砂輪磨削非球面反射鏡實驗,驗證了面形誤差模型的正確性,并使用修正系數(shù)對模型進(jìn)行了修正;為了推導(dǎo)砂輪徑向磨損,進(jìn)行了磨削比實驗研究,建立了磨削比回歸方程。面形誤差模型的建立為磨削工藝優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。通過反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷平面磨削實驗,研究了磨削加工后SiC陶瓷的表面/亞表面質(zhì)量。研究了不同工藝參數(shù)下SiC陶瓷的亞表面裂紋深度、表面破碎層深度以及材料的去除機(jī)理,并對不同參數(shù)下的表面質(zhì)量進(jìn)行了對比分析,分析了工藝參數(shù)對亞表面裂紋深度、表面破碎層深度以及表面粗糙度的影響規(guī)律;實現(xiàn)了工藝參數(shù)的優(yōu)化,得到了參數(shù)最優(yōu)解。亞表面損傷的研究及工藝參數(shù)的優(yōu)化為磨削加工參數(shù)的選擇奠定了理論基礎(chǔ)。提出了大口徑反射鏡的磨削加工工藝的優(yōu)化策略,包括磨削方式的分析與選擇,砂輪運(yùn)動軌跡的分析與選擇,基于砂輪磨損的面形誤差補(bǔ)償模型的建立,基于改變進(jìn)給速度的等殘余高度優(yōu)化,磨削層厚度的分析與選擇,磨削效率的分析與計算;通過工藝優(yōu)化策略,實現(xiàn)了大口徑SiC反射鏡磨削加工工藝的優(yōu)化,對比分析了優(yōu)化與正常加工下的面形誤差與磨削加工效率,改善了非球面的面形精度,降低了亞表面損傷深度,提高了加工效率。最終形成了適合于大口徑反射鏡磨削加工的優(yōu)化策略。
[Abstract]:With the exploration of space, the imaging performance of observation equipment is becoming more and more high. Based on the good characteristics of reactive sintering SiC ceramic materials. The shape and size of sic mirror, which has become the preferred material for the main mirror, determines the imaging quality of the observation equipment. Therefore, the shape accuracy of the large aperture SiC aspheric mirror and the improvement of the shape accuracy of the mirror are obtained. The grinding efficiency of large aperture mirror is low. The grinding wheel is worn seriously, the aspheric surface is poor, and the subsurface damage of the mirror blank is serious, so the accuracy of the aspheric surface is improved. It is important to reduce aspheric subsurface damage and improve grinding efficiency. In this paper, the grinding process of large aperture SiC aspheric mirror is optimized to improve the surface shape and reduce the damage. In order to improve the efficiency, the residual height model considering the radial wear of grinding wheel is established in the direction of busbar, and the surface error model is established on the basis of the helical track of arc grinding wheel processing aspheric workpiece. The influence law of the surface shape error of each technological parameter is analyzed, and the experiment of grinding aspheric mirror with arc grinding wheel is carried out, which verifies the correctness of the surface shape error model and modifies the model by using the correction coefficient. In order to deduce the radial wear of grinding wheel, the grinding ratio is studied experimentally. The regression equation of grinding ratio is established. The surface error model provides a theoretical basis for the optimization of grinding process. The experiments of surface grinding of reactive sintering SiC ceramics are carried out. The surface / subsurface quality of SiC ceramics after grinding was studied, and the depth of subsurface crack, the depth of surface fracture layer and the removal mechanism of SiC ceramics were studied under different technological parameters. The surface quality under different parameters is compared and analyzed. The influence of process parameters on the depth of subsurface crack, the depth of surface fracture layer and the surface roughness are analyzed. The process parameters are optimized. The research of subsurface damage and the optimization of technological parameters lay a theoretical foundation for the selection of grinding parameters. The optimization strategy of grinding process for large aperture mirror is put forward. Including grinding mode analysis and selection, grinding wheel motion track analysis and selection, grinding wheel wear based on the establishment of surface error compensation model, based on the change of feed speed and other residual height optimization. Analysis and selection of grinding layer thickness, analysis and calculation of grinding efficiency; The grinding process of large diameter SiC mirror is optimized by the process optimization strategy. The surface shape error and grinding efficiency of the optimized and normal machining are compared and analyzed, and the surface shape accuracy of the aspheric surface is improved. The subsurface damage depth is reduced and the machining efficiency is improved. Finally, an optimization strategy suitable for the grinding of large aperture mirror is formed.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.6

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本文編號：1475389