【摘要】：RB-SiC陶瓷和氧化鋁陶瓷,因其高導(dǎo)熱性、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空航天光學(xué)反射鏡、薄膜電路和電池隔膜等領(lǐng)域。RB-SiC陶瓷和氧化鋁陶瓷材料硬度高、脆性大,屬于典型的難加工材料,因此其精密成形加工主要采用精密磨削加工工藝。精密磨削工藝的選擇與優(yōu)化、金剛石砂輪的精密修整是影響RB-SiC陶瓷的面形精度和表面質(zhì)量的主要因素。本文根據(jù)反應(yīng)燒結(jié)碳化硅反射鏡和氧化鋁陶瓷電池隔板的精密加工要求,設(shè)計(jì)了金剛石砂輪的精密磨料水射流在線修整系統(tǒng),應(yīng)用該系統(tǒng)完成了金屬基金剛石砂輪的精密在位和在線修整,并優(yōu)化了砂輪修整和兩種先進(jìn)陶瓷材料精密磨削的工藝參數(shù)。本文首先根據(jù)金剛石砂輪的磨料水射流修整法的需要,研制了用于三軸聯(lián)動(dòng)精密成形磨床和五軸聯(lián)動(dòng)銑磨加工中心的磨料水射流砂輪在線修整系統(tǒng)。該系統(tǒng)由射流增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)、XY兩軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成�？刂葡到y(tǒng)包括手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種操作模式,最小進(jìn)給分辨率為2μm。該套系統(tǒng)與機(jī)床配合良好,修整精度高。研究了高壓磨料水射流在位修整金剛石砂輪時(shí)射流壓力和磨料粒度對(duì)砂輪表面形貌的影響規(guī)律,實(shí)現(xiàn)了粗細(xì)兩種粒度的金屬結(jié)合劑金剛石砂輪的高效在位修整。分別使用30MPa、40MPa和50MPa的射流壓力對(duì)120#金屬基金剛石砂輪進(jìn)行修整,并應(yīng)用三維表面粗糙度參數(shù)定量評(píng)價(jià)砂輪表面的磨粒突出高度和分布狀態(tài)。在射流壓力為40MPa時(shí),獲得的平均磨粒突出高度超過砂輪磨粒粒徑1/3,砂輪表面的有效磨粒數(shù)最多。分別使用粒度為300#、700#、1500#的SiC磨料對(duì)1500#金剛石砂輪進(jìn)行磨料水射流修整,修整后的砂輪表面形貌說明以700#SiC為磨料的磨料水射流修整可獲得最佳修整效果。應(yīng)用高壓磨料水射流修整后的120#和1500#金屬結(jié)合劑金剛石砂輪開展了RB-SiC和氧化鋁陶瓷的正交磨削實(shí)驗(yàn)研究,分析了磨削工藝參數(shù)對(duì)磨削力和表面粗糙度的影響規(guī)律。分別以最小磨削力和最小表面粗糙度為目標(biāo),獲得了粗細(xì)粒度兩種金剛石砂輪磨削兩種陶瓷材料的最優(yōu)磨削工藝參數(shù)。分析對(duì)比了兩種材料的磨削機(jī)理,反應(yīng)燒結(jié)碳化硅磨削表面主要呈現(xiàn)塑性去除和脆性去除的復(fù)合去除機(jī)理,氧化鋁陶瓷表面主要為脆性去除。研究了磨料水射流在線修整工藝,重點(diǎn)研究磨削RB-SiC時(shí)磨料水射流工藝參數(shù)對(duì)磨削力、工件表面形貌和砂輪表面形貌的影響規(guī)律,驗(yàn)證磨料水射流在線修整的有效性。觀察利用在線修整法獲得的RB-SiC磨削表面,發(fā)現(xiàn)在原有的磨削去除基礎(chǔ)上,RB-SiC表面的塑性去除痕跡被沖蝕,破碎凹坑直徑變小。
【圖文】：

圖１－２磨料水射流砂輪修整原理示意圖逡逑作為一種新型的冷態(tài)高能束加工技術(shù)Ｋ３］，相比傳統(tǒng)的加廣和無熱損傷等優(yōu)點(diǎn)［４４］，在砂輪修整方面具有很大的潛水射流修整開展了初步的研究。Ｍ邋Ｈｉｒａｏ等人［４４］首次提出

邐＿Ｊ逡逑圖２－１射流增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)原理圖逡逑ｊｆｏ逡逑：ｆ＾ｖ＾邐逡逑圖２－２穩(wěn)壓射流系統(tǒng)實(shí)物圖逡逑２．２噴嘴運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)逡逑２．２．１面向三軸聯(lián)動(dòng)精密成形磨床的噴嘴運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)逡逑在三軸聯(lián)動(dòng)精密成形磨床上，為了使射流噴嘴的偏置距離和豎直方向的位置逡逑可調(diào)節(jié)，，并實(shí)現(xiàn)噴嘴在砂輪寬度方向上往復(fù)擺動(dòng)，本研究研制了一套用于三軸聯(lián)逡逑１２逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG743;TQ174.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2596635