本文關(guān)鍵詞：RBSiC超聲輔助磨削工藝研究

  更多相關(guān)文章： RBSiC 超聲輔助磨削 亞表面損傷 表面粗糙度 磨削力

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,空間光學(xué)系統(tǒng)對空間反射鏡的口徑要求越來越大,為了降低發(fā)射成本,需要對反射鏡進(jìn)行輕量化的設(shè)計和制造。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅(Reaction Bonded Silicon Carbide, RBSiC)具有比剛度大、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性好、抗沖擊性能好、減重效果好、硬度高等優(yōu)良性能,同時它制備工藝簡單,可制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)鏡體,目前是制備大口徑空間反射鏡的首選材料。RBSiC是一種典型的硬脆材料,機(jī)械加工性能較差,加工過程中刀具極易磨損,加工效率較低。超聲輔助磨削結(jié)合傳統(tǒng)的磨削加工和超聲加工的特點(diǎn)在硬脆材料加工領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景,可以很好的改善加工過程中的力熱特性,提高加工效率。本文在題組自行研發(fā)的超聲輔助磨削試驗(yàn)平臺上分別進(jìn)行了超聲輔助磨削試驗(yàn)和普通磨削試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中對加工表面的表面形貌、材料的亞表面損傷和磨削力進(jìn)行了研究,分析了超聲輔助磨削過程材料的去除機(jī)理。本文主要研究內(nèi)容和得出的主要結(jié)論如下：(1)分別采用60#和325#砂輪進(jìn)行了超聲輔助磨削和普通磨削RBSiC材料試驗(yàn),試驗(yàn)后觀察了材料的表面形貌,并測量了表面粗糙度。試驗(yàn)結(jié)果表明：超聲輔助磨削和普通磨削過程材料均主要以脆性斷裂和塑形劃擦兩種方式去除,材料表面分布著破碎凹坑和塑性劃擦痕跡。超聲輔助磨削表面破碎面積更大,分布更加均勻。超聲輔助磨削表面粗糙度要略大于普通磨削表面。(2)采用截面顯微法對磨削試驗(yàn)試樣進(jìn)行了亞表面損傷檢測,分析了損傷的主要類型,并統(tǒng)計了損傷的分布情況,分析了超聲振動對于亞表面損傷的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：RBSiC材料超聲輔助磨削和普通磨削亞表面損傷形式上無明顯差別,主要由靠近材料表面的破碎凹坑和擴(kuò)展至材料內(nèi)部的長裂紋組成；由于材料特性的影響,亞表面損傷主要發(fā)生在材料內(nèi)部的SiC顆粒上,Si相和SiC相得界面對裂紋的擴(kuò)展有一定的阻礙作用；超聲輔助磨削試樣亞表面損傷略大于普通磨削試樣,超聲振動未使材料亞表面損傷明顯增加。(3)進(jìn)行磨削力測量試驗(yàn),分別測量超聲輔助磨削和普通磨削RB-SiC材料時的磨削力情況,分別研究了磨削深度、進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速對磨削力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：超聲振動使磨削力大幅下降,下降幅度可達(dá)35%以上；磨削深度對磨削力影響很大,隨著磨削深度的增加,磨削力急劇上升。在超聲輔助磨削加工過程允許使用更大的磨削深度從而顯著的提高了材料的去除率。進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速對磨削力影響很小,隨著參數(shù)的變大,磨削力僅有小幅上升
【關(guān)鍵詞】：RBSiC 超聲輔助磨削 亞表面損傷 表面粗糙度 磨削力
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-14
• 1.1 課題背景7-8
• 1.2 反應(yīng)燒結(jié)碳化硅材料空間反射鏡研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 碳化硅材料加工技術(shù)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.4 超聲輔助磨削技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.5 課題來源與研究內(nèi)容12-14
• 1.5.1 課題來源12-13
• 1.5.2 本文研究內(nèi)容13-14
• 2 超聲輔助磨削試驗(yàn)平臺及磨削過程運(yùn)動學(xué)分析14-22
• 2.1 超聲振動系統(tǒng)組成14-17
• 2.2 試驗(yàn)材料17-18
• 2.3 超聲輔助磨削磨粒運(yùn)動學(xué)分析18-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 RBSiC超聲輔助磨削表面形貌觀測22-30
• 3.1 磨削試驗(yàn)參數(shù)及檢測方法22-24
• 3.1.1 磨削試驗(yàn)參數(shù)22
• 3.1.2 表面形貌觀測方法22-23
• 3.1.3 粗糙度檢測方法23-24
• 3.2 表面形貌觀察結(jié)果24-26
• 3.3 表面形貌圖像識別處理26-28
• 3.4 磨削表面粗糙度28-29
• 3.5 本章小結(jié)29-30
• 4 RBSiC超聲輔助磨削亞表面損傷研究30-39
• 4.1 亞表面損傷檢測方法30-33
• 4.1.1 截面顯微法30-32
• 4.1.2 截面顯微法試樣制備效果32-33
• 4.2 亞表面損傷特征33-34
• 4.3 亞表面損傷深度統(tǒng)計34-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 5 RBSiC材料超聲輔助磨削力研究39-46
• 5.1 磨削力測量試驗(yàn)方法39-41
• 5.2 磨削力試驗(yàn)結(jié)果41-45
• 5.2.1 磨削深度對磨削力影響41-43
• 5.2.2 進(jìn)給速度對磨削力影響43-44
• 5.2.3 主軸轉(zhuǎn)速對磨削力影響44-45
• 5.4 本章小結(jié)45-46
• 結(jié)論46-47
• 參考文獻(xiàn)47-51
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況51-52
• 致謝52-53

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧清;肖鵬;熊翔;;碳化硅輕型反射鏡的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2007年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集正文目次[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅰ[C];2004年

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本文編號：1073031