RBSiC超聲輔助磨削工藝研究.pdf

1、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 BondedSilicon 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

2、，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平臺上分別進(jìn)行了超聲輔助磨削試驗和普通磨削試驗。試驗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

3、和普通磨削RBSiC材料試驗，試驗后觀察了材料的表面形貌，并測量了表面粗糙度。試驗結(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

4、驗結(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，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