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(duì)空間反射鏡的口徑要求越來(lái)越大，為了降低發(fā)射成本，需要對(duì)反射鏡進(jìn)行輕量化的設(shè)計(jì)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(shí)它制備工藝簡(jiǎn)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(guò)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(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(guò)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(tái)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(guò)程中對(duì)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(guò)程材料的去除機(jī)理。本文主要研究?jī)?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(yàn)，試驗(yàn)后觀察了材料的表面形貌，并測(cè)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(guò)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(duì)磨削試驗(yàn)試樣進(jìn)行了亞表面損傷檢測(cè)，分析了損傷的主要類型，并統(tǒng)計(jì)了損傷的分布情況，分析了超聲振動(dòng)對(duì)于亞表面損傷的影響。試

4、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(wú)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(zhǎng)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(duì)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(dòng)未使材料亞表面損傷明顯增加。
　　(3)進(jìn)行磨削力測(cè)量試驗(yàn)，分別測(cè)量超聲輔助磨削和普通磨削RB-SiC材料時(shí)的磨削力情況，分別研究