碳化硅陶瓷精密磨削亞表面損傷及預(yù)測研究.pdf

1、隨著空間光學技術(shù)的發(fā)展，對于大口徑非球面空間反射鏡的材料提出了更為嚴格的要求，碳化硅陶瓷以其優(yōu)良的物理機械性能成為空間反射鏡的首選材料，金剛石砂輪磨削加工是碳化硅陶瓷鏡面成形加工的主要途徑，由于材料的高硬度和高脆性使得磨削加工后產(chǎn)生亞表面裂紋，需要采用效率比較低的拋光加工消除裂紋對工件性能的影響，使得整個反射鏡的加工周期變的很長，因此研究和控制碳化硅陶瓷磨削過程中的亞表面裂紋深度對于縮短加工周期是非常有意義的。
　　本文采用維氏金

2、剛石壓頭的壓痕與刻劃試驗?zāi)M砂輪單顆磨粒的磨削過程，得到了碳化硅陶瓷的維氏硬度和斷裂韌性，分析了磨削過程中材料的去除方式；采用離子束截面拋光技術(shù)觀測壓痕和刻劃的亞表面裂紋，分析了壓痕載荷對于壓痕亞表面裂紋裂紋深度影響，以及刻劃深度對于劃痕亞表面裂紋深度的影響。
　　通過離子束截面拋光技術(shù)觀測碳化硅陶瓷磨削的亞表面裂紋信息，提出了表面破碎層深度、亞表面裂紋最大深度、裂紋在深度方向上的分布以及裂紋密度等全面的磨削亞表面裂紋評價方法；進

3、行了碳化硅陶瓷的磨削實驗，分析了主軸轉(zhuǎn)速、進給速度和磨削深度對于碳化硅陶瓷表面破碎層深度、亞表面裂紋最大深度和裂紋密度的影響規(guī)律，以及磨削參數(shù)對于亞表面裂紋在深度上分布的影響，以碳化硅陶瓷磨削的亞表面質(zhì)量為目標優(yōu)化了磨削參數(shù)。
　　從研究單顆磨粒的磨削亞表面裂紋尺寸的計算模型入手，修正了磨削亞表面裂紋深度與表面粗糙度的比例模型，在此基礎(chǔ)上建立了碳化硅陶瓷磨削亞表面裂紋深度的預(yù)測模型，通過測量磨削表面粗糙度和磨削參數(shù)預(yù)測亞表面裂紋深