《SiC材料輕量化結構的超聲磨削工藝基礎研究》是依託大連理工大學,由董志剛擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：SiC材料輕量化結構的超聲磨削工藝基礎研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董志剛
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
面向空間反射鏡的輕量化需求，針對燒結成型工藝製備鏡體輕量化結構的局限性，提出對燒結成型SiC鏡體輕量化結構進行超聲磨削加工以進一步提高輕量化率的新思路。考慮SiC材料硬脆難加工、複雜薄壁輕量化結構工藝性差等特點，研究SiC材料輕量化結構超聲磨削加工基礎理論和關鍵技術。探索SiC材料超聲磨削表面層微裂紋、殘餘應力等損傷的檢測評價方法，揭示材料去除機理及表面微觀尺度演變規律；測量和分析超聲磨削加工SiC材料的磨削力和溫度特徵，研究磨削力和溫度對加工精度和表面質量的影響規律及其控制方法；分析SiC輕量化結構超聲磨削金剛石砂輪的磨損機制及其對加工過程的影響；通過系統的工藝試驗和測試分析，建立砂輪特性參數及超聲磨削工藝參數對加工精度、材料去除率、亞表面損傷的影響關係，針對典型SiC材料輕量化結構試件，提出高效率低損傷超聲磨削加工工藝規程和合理工藝參數。為我國空間光學製造提供先進加工理論和工藝技術。
結題摘要
面向空間反射鏡的輕量化需求，針對燒結成型工藝製備鏡體輕量化結構的局限性，提出對燒結成型SiC鏡體輕量化結構進行超聲磨削加工以進一步提高輕量化率的新思路。考慮SiC材料屬典型硬脆材料，具有難加工、複雜薄壁輕量化結構工藝性差等特點，研究SiC材料輕量化結構超聲磨削加工基礎理論和關鍵技術。通過試驗確定了RB-SiC材料磨削加工表面形貌和亞表面損傷檢測評價方法，開展了RB-SiC材料單點金剛石劃痕試驗，研究了金剛石壓頭形狀、刃圓半徑大小、劃痕載荷等對劃痕表面形貌、亞表面損傷特徵和尺寸的影響規律，分析了損傷形成和材料去除機理。突破了大功率超聲電源、超聲能量非接觸傳輸、超聲刀柄等關鍵技術，通過將超聲智慧型電源、非接觸傳輸裝置、超聲刀柄和工具與數控加工中心的集成，開發了專用的超聲輔助磨削裝置。開展了超聲輔助磨削和普通磨削試驗，對比研究了磨削表面形貌特徵和亞表面損傷深度及其分布規律。對比分析超聲輔助磨削和普通磨削工藝在加工過程中的磨削力以及樣件的表面質量，證明了超聲輔助磨削相對普通磨削工藝的優越性；結合工藝參數試驗規律和系統的磨削工藝試驗，通過參數優選和軌跡規劃，在光學玻璃和RB-SiC等材料上對鏡體薄壁輕量化結構進行了工藝設計和加工試驗，實現了0.5mm厚的超薄肋板的加工。
