SiC自由曲面電解砂帶拋光界面作用機理研究

《SiC自由曲面電解砂帶拋光界面作用機理研究》是依託吉林大學，由冀世軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：SiC自由曲面電解砂帶拋光界面作用機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：冀世軍
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

針對輕薄SiC反射鏡自由曲面成形過程存在的材料去除難度大、局部易變形和斷裂破壞、加工效率低等問題，結合砂帶去除局部區域作用力分布均勻，電解修銳可保持工具磨粒均勻銳利、防止堵塞且生成氧化保護膜、降低工具磨損的特點。綜合套用兩種方法來研究：SiC反射鏡自由曲面成形過程中力、熱和化學等多場耦合環境下加工工具與工件材料界面相互作用，揭示砂帶和磨削液的失效形式、加工性能演變規律及其對加工精度和表面質量的影響規律，進行加工工具和磨削液的最佳化設計與研製；研究非均勻變流向去除材料的變形行為、斷裂機制、加工區域應力應變、表面質量預測、磨屑流向規則等，揭示成形過程中材料表層及近表層材料結構演變機理，分析材料遷移的跨尺度效應，建立適用於SiC反射鏡自由曲面的材料遷移理論分析模型；研究砂帶與電解液在直流電脈衝作用下的物理化學行為規律。最終通過綜合實驗研究獲得提高加工效率、改善表面質量的相應工藝參數。

結題摘要

針對輕薄SiC反射鏡自由曲面成形過程存在的材料去除難度大、局部易變形和斷裂破壞、加工效率低等問題，結合砂帶去除局部區域作用力分布均勻，電解修銳可保持工具磨粒均勻銳利、防止堵塞且生成氧化保護膜、降低工具磨損的特點。綜合套用兩種手段來解決加工問題。首先，搭建了SiC自由曲面拋光工具機的機械載體，研製了新型SiC自由曲面電解砂帶成形的工具系統，確定了工具系統的結構、形狀、尺寸，結構形式和實現機制。研究了工具機精度的誤差檢測和補償技術。研究了工具系統的調形控制方案和並進行了實驗。研究了電解砂帶製作過程和製作工藝，並進行了電解砂帶的製作實驗。通過SiC砂帶磨粒磨拋過程的ABAQUS仿真和納米壓痕劃痕實驗，研究了去除材料的變形行為、斷裂機制、加工區域應力應變、表面質量預測、磨屑流向規則等。通過綜合實驗，獲得了提高加工效率、改善表面質量的相應工藝參數。本項目共發表論文6篇，其中SCI檢索5篇，EI檢索1篇。申報中國發明專利2項，其中已授權發明專利2項。獲得軟體著作權6項。該研究為解決SiC自由曲面加工工藝上的難題，提供了電解砂帶修形拋光方面的新思路和新方法。