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1、為提高空間反射鏡分辨率而不斷增大反射鏡口徑,導(dǎo)致發(fā)射成本大幅增加,鏡體背部支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化減薄和鏡面面型精度保證都需要后續(xù)機(jī)械加工。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅作為空間反射鏡基體首選材料,由于其硬度高,脆性大,導(dǎo)致加工性能較差,同時(shí)較大的磨削力會(huì)在材料表面層引入加工損傷,使反射鏡輕量化過(guò)程中整體強(qiáng)度降低,嚴(yán)重情況下會(huì)引起反射鏡失效。因此,本文利用課題組自主研發(fā)的超聲輔助磨削系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)燒結(jié)碳化硅進(jìn)行了磨削試驗(yàn),對(duì)比超聲輔助磨削與普通磨削兩種加工方式,結(jié)合法
2、向磨削力、表面質(zhì)量以及亞表面損傷等因素對(duì)材料加工后的剩余強(qiáng)度進(jìn)行了研究。通過(guò)研究,得到如下結(jié)論:
(1)對(duì)超聲輔助磨削加工過(guò)程中試樣表面法向磨削力進(jìn)行了系統(tǒng)研究。建立了與超聲輔助磨削具體實(shí)際相結(jié)合的磨削力模型,設(shè)計(jì)了四因素四水平的正交試驗(yàn)。從極差分析中發(fā)現(xiàn),進(jìn)給速度、磨削深度、超聲振幅和主軸轉(zhuǎn)速對(duì)磨削力的影響程度依次降低,法向磨削力與超聲振幅和主軸轉(zhuǎn)速負(fù)相關(guān),而與磨削進(jìn)給速度和磨削深度正相關(guān)。方差分析發(fā)現(xiàn),進(jìn)給速度對(duì)磨削力的影
3、響高度顯著。獲得了磨削力回歸模型系數(shù)及其各自的置信區(qū)間,對(duì)回歸結(jié)果進(jìn)行方差分析,回歸結(jié)果高度顯著,可決系數(shù)r2=0.768。
(2)對(duì)超聲輔助磨削和普通磨削兩種加工方式加工后試樣的表面形貌、表面粗糙度和亞表面損傷情況進(jìn)行了觀察和測(cè)量。同一加工方式下,進(jìn)給速度增大,劃擦變形區(qū)域占比會(huì)降低,表面粗糙度也隨之增大;相同參數(shù)不同加工方式下,超聲輔助磨削加工的表面以細(xì)小破碎為主。超聲輔助磨削后材料的表面質(zhì)量要優(yōu)于普通磨削的表面質(zhì)量,但進(jìn)
4、給速度增大后粗糙度降低的幅度要低于慢進(jìn)給條件下的降低幅度。兩種加工方式在材料亞表面產(chǎn)生的損傷形式均為表面的凹坑破碎、近表面裂紋和表面下裂紋,并且多數(shù)裂紋出現(xiàn)在材料中的碳化硅顆粒內(nèi)。超聲輔助磨削產(chǎn)生的最大亞表面損傷深度要小于同參數(shù)普通磨削。最大亞表面損傷深度與法向磨削力密切相關(guān)。
(3)反應(yīng)燒結(jié)碳化硅斷口形貌與加工方式無(wú)關(guān),均為脆性斷裂形式,具體表現(xiàn)為沿晶界斷裂和穿晶斷裂。磨削加工后材料的抗彎強(qiáng)度均低于其原始強(qiáng)度,增大進(jìn)給速度,
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