隨著空間遙感觀測技術的飛速發(fā)展,作為空間遙感相機關鍵元件之一的光學反射鏡不斷向大口徑、離軸化和高度輕量化的趨勢發(fā)展,因此對反射鏡材料的選取與加工工藝亦提出了更高的要求。碳化硅具有高硬度、高強度、化學性能穩(wěn)定、耐磨性好等特點,是作為空間反射鏡材料的理想選擇之一。但是碳化硅的脆性較高,同時斷裂韌性較低,使其在精密加工中極易產生表面/亞表面微裂紋、位錯、相變等損傷,從而影響材料的表面完整性和疲勞性能。計算機控制精密研拋是一種能有效減小由其它加工工序引起的表面/亞表面損傷的加工手段。目前常用的研拋方法主要是接觸式,研拋工具和工件表面不可避免的存在機械作用,因此研拋工件表面微裂紋、脆性斷裂以及殘余應力集中等表面/亞表面損傷依然存在。為了在碳化硅研拋加工過程中獲得較好的表面和亞表面質量,研究碳化硅材料表面/亞表面損傷機理和控制裂紋深度具有重要意義。本文以碳化硅精密研拋加工的去除機理和運動學特性為理論基礎,建立研拋工藝參數(shù)（研拋深度、主軸轉速、進給速度和磨粒粒徑）與表面和亞表面損傷之間的數(shù)學模型。利用有限元仿真技術進行單磨粒研拋過程仿真,通過觀測動態(tài)研拋過程,分析工件表面和亞表面損傷深度在不同工藝參... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學吉林省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

優(yōu)化方法總結

圖 4.3 ZYGO 光學輪廓儀.2 亞表面損傷檢測方案前硬脆材料的亞表面裂紋檢測方法主要分為破壞性檢測技術和非破壞破壞性檢測技術在硬脆材料質量控制研究中是必不可少的檢測方法，常面顯微觀測法[83]、角度拋光法[84]、磁流變拋光法[85]等，此類方法能夠確分析亞表面裂紋的形態(tài)和分布特征，且原理簡單易實現(xiàn)，但是檢測效品時容易引起二次損傷。非破壞性檢測方法有 X 射線法[86]、激光調制全內反射顯微法[88]等，盡管此類方法基本不會對亞表面造成二次損傷，檢測原理和實施條件復雜，測試平臺昂貴，且檢測結果不直觀，測量結檢測方法的精度低，因此不利于計算機輔助研拋加工硬脆材料的亞表面面顯微觀測法是檢測硬脆材料的亞表面裂紋深度和觀察亞表面裂紋分接、最常用的方法，因此本文采用截面顯微觀測法檢測碳化硅研拋加工

影響檢測結果。檢測面陪件拋光面ABDC圖 4.4 截面顯微觀測法示意圖冷場發(fā)射掃描電鏡（JSM-6700F）觀測無壓燒結碳化硅亞表面，四組工藝條件下無壓碳化硅工件表面不同位置的掃描電鏡圖。測量度，通過記錄數(shù)據(jù)分析整理，取每一組工藝參數(shù)下的最大裂紋深度終檢測結果。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微晶玻璃超精密磨削的表面/亞表面損傷及其材料去除機理研究[J]. 高尚,朱祥龍,康仁科,郭東明,王紫光,張璧.  機械工程學報. 2017(07)
[2]工藝參數(shù)對磨削硅晶圓亞表面損傷裂紋的影響[J]. 孫敬龍,秦飛,陳沛,安彤,宇慧平,王仲康,唐亮.  北京工業(yè)大學學報. 2017(03)
[3]美國國家航空航天局試驗證實碳化硅（SiC）集成電路可用于金星探測任務[J].   半導體信息. 2017(01)
[4]光學硬脆材料固結磨料研磨中的亞表面損傷預測[J]. 朱永偉,李信路,王占奎,凌順志.  光學精密工程. 2017(02)
[5]K9玻璃磨削亞表面損傷深度預測模型及實驗研究[J]. 張飛虎,李琛,趙航,冷冰.  中國機械工程. 2016(18)
[6]工程陶瓷磨削損傷建模與數(shù)值模擬研究進展[J]. 萬林林,劉志堅,鄧朝暉,劉偉.  兵器材料科學與工程. 2016(04)
[7]鈮酸鋰晶體的研磨亞表面損傷深度[J]. 朱楠楠,朱永偉,李軍,鄭方志,沈琦.  光學精密工程. 2015(12)
[8]單顆金剛石磨粒切削氮化硅陶瓷仿真與試驗研究[J]. 劉偉,鄧朝暉,萬林林,趙小雨,皮舟.  機械工程學報. 2015(21)
[9]TB6鈦合金高速銑削三維表面形貌及疲勞行為（英文）[J]. 姚倡鋒,武導俠,靳淇超,黃新春,任軍學,張定華.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(03)
[10]鋁合金車輪CNC機械拋光材料去除深度建模方法研究[J]. 吳昌林,丁和艷,陳義.  中國機械工程. 2009(21)

博士論文
[1]BK7光學玻璃超聲振動磨削脆塑性轉變及加工質量研究[D]. 趙培軼.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]硬脆難加工材料高速磨削表面完整性及亞表面損傷研究[D]. 陳劍斌.湖南大學 2015
[3]基于單顆磨粒切削的氮化硅陶瓷精密磨削仿真與實驗研究[D]. 劉偉.湖南大學 2014
[4]光學材料加工亞表面損傷檢測及控制關鍵技術研究[D]. 王卓.國防科學技術大學 2008
[5]SiC光學材料超精密研拋關鍵技術研究[D]. 王貴林.中國人民解放軍國防科學技術大學 2002

碩士論文
[1]微晶玻璃超精密磨削表面/亞表面損傷研究[D]. 趙博.大連理工大學 2016
[2]硬脆材料超聲波振動輔助研磨拋光的仿真與試驗研究[D]. 韓磊.吉林大學 2015
[3]光學玻璃單顆磨粒磨削過程的仿真與實驗研究[D]. 李志鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[4]改進人工蜂群算法及其在切削參數(shù)優(yōu)化問題中的應用研究[D]. 李新鵬.華中科技大學 2013
[5]光學玻璃磨削裂紋形成過程仿真及試驗研究[D]. 孟彬彬.哈爾濱工業(yè)大學 2011



本文編號：3469021