波度表面碳化钨密封环精密磨削工艺研究

论文摘要

近年来,随着尖端科学技术的发展,金属陶瓷、光学玻璃等新型难加工材料在军事、航空航天以及民用等领域应用越来越广泛。核主泵密封环就是采用碳化钨金属陶瓷材料制成,由于碳化钨金属陶瓷材料自身的性质以及工件加工表面质量、面形精度的较高要求,使得该类工件的加工很难达到要求。我国对金属陶瓷材料的加工研究起步较晚,目前,核主泵密封环仍然完全依赖进口。国外对碳化钨材料复杂曲面加工研究报道较少,在核心理论及关键技术上对我国实施严格保密。磨削加工作为这类难加工材料的有效加工方式,其加工精度的影响因素很多。本文首先综述了国内外碳化钨磨削技术的发展概况,针对精密磨削的特点,本文主要进行了以下几方面的研究工作:1)根据不同的精密磨削方式,分析了金属陶瓷材料的磨削去除机理,设计出了一套压电陶瓷驱动的柔性铰链精密进给装置。2)在普通机床上采用45°倾角平行轴单点磨削方式进行工艺实验,研究各工艺参数对碳化钨材料表面粗糙度及砂轮磨损量的影响;3)分析了磨削深度和砂轮磨损量对加工面形精度的影响,设计了双砂轮对磨的砂轮修整方案;4)根据碳化钨核主泵密封设计参数,编制了超精密磨削工艺系统软件,规划了磨削刀具路径。在精密机床上对碳化钨核主泵密封环进行加工,对加工结果进行了测试与误差分析,提出进一步提高精度的加工方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源及意义
• 1.1.1 课题的来源
• 1.1.2 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 磨削加工技术概述
• 1.2.2 碳化钨磨削技术研究概况
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 碳化钨材料磨削机理分析及磨削工艺实验研究
• 2.1 碳化钨材料的组成及特性
• 2.1.1 金属陶瓷材料的分类
• 2.1.2 碳化钨材料的特性
• 2.2 陶瓷材料的磨削去除机理
• 2.2.1 磨削材料去除的两种模型
• 2.2.2 延性域磨削加工及脆性-塑性转变的临界条件
• 2.3 超精密微进给机构的设计
• 2.4 磨削工艺参数实验研究
• 2.4.1 磨削工艺实验的条件
• 2.4.2 单因素工艺实验研究
• 2.5 本章小结
• 第三章 砂轮的磨损与修整
• 3.1 砂轮堵塞与磨损对加工精度的影响
• 3.1.1 砂轮堵塞与磨损的影响因素
• 3.1.2 砂轮磨损对加工精度的影响
• 3.2 超硬磨料的性质及分类
• 3.3 砂轮修整技术的研究现状
• 3.4 砂轮修整装置及修整结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 核主泵密封环磨削加工
• 4.1 核主泵密封环设计要求
• 4.2 磨削实验系统搭建
• 4.2.1 磨削系统硬件装置
• 4.2.2 磨削系统软件设计
• 4.3 刀具路径规划
• 4.4 磨削加工实验
• 4.5 面形测量及精度分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 附录A 柔性铰链装置实验测试数据