高陡度蓝宝石保形整流罩的精密磨削关键技术研究
发布时间：2023-03-12 18:12
相比球形光学整流罩,保形光学整流罩能够显著改善高速飞行器的空气动力学性能,提高光学系统的环境适应性,是保形光学发展的关键技术之一。保形光学整流罩技术涉及材料学、光学、力学、制造技术、镀膜工艺等多学科,能够代表国家的先进科技水平。其中,制造技术本身又融合了材料学、力学等学科,是影响保形光学整流罩装备成本、周期的一个重要环节。目前,国防科学技术的发展对保形整流罩的材料强度、结构长径比、光学透过性等指标要求越来越高。然而,保形整流罩的高硬脆性、大口径、高陡度、薄壁结构等特征给传统精密/超精密加工技术带来了极大的挑战。国外针对不同材料、结构的保形整流罩,开发了确定性微磨削、砂带磨削、子孔径抛光等一系列工艺技术及专用装备,但国内对保形整流罩的研究仍以硬度较低的Mg F2居多。突破ALON、尖晶石、蓝宝石等先进红外材料保形光学整流罩的高效、高精度加工技术,对提升我国保形光学制造技术水平,以及未来高性能武器的装备具有重要的战略意义。本文根据高陡度蓝宝石保形整流罩的几何结构、材料特性,分析了其适用的加工方法,并结合磨削、刻划实验研究了蓝宝石材料的去除特性。最后通过对球头砂轮精密原位修整,实现了高陡度蓝...
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 保形光学整流罩材料的发展
1.2.2 蓝宝石材料加工机理研究现状
1.2.3 保形光学整流罩加工工艺研究现状
1.2.4 高陡度非球面磨削工具及其修整技术研究现状
1.3 国内外研究现状浅析
1.4 本文的主要研究内容
第2章 高陡度蓝宝石保形整流罩的磨削原理与系统
2.1 引言
2.2 蓝宝石材料特性及保形整流罩的几何结构
2.3 高陡度非球面的磨削加工原理
2.3.1 高陡度非球面的磨削方法
2.3.2 高陡度非球面磨削路径规划
2.3.3 球头砂轮的半径的选择
2.3.4 球头砂轮参与磨削轮廓与被磨削非球面轮廓的映射关系
2.4 蓝宝石磨削砂轮参数及修整方法研究
2.4.1 针对蓝宝石磨削砂轮参数选择的实验研究
2.4.2 树脂基金刚石球头砂轮的修整方法
2.5 高陡度蓝宝石保形整流罩磨削系统的建立
2.6 本章小结
第3章 蓝宝石磨削过程中的材料去除机理研究
3.1 引言
3.2 蓝宝石磨削材料去除各向异性特征
3.3 蓝宝石材料去除各向异性的产生机理研究
3.3.1 沿不同晶向刻划实验方法
3.3.2 沿不同晶向刻划材料去除各向异性特征
3.3.3 蓝宝石材料去除各向异性的机理分析
3.3.4 磨削表面质量各向异性的形成机理
3.4 蓝宝石材料去除脆塑转变过程及机理研究
3.4.1 不同深度刻划实验方法
3.4.2 蓝宝石材料去除脆塑转变演化机理与特征
3.5 本章小结
第4章 球头砂轮的原位修整与检测技术研究
4.1 引言
4.2 球头砂轮尺寸及轮廓精度的原位检测
4.2.1 球头砂轮轮廓误差对磨削表面面形误差的影响
4.2.2 球头砂轮轮廓误差原位检测原理
4.2.3 非接触式原位检测结果验证
4.3 树脂基金刚石球头砂轮滚轮修整的误差分析
4.3.1 修整轴及工具主轴的安装误差
4.3.2 对刀误差
4.4 树脂基金刚石球头砂轮原位精密修整工艺
4.4.1 球头砂轮原位修整系统及工艺流程
4.4.2 球头砂轮滚轮修整表面形貌及其轮廓特征
4.4.3 金刚石滚轮的磨损
4.5 本章小结
第5章 高陡度蓝宝石保形整流罩的磨削工艺基础研究
5.1 引言
5.2 蓝宝石保形整流罩磨削工艺参数的优选
5.2.1 蓝宝石磨削表面特征对其红外透过率的影响
5.2.2 高陡度非球面磨削工艺参数的优选
5.3 高陡度蓝宝石保形整流罩磨削工艺实现
5.3.1 高陡度蓝宝石保形整流罩磨削工艺流程
5.3.2 高陡度蓝宝石保形整流罩的粗磨
5.3.3 高陡度蓝宝石保形整流罩的精密磨削
5.4 蓝宝石高陡度非球面精密磨削过程中的砂轮磨损
5.4.1 球头砂轮磨损的宏观分布
5.4.2 蓝宝石磨削过程中的砂轮磨损机理
5.5 蓝宝石高陡度非球面精密磨削表面质量
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3761706
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 保形光学整流罩材料的发展
1.2.2 蓝宝石材料加工机理研究现状
1.2.3 保形光学整流罩加工工艺研究现状
1.2.4 高陡度非球面磨削工具及其修整技术研究现状
1.3 国内外研究现状浅析
1.4 本文的主要研究内容
第2章 高陡度蓝宝石保形整流罩的磨削原理与系统
2.1 引言
2.2 蓝宝石材料特性及保形整流罩的几何结构
2.3 高陡度非球面的磨削加工原理
2.3.1 高陡度非球面的磨削方法
2.3.2 高陡度非球面磨削路径规划
2.3.3 球头砂轮的半径的选择
2.3.4 球头砂轮参与磨削轮廓与被磨削非球面轮廓的映射关系
2.4 蓝宝石磨削砂轮参数及修整方法研究
2.4.1 针对蓝宝石磨削砂轮参数选择的实验研究
2.4.2 树脂基金刚石球头砂轮的修整方法
2.5 高陡度蓝宝石保形整流罩磨削系统的建立
2.6 本章小结
第3章 蓝宝石磨削过程中的材料去除机理研究
3.1 引言
3.2 蓝宝石磨削材料去除各向异性特征
3.3 蓝宝石材料去除各向异性的产生机理研究
3.3.1 沿不同晶向刻划实验方法
3.3.2 沿不同晶向刻划材料去除各向异性特征
3.3.3 蓝宝石材料去除各向异性的机理分析
3.3.4 磨削表面质量各向异性的形成机理
3.4 蓝宝石材料去除脆塑转变过程及机理研究
3.4.1 不同深度刻划实验方法
3.4.2 蓝宝石材料去除脆塑转变演化机理与特征
3.5 本章小结
第4章 球头砂轮的原位修整与检测技术研究
4.1 引言
4.2 球头砂轮尺寸及轮廓精度的原位检测
4.2.1 球头砂轮轮廓误差对磨削表面面形误差的影响
4.2.2 球头砂轮轮廓误差原位检测原理
4.2.3 非接触式原位检测结果验证
4.3 树脂基金刚石球头砂轮滚轮修整的误差分析
4.3.1 修整轴及工具主轴的安装误差
4.3.2 对刀误差
4.4 树脂基金刚石球头砂轮原位精密修整工艺
4.4.1 球头砂轮原位修整系统及工艺流程
4.4.2 球头砂轮滚轮修整表面形貌及其轮廓特征
4.4.3 金刚石滚轮的磨损
4.5 本章小结
第5章 高陡度蓝宝石保形整流罩的磨削工艺基础研究
5.1 引言
5.2 蓝宝石保形整流罩磨削工艺参数的优选
5.2.1 蓝宝石磨削表面特征对其红外透过率的影响
5.2.2 高陡度非球面磨削工艺参数的优选
5.3 高陡度蓝宝石保形整流罩磨削工艺实现
5.3.1 高陡度蓝宝石保形整流罩磨削工艺流程
5.3.2 高陡度蓝宝石保形整流罩的粗磨
5.3.3 高陡度蓝宝石保形整流罩的精密磨削
5.4 蓝宝石高陡度非球面精密磨削过程中的砂轮磨损
5.4.1 球头砂轮磨损的宏观分布
5.4.2 蓝宝石磨削过程中的砂轮磨损机理
5.5 蓝宝石高陡度非球面精密磨削表面质量
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3761706
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