碳化硅反射镜安装面电火花平动加工工艺及试验研究

发布时间：2017-10-19 09:27

  本文关键词：碳化硅反射镜安装面电火花平动加工工艺及试验研究

  更多相关文章： 电火花平动加工 碳化硅反射镜 有限元仿真 试验平台搭建 验证性试验

【摘要】：碳化硅(SiC)材料由于具有低热膨胀系数、高强度等显著特点,受到了越来越多的重视。但由于其高硬脆性,传统机械方法周期长、成本高,本文提出了一种加工碳化硅反射镜安装面的电火花平动加工方法,研究了材料去除机理,通过工艺即试验研究,验证了该方法的可行性。本文的主要内容如下:1.利用有限元仿真软件ANSYS对电火花平动加工的温度场和流场进行了仿真,探究脉冲宽度、峰值电流以及不同冲液方式对电火花加工温度场和流场的影响规律。仿真结果表明,随着脉冲宽度和峰值电流的增大时,蚀除效率相应提高,表面粗糙度也随之增大;此外,内部冲液的加工稳定性要优于侧面冲液。2.设计了电火花平动加工石墨电极,采用内部冲液和微动进给方式,搭建了电火花平动加工试验系统。3.设计了单因素试验和正交试验,研究了各工艺参数对电火花平动加工材料去除率和表面粗糙度的影响规律,并在大口径(安装面直径1.23米)碳化硅反射镜安装面上进行试验,证明了碳化硅材料大平面的电火花平动加工可行性。
【关键词】：电火花平动加工 碳化硅反射镜 有限元仿真 试验平台搭建 验证性试验
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG661
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 注释表9-10
• 缩略词10-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 选题背景11-12
• 1.2 碳化硅反射镜的传统加工工艺12-14
• 1.2.1 碳化硅反射镜毛坯的制备工艺12
• 1.2.2 碳化硅材料反射镜结构的轻量化12-13
• 1.2.3 碳化硅光学镜面传统加工方式13-14
• 1.3 电火花加工工艺的原理14-15
• 1.4 电火花加工工艺及最新进展15-17
• 1.4.1 电火花加工工艺15-16
• 1.4.2 电火花工艺的最新进展16-17
• 1.5 本课题主要研究内容及意义17-19
• 第二章 电火花平动加工工艺放电机理研究19-34
• 2.1 脉冲放电中碳化硅材料的去除机制19-21
• 2.2 电火花平动温度场仿真分析21-29
• 2.2.1 有限元法21-22
• 2.2.2 电火花放电能量22-24
• 2.2.3 放电通道半径24
• 2.2.4 放电加工热流密度载荷24-25
• 2.2.5 数学模型25
• 2.2.6 热分析边界条件25-26
• 2.2.7 温度场有限元分析26-29
• 2.3 电火花平动流场仿真分析29-33
• 2.3.1 建立工作液流场模型30
• 2.3.2 建立有限元流场仿真模型30-32
• 2.3.3 流场仿真结果及分析32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 高速流场下电火花平动加工试验系统的建立34-46
• 3.1 试验系统综述34-35
• 3.2 电火花线切割机床35-36
• 3.2.1 数控电火花线切割机床35
• 3.2.2 试验用大型线切割机床的基本技术参数35-36
• 3.3 电极的设计36-37
• 3.3.1 电极材料的选择36
• 3.3.2 电极形式的设计36-37
• 3.4 进给系统37-41
• 3.4.1 电极微进给系统38
• 3.4.2 线切割XY两个方向的相对运动以及平动38-39
• 3.4.3 线切割XY两个方向的相对运动以及平动的编程实现39-40
• 3.4.4 大口径碳化硅反射镜的加工策略40-41
• 3.5 冲液系统41-42
• 3.5.1 电火花工作液的选择41
• 3.5.2 电火花冲液方式的选择41-42
• 3.6 脉冲电源42
• 3.7 检测及其它装置42-44
• 3.8 本章小结44-46
• 第四章 高速流场下电火花平动加工试验及分析46-63
• 4.1 电火花平动加工试验原理的试验验证46-48
• 4.2 电参数及冲液流量对电火花平动加工材料去除率的影响48-53
• 4.2.1 电参数对电火花平动加工材料去除率影响规律试验方案49-53
• 4.2.2 工作液流量对电火花平动材料去除率影响规律试验方案53
• 4.3 电参数和平动速度对电火花平动加工表面质量的影响53-56
• 4.3.1 电参数对电火花平动加工表面质量的影响试验方案53-56
• 4.3.2 平动速度对电火花平动加工表面质量影响规律试验方案56
• 4.4 大口径碳化硅反射镜的平面磨削试验56-62
• 4.4.1 试验前准备57-58
• 4.4.2 反射镜加工过程58-61
• 4.4.3 反射镜加工效果61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 总结与展望63-66
• 5.1 论文完成的工作总结63-64
• 5.2 后续工作展望64-66
• 参考文献66-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 董军功,赵胜;线切割电火花机床维修几例[J];机械工人.冷加工;2001年04期

2 郑志江;电火花机床发展趋向分析[J];模具制造;2001年01期

3 ;常州宝德推出新型电火花机床[J];模具制造;2002年09期

4 ;高精度座标电火花机床胜利姇生[J];电加工快报;1971年05期

5 潘天铎;;可移动的电火花机床[J];电加工;1979年03期

6 王克锡;防止电火花机床火灾事故的调查[J];机床;1990年02期

7 窦健敏;高性能电火花机床[J];稀有金属;1991年03期

8 毛鹏鸣;巧用电火花机床[J];机械工人.冷加工;1999年03期

9 贺虎成;单片机在电火花机床改造中的应用[J];电气开关;2000年03期

10 陈科安;;电火花无纸化加工作业研究[J];模具制造;2011年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 罗运清;;论电火花成型机床的发展沿革与动向[A];第五届全国电加工学术年会论文集（电火花成型加工篇）[C];1986年

2 曹祖时;;航空发动机涡轮组件加工难题的工艺研究及其专用电火花机床的总体设计[A];第七届全国电加工学术年会论文集[C];1993年

3 周轶阜;;电火花成型机床改造的探讨[A];陕西省电加工学会第六届学术年会论文集[C];1996年

4 赵国光;;波形测试系统在电火花机床性能检测中的应用[A];第六届全国电加工学术年会论文集[C];1989年

5 向鹏;李绣峰;;电火花机床数控改造[A];企业应用集成系统与技术学术研究会论文集[C];2006年

6 张昆;;电火花仿真加工技术在航天发动机氧泵壳体返修中的应用[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年

7 张昆;;电火花仿真加工技术在航天发动机氧泵壳体返修中的应用[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年

8 曹凤国;王建拓;黄建宇;何北星;操海虹;;导电陶瓷材料电火花超声复合抛光技术的研究[A];第六届全国电加工学术年会论文集[C];1989年

9 黄小山;;试论电火花成型机床电控系统的可靠性技术[A];第七届全国电加工学术年会论文集[C];1993年

10 韩野;朱红钢;;主轴转速对电火花铣削工艺技术的影响[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 本报记者 于洪光　吕兵兵 通讯员 荆兆强 王有志;王钦峰：从农民工到发明家[N];农民日报;2009年

2 本报记者 孙覆海 本报通讯员 葛红普;宽容失败[N];工人日报;2014年

3 本报记者 孙覆海　本报通讯员 葛红普;一位农民工的豪迈人生[N];工人日报;2010年

4 本报记者 范荣义;人人尽责,就能牢牢守住红线[N];中国安全生产报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 苏树朋;基于气体介质的电火花铣削加工技术及机理研究[D];山东大学;2008年

2 沈蓉;工程陶瓷电火花铣削加工进给控制系统及应用技术研究[D];中国石油大学;2010年

3 李翔龙;电火花铣削加工中伺服运动及工具补偿智能控制技术的研究[D];四川大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 邵骏灵;无再铸层金属小孔复合加工工艺试验研究[D];安徽理工大学;2016年

2 张世浩;旋转内冲液微小孔电火花/电解组合加工技术研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

3 覃新元;电火花修整超硬砂轮数据库系统的研究与开发[D];湖南大学;2015年

4 刘仁体;功能电极电火花诱导烧蚀及磨削辅助复合加工研究[D];南京航空航天大学;2016年

5 王昆;碳化硅反射镜安装面电火花平动加工工艺及试验研究[D];南京航空航天大学;2016年

6 李璇;面向硅锭电火花多线切割的均衡放电和同步控制技术研究[D];南京航空航天大学;2016年

7 丰树礼;大型梁柱复合式龙门电火花机床设计研究[D];广东工业大学;2014年

8 王大伟;非导电超硬材料电火花铣削机床的研究[D];中国石油大学;2009年

9 周云鹏;基于线电极的电火花铣削加工工艺研究[D];广东工业大学;2007年

10 王星海;电火花加工液性能改进技术研究[D];烟台大学;2008年

，

本文编号：1060313