金属基金刚石圆弧砂轮在线电火花修整与检测技术

发布时间：2017-09-05 16:02

  本文关键词：金属基金刚石圆弧砂轮在线电火花修整与检测技术

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【摘要】：随着对地观测、深空探测和机载激光武器等空间光学应用技术的快速发展,大口径非球面反射镜等空间光学元件制造技术成为研究重点。在大口径碳化硅反射镜磨削过程中,由于碳化硅材料属于硬脆难加工材料,金属基金刚石圆弧砂轮的磨损严重,砂轮的圆弧廓形精度和表面锋锐度被破坏,若不进行及时的修整与补偿,将严重影响磨削后非球面的面形精度和表面/亚表面质量。因此,本文针对金属基金刚石圆弧砂轮的在线修整与检测技术进行了研究。分析了圆弧廓形误差对非球面面形精度的影响规律,在此基础上研制了旋转杯形电极在线电火花修整装置并进行了实验研究,建立了一套基于电涡流传感器的在线检测系统,最终实现了金属基金刚石圆弧砂轮的在线修整与检测,对于提高大口径非球面反射镜的磨削加工质量具有重要的意义。首先分析了在轨迹包络磨削法中圆弧砂轮磨削非球面的过程,提出了一种提高砂轮利用率的非对称廓形圆弧砂轮方案,并对其尺寸进行了分析。基于接触式轮廓仪测量非球面原理,分析了圆弧廓形误差对磨削后非球面面形精度的影响,建立了非球面各点面形误差的表达式,为确定圆弧砂轮在线修整方法和评价圆弧砂轮修整精度提供了基础。研制了旋转杯形电极在线电火花修整金属基金刚石圆弧砂轮装置,分析了修整误差的来源及其对圆弧廓形误差的影响,该修整装置能够实现对称廓形和非对称廓形圆弧砂轮的精密修整。利用修整装置进行了在线修整圆弧金刚石砂轮实验,研究了放电参数对修整精度、修整效率和砂轮表面形貌等的影响规律。通过实验研究了电涡流传感器测量不同材料的灵敏度,验证了电涡流传感器测量金属基金刚石砂轮的可行性。利用Lab View软件编写了数据采集程序,实现对测量数据的实时采集、存储和回放,建立了基于电涡流传感器的金属基金刚石砂轮在线检测系统。利用在线检测系统对金属基金刚石砂轮进行了回转误差和圆弧轮廓测量实验,实验结果表明电涡流传感器能够发挥非接触测量的优势,实现对砂轮回转误差和圆弧廓形的在线测量。
【关键词】：金属基金刚石砂轮 圆弧砂轮 在线修整 电涡流传感器 在线检测
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG743;TG661
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 金属基圆弧金刚石砂轮电火花修整技术研究现状10-14
• 1.2.1 金属基金刚石砂轮修整方法研究现状10-11
• 1.2.2 金属基金刚石砂轮电火花修整技术研究现状11-13
• 1.2.3 圆弧金刚石砂轮修整技术研究现状13-14
• 1.3 砂轮在线检测技术研究现状14-15
• 1.4 电涡流传感器测量技术研究现状15
• 1.5 本文的主要研究内容15-17
• 第2章 圆弧砂轮廓形误差对非球面面形误差的影响17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 非对称廓形圆弧砂轮在非球面磨削中的应用17-21
• 2.2.1 圆弧砂轮与工件接触弧长分析17-19
• 2.2.2 非对称廓形圆弧砂轮尺寸参数分析19-21
• 2.3 圆弧廓形误差对非球面面形误差的影响21-28
• 2.3.1 非球面面形误差表示21-23
• 2.3.2 圆弧廓形误差对非球面面形误差的影响23-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 圆弧砂轮在线修整装置研制及实验研究29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 旋转杯形电极在线电火花修整圆弧砂轮装置的研制29-33
• 3.2.1 旋转杯形电极电火花修整圆弧砂轮29-31
• 3.2.2 在线电火花修整装置的研制31-33
• 3.3 圆弧轮廓的修整误差分析33-36
• 3.3.1 杯形电极在YOZ平面上Z方向的偏差分析33-35
• 3.3.2 杯形电极在YOZ平面上Y方向的偏差分析35-36
• 3.4 圆弧金刚石砂轮的在线修整实验研究36-46
• 3.4.1 在线电火花修整圆弧金刚石砂轮实验系统36-37
• 3.4.2 放电参数对圆弧廓形精度的影响37-42
• 3.4.3 放电参数对修整效率的影响42-43
• 3.4.4 放电参数对砂轮表面形貌的影响43-45
• 3.4.5 在线修整磨削对工件表面质量影响45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 金刚石砂轮在线检测系统研制及实验研究47-60
• 4.1 引言47
• 4.2 金属基金刚石砂轮在线检测系统的建立47-54
• 4.2.1 电涡流传感器的检测原理47-49
• 4.2.2 基于LabView软件的数据采集程序的编制49-53
• 4.2.3 在线检测系统的建立53-54
• 4.3 金属基金刚石砂轮在线检测实验研究54-59
• 4.3.1 铸铁基金刚石砂轮输出特性研究54-55
• 4.3.2 砂轮回转误差的测量55-56
• 4.3.3 圆弧轮廓的测量56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文66-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 张永宏,胡德金,宋伟;曲面点磨削过程中砂轮状态的CCD动态监控系统研究[J];兵工学报;2005年02期

2 王学梅,王彩红,薛隽,李盾;电涡流传感器非接触在线测量位移[J];郑州工业高等专科学校学报;2004年04期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 苏宏华;新型金属结合剂金刚石工具技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2007年

2 张金平;夏克—哈特曼波前传感器检测大口径非球面应用研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2012年

3 周旭光;非球面轨迹包络磨削加工机理研究[D];广东工业大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 李继贤;金属基金刚石成形砂轮数控电火花修整技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

2 廖雅琴;电涡流传感器的仿真与设计[D];电子科技大学;2007年

3 焦志强;涡流传感器位移测量关键技术研究[D];大连理工大学;2012年

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本文编号：798910