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波度表面碳化钨密封环精密磨削工艺研究

作　者: 韩晨
导　师: 戴一帆
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 机械工程
关键词: 碳化钨密封环波度表面精密磨削加工精度砂轮修整
分类号: TG580.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  10-11
Abstract  11-12
第一章绪论  12-21
  1.1 课题的来源及意义  12-13
    1.1.1 课题的来源  12
    1.1.2 课题研究的背景和意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-20
    1.2.1 磨削加工技术概述  13-16
    1.2.2 碳化钨磨削技术研究概况  16-20
  1.3 论文的主要研究内容  20-21
第二章碳化钨材料磨削机理分析及磨削工艺实验研究  21-45
  2.1 碳化钨材料的组成及特性  21-22
    2.1.1 金属陶瓷材料的分类  21-22
    2.1.2 碳化钨材料的特性  22
  2.2 陶瓷材料的磨削去除机理  22-26
    2.2.1 磨削材料去除的两种模型  23-24
    2.2.2 延性域磨削加工及脆性-塑性转变的临界条件  24-26
  2.3 超精密微进给机构的设计  26-33
  2.4 磨削工艺参数实验研究  33-43
    2.4.1 磨削工艺实验的条件  34
    2.4.2 单因素工艺实验研究  34-43
  2.5 本章小结  43-45
第三章砂轮的磨损与修整  45-53
  3.1 砂轮堵塞与磨损对加工精度的影响  45-48
    3.1.1 砂轮堵塞与磨损的影响因素  45-46
    3.1.2 砂轮磨损对加工精度的影响  46-48
  3.2 超硬磨料的性质及分类  48-49
  3.3 砂轮修整技术的研究现状  49-51
  3.4 砂轮修整装置及修整结果  51-52
  3.5 本章小结  52-53
第四章核主泵密封环磨削加工  53-67
  4.1 核主泵密封环设计要求  53-54
  4.2 磨削实验系统搭建  54-58
    4.2.1 磨削系统硬件装置  54-56
    4.2.2 磨削系统软件设计  56-58
  4.3 刀具路径规划  58-60
  4.4 磨削加工实验  60-61
  4.5 面形测量及精度分析  61-66
  4.6 本章小结  66-67
第五章总结与展望  67-69
  5.1 全文总结  67
  5.2 研究展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-72
作者在学期间取得的学术成果  72-73
附录A 柔性铰链装置实验测试数据  73-75

波度表面碳化钨密封环精密磨削工艺研究

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