大口徑SiC反射鏡磨削用金屬基圓弧砂輪的在線修整技術(shù).pdf

1、目前隨著空間技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)空間反射鏡有大口徑、高精度的需求，如導(dǎo)彈預(yù)警、天文或空間望遠(yuǎn)鏡、深空探測(cè)器、衛(wèi)星等裝置的反射鏡需要更高的成像質(zhì)量，使得大口徑、高精度的反射鏡的制造技術(shù)格外重要。SiC作為新一代反射鏡材料，具有優(yōu)越的物理與機(jī)械性能，但是SiC具有較高的硬脆特性，難于加工，采用圓弧砂輪的軌跡包絡(luò)磨削加工對(duì)SiC反射鏡的加工具有優(yōu)勢(shì)。目前采用金屬基金剛石圓弧砂輪的精密磨削加工是大口徑SiC反射鏡的一種重要加工方式。但是由于SiC

2、較高的硬脆特性以及加工大口徑尺寸的需求，金剛石圓弧砂輪在磨削過程中的損耗量較大。同時(shí)圓弧砂輪截面的圓弧廓形易磨損破壞，嚴(yán)重影響SiC反射鏡面形精度。所以，圓弧砂輪的在線修整技術(shù)十分關(guān)鍵。
　　因此，本文針對(duì)大口徑SiC反射鏡磨削用金屬基金剛石圓弧砂輪的在線修整技術(shù)進(jìn)行了研究。提出基于雙軸回轉(zhuǎn)展成運(yùn)動(dòng)的圓弧包絡(luò)任意球體的電火花修整砂輪的方法。并研制了大口徑SiC反射鏡磨削用金屬基圓弧砂輪的在線修整裝置，實(shí)現(xiàn)了金屬基圓弧砂輪的電火花在

3、線修整。解決了圓弧砂輪在線修整的難題，提高了大口徑SiC反射鏡的加工質(zhì)量和效率，為空間光學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)提供支持。
　　首先，本文分析了圓弧砂輪的優(yōu)點(diǎn)以及采用圓弧砂輪的軌跡包絡(luò)磨削法的原理，得出其具有砂輪利用率高、壽命長的優(yōu)點(diǎn)。提出基于雙軸回轉(zhuǎn)展成運(yùn)動(dòng)的圓弧包絡(luò)任意球體的電火花修整砂輪的方法，通過建立三維空間數(shù)學(xué)模型，分析、推導(dǎo)得到砂輪修整的原理公式。分析了圓弧砂輪的圓弧廓形的結(jié)構(gòu)形式、修整電極旋轉(zhuǎn)軸線和砂輪旋轉(zhuǎn)軸線夾角的規(guī)律，確定

4、了砂輪的結(jié)構(gòu)形式和圓弧砂輪的修整角度。
　　其次，對(duì)圓弧砂輪的圓弧半徑的選擇進(jìn)行了分析和確定。然后分別計(jì)算、設(shè)計(jì)了錐形砂輪、杯形修整電極、電火花修整裝置和在線電解修銳裝置，研制出大口徑SiC反射鏡磨削用金屬基金剛石圓弧砂輪的在線修整裝置。研究了在線修整裝置應(yīng)用過程中，砂輪的蝕除規(guī)律和圓弧砂輪的圓弧半徑變化規(guī)律；并對(duì)磨削過程中圓弧砂輪需要修整的情況進(jìn)行了預(yù)測(cè)計(jì)算。
　　最后，對(duì)電火花修整圓弧砂輪的表面形貌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，獲得了電