硼化锆整流罩加工工艺优化研究

摘要

硼化锆材料因具备优越性能被应用于制造超高速飞行器的鼻锥。由于其较高的脆硬性不可避免的成为难加工的对象，同时，整流罩的形状不规则导致其不能通过加工效率高的车床来完成，所以加工硼化锆整流罩十分困难。传统的加工方法完全依赖于加工中心磨削来完成整流罩的加工，通过效率低的磨削加工去除绝大多数的加工余量，此方法虽然能够保证加工精度，但是其加工成本太高，效率太低，一方面消耗大量的磨头，另一方面需要太多的加工时间。此方法难以实现较大批量的加工。所以，为了提高加工效率、降低加工成本，首先要从工艺上进行改进，然后进行工艺优化。
　　本论文首先对硼化锆整流罩的加工流程进行整体研究，通过丰富的经验以及大量的实验总结出一套完整的加工工艺，解决了电火花线切割加工中电极丝易断的问题;使用UG6.0软件完成线切割切除整流罩曲面余量的路径设计;在线切割加工过程中，使用模糊理论对线切割电参数进行优化，得出脉冲幅值、脉间、主频、电流的最佳组合;在磨削过程中，采用正交试验极差分析法优化磨削参数，最终得到一组能够降低磨头使用数量，同时保证高效率的参数组合，即主轴转速、进给速度、吃刀量和磨头目数的最优组合。最后，通过对各加工步骤的总结，得出针对硼化锆整流罩的整套高质量的、具有一定指导意义的工艺理论。
　　该工艺理论，首先在整体高度上大大的优于传统加工方法，其次，局部加工中的工艺参数优化，有效地提高加工效率、降低了加工成本。最终，较传统方法硼化锆整流罩的加工时间减少60％多，磨具损耗减少80％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 硼化锆材料的性能

1．3 国内外非金属硬脆材料加工技术

1．3．1 在线电解修锐磨削(ELID)

1．3．2 高速(超高速)磨削

1．3．3 加热辅助加工

1．3．4 超声辅助加工

1．3．5 电火花加工

1．4 本论文的主要研究内容

第2章 硼化锆整流罩的加工工艺流程的试验研究

2．1 硼化锆整流罩加工准备

2．2 传统工艺介绍及评价

2．2．1 传统工艺的工序

2．2．2 传统工艺评价

2．3 新工艺设计及技术难点的解决

2．3．1 新工艺突破点的确定

2．3．2 新工艺的理论评价

2．3．3 新工艺的设计工序

2．3．4 新工艺的技术难题

2．4 本章小结

第3章 模糊理论优化线切割加工工艺参数

3．1 电火花线切割加工原理

3．1．1 电火花线切割加工微观机理分析

3．1．2 断丝问题的研究与解决

3．1．3 影响电极丝损耗的电参数分析

3．1．4 线切割断丝原因总结及排除办法

3．1．5 加工条件的选择

3．2 模糊正交优化模型优化线切割加工的电参数

3．2．1 模糊优化方法的理论介绍

3．2．2 模糊综合评价参数的建立

3．2．3 硼化锆整流罩线切割加工试验模糊分析

3．2．4 硼化锆整流罩线切割加工电参数各因素的交互效应分析

3．3 本章小结

第4章 正交试验极差法优化磨削加工工艺参数

4．1 正交试验极差优化理论的介绍

4．2 硼化锆整流罩磨削加工工艺设计

4．2．1 加工半成品说明

4．2．2 机床、磨头、冷却液选择

4．2．3 数控加工工艺设计

4．3 正交实验设计

4．3．1 影响因素和水平的确定

4．3．2 安排三水平正交实验

4．3．3 三水平正交试验可行性说明

4．3．4 磨头消耗程度的确定

4．4 工艺参数分析与优化

4．4．1 数据计算

4．4．2 各因素对指标影响的主次

4．4．3 选取较优的工艺参数

4．5 本章小结

第5章 硼化锆整流罩整体加工工艺总结

5．1 整体工艺总结与完善

5．2 新工艺与传统工艺的经济性对比

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢