惯性导航关键件微细加工实验研究及表面质量分析

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随着航空航天技术的发展,对惯性导航装置的要求越来越高,动力调谐陀螺仪具有结构简单、性能优越等良好特点,在惯性导航中得到广泛应用。挠性接头是挠性陀螺仪组成挠性支撑的关键部件,其制造精度将直接影响到陀螺仪性能好坏,挠性接头细颈经微米级加工,其尺寸、形状、表面质量加工精度极高。本文通过实验研究微细磨削高弹性合金钢的加工机理,探究不同工艺参数对磨削力、磨削热、粗糙度、残余应力的影响机制,为细颈高效高质量的磨削加工工艺参数选择与应用提供参考依据。本课题研究中的研究内容与相关结论如下:  (1)比较热电偶测温法与红外测温法的优缺点,研究了热电偶的选型、布局,对本课题使用的热电偶的时间常数进行测定,应用热电偶测温方法自制测温装置,搭建了小孔磨削测温平台,通过实验证明了此种测温方法可以测到小孔磨削弧区表面最高温度,对磨削温度测试误差的影响因素进行分析。  (2)建立了针对细颈加工过程中测量磨削力、磨削温度的实验系统。因细颈尺寸与位置精度要求较高,是急需攻克的难点,本文设计并制作了转位精密夹具用于工艺实验,并对夹具的定位精度进行了测试;研究了磨削力的测量方法,搭建了可以在线同时测温测力的实验平台。  (3)根据实际工况选择工艺参数范围设计实验方案;对不同工艺参数下测得的磨削力进行探讨,分析砂轮线速度、工件线速度、比磨除率对磨削力的影响规律,为细颈磨削加工工艺参数选择时提供理论指导;对工件表面质量进行了检测,分析了磨削参数变化对表面粗糙度和表面残余应力的作用机制进行了实验分析;综合分析磨削参数对磨削质量与效率的影响,实现细颈加工过程中质量与效率的完美统一;根据热量分配比的计算模型,计算出不同工艺参数之下进入工件的热量分配比,以及实验测得的磨削力,预测了细颈磨削弧区工件表面最高温度。  通过上述内容探索和研究,本文作者希望此课题的研究工作能为细颈磨削工艺参数的选择提供科学依据,为挠性接头细颈磨削研究的新突破奠定基础,更希望能为后续细颈磨削领域研究者们探索新的科学问题提供更清晰的解决问题的方向。
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