盤:立式車削模式，修盤時背襯的轉(zhuǎn)速范圍為2000~ 1 OOOOrpm，單晶金剛石單點車刀從背襯外側(cè)以2~1 Ομπι的切深沿背襯徑向進(jìn)給，進(jìn)給速度范 圍為0.1~0.3mm/s，進(jìn)給距離為背襯直徑的1/4~1/2。
[0088] 對比例
[0089]需要說明的是，本對比例中的測試條件設(shè)置為相鄰劃痕間不發(fā)生干涉，以便于對 比觀察劃痕形態(tài)、劃擦效果的區(qū)別，但本對比例仍然可以反映采用本發(fā)明的測試方法可以 實現(xiàn)高速高精度的干涉行為測試。
[0090] 取硬脆試件與背襯固接，硬脆試件按照本發(fā)明實施例的處理方法處理，背襯經(jīng)常 規(guī)平面精磨工藝等常規(guī)表面處理工藝加工后，將背襯端面分為兩個區(qū)域，其中一個區(qū)域按 照本發(fā)明的修盤步驟進(jìn)行修盤，使其表面質(zhì)量達(dá)到端面跳動量優(yōu)于IT1級，表面平均粗糙度 Ra優(yōu)于5nm，且背襯端面修盤區(qū)域與試件端面的平行度在IT1級以內(nèi)，記為修盤區(qū)域;另一區(qū) 域不進(jìn)行修盤，記為未修盤區(qū)域。
[0091] 將上述硬脆試件采用本發(fā)明的測試方法進(jìn)行單顆磨粒連續(xù)劃擦，在相同測試參數(shù) 下在試件端面形成劃痕，劃痕深度很小，可達(dá)到微米級。結(jié)果顯示，在劃痕深度很小的情況 下，在背襯的修盤區(qū)域?qū)?yīng)的試件端面區(qū)域內(nèi)，劃痕形成連貫的螺旋形，呈均勻間隔分布， 檢測其深度方向誤差小于lMi/lmm，表明磨粒和試件在較長劃擦距離上均能持續(xù)穩(wěn)定接觸， 從而可以用于磨粒的高速高精度劃擦干涉行為測試;而背襯未修盤區(qū)域?qū)?yīng)的試件端面區(qū) 域內(nèi)，劃痕不能形成連貫螺旋形，劃痕間隔不一，劃痕深淺、劃痕寬度均具有肉眼可見的差 異性，表明磨粒和試件之間無法持續(xù)穩(wěn)定接觸，更無法用于磨粒的高速高精度劃擦干涉行 為測試。
[0092]以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依 本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為測試方法，其特征在 于:包括： 1) 將硬脆試件與有色金屬背襯固接在一起； 2) 對試件端面進(jìn)行研磨拋光，使其平面度達(dá)到口 1級，表面粗糖度Ra優(yōu)于5nm; 3) 將試件與背襯固定在電主軸上且背襯向上，試件與背襯可通過電主軸旋轉(zhuǎn);對試件 與背襯進(jìn)行在線動平衡； 4) 采用金剛石單點刀具對該背襯進(jìn)行修盤，W在背襯表面形成端面跳動量優(yōu)于IT1級， 表面平均粗糖度Ra優(yōu)于5nm的修盤區(qū)域，且背襯表面修盤區(qū)域與試件端面的平行度在口 1級 W內(nèi)，具體步驟如下： 4 -1)聚晶金剛石單點車刀修盤：立式車削模式，修盤時背襯的轉(zhuǎn)速范圍為2 0 0 0~ lOOOOrpm，聚晶金剛石單點車刀從背襯外側(cè)W10~50WI1的切深沿背襯徑向進(jìn)給，進(jìn)給速度 范圍為0.4~1.2mm/s，進(jìn)給距離為背襯直徑的1/4~1/2; 4 - 2 )單晶金剛石單點車刀修盤：立式車削模式，修盤時背襯的轉(zhuǎn)速范圍為2 0 0 0~ 100(K)rpm，單晶金剛石單點車刀從背襯外側(cè)W2~ΙΟμπι的切深沿背襯徑向進(jìn)給，進(jìn)給速度范 圍為0.1~0.3mm/s，進(jìn)給距離為背襯直徑的1/4~1/2; 5) 取下試件與背襯，翻轉(zhuǎn)，再次將試件與背襯固定在電主軸上且試件向上，試件與背襯 可通過電主軸旋轉(zhuǎn);對試件與背襯進(jìn)行在線動平衡； 6) 金剛石單點刀具觸碰對刀儀，確定試件端面與對刀儀對刀平面的高度差ho;將金剛石 單點刀具更換為頂端固接有單顆磨粒的工具頭，工具頭頂端的磨粒觸碰對刀儀，再將工具 頭沿試件與背襯旋轉(zhuǎn)的軸向方向上移ho+S，W使工具頭頂端的磨粒位于試件端面上方δ處， 完成對刀； 7) 將工具頭水平移至試件端面的劃擦點正上方，并下移δ+apW使劃擦深度為ap;根據(jù)需 測試的劃擦速度V和劃擦點所在的劃擦半徑R，通過計算試件與背襯的設(shè)定轉(zhuǎn)速 η ;根據(jù)需測試的干設(shè)比率P，單顆磨粒的圓弧半徑r，劃擦深度a P，通過計算工具頭的徑向進(jìn)給速度S;試件與背襯按照設(shè)定轉(zhuǎn)速η轉(zhuǎn)動，且 工具頭按照徑向進(jìn)給速度S和劃擦深度ap沿試件徑向進(jìn)給，W使磨粒在試件端面劃擦形成 預(yù)定干設(shè)程度的劃痕，此過程中通過與工具頭相連的測量系統(tǒng)采集劃擦過程中的數(shù)據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為 測試方法，其特征在于:所述步驟7)中，工具頭按照徑向進(jìn)給速度S和劃擦深度ap沿試件徑 向進(jìn)給的同時沿試件旋轉(zhuǎn)軸線方向進(jìn)給。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為 測試方法，其特征在于:所述磨粒為金剛石、CBN、氧化物陶瓷或氮化物陶瓷，磨粒形狀為球 形、圓錐形或多棱錐形;該磨粒通過機(jī)械夾持、電鍛或針焊固接在工具頭頂端;所述工具頭 為壓頭。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為 測試方法，其特征在于:所述背襯為圓盤形，試件與背襯疊置固接在一起，且試件周緣不超 出背襯邊緣之外;所述背襯或試件通過真空吸盤與電主軸相連。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為 測試方法，其特征在于:所述測量系統(tǒng)為測力和聲發(fā)射系統(tǒng)，包括相互信號連接的測力儀、 聲發(fā)射系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡和信號放大器;所述工具頭與測力儀和聲發(fā)射系統(tǒng)相連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為 測試方法，其特征在于:所述測力儀的固有頻率高于他化，測力精度優(yōu)于0.01N;所述數(shù)據(jù)采 集卡的采樣速度高于2M/s。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為 測試方法，其特征在于:所述工具頭在沿試件旋轉(zhuǎn)的軸向方向和徑向方向的定位精度均優(yōu) 于0. Ιμπι，該定位精度通過位移傳感器及相應(yīng)的位置反饋系統(tǒng)配合控制。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為 測試方法，其特征在于:所述對刀儀的定位精度優(yōu)于0.1WI1。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行為 測試方法，其特征在于:所述的劃痕為連續(xù)螺旋形劃痕，劃痕圈數(shù)大于3個。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干設(shè)行 為測試方法，其特征在于:所述工具頭軸線平行于試件旋轉(zhuǎn)軸線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種互為基準(zhǔn)法預(yù)修硬脆試件的單顆磨粒連續(xù)劃擦干涉行為測試方法，屬于機(jī)械加工中的材料性能測試及精密與超精密加工領(lǐng)域，先將硬脆試件進(jìn)行背襯，采用互為基準(zhǔn)法對該試件和背襯進(jìn)行處理，達(dá)到測試所需的表面質(zhì)量與平行度要求；隨后換裝頂端固接有單顆磨粒的工具頭，并在更換過程中進(jìn)行對刀；最后進(jìn)入劃擦測試，試件以指定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，工具頭以指定切深徑向進(jìn)給，在試件端面形成干涉螺旋形劃痕，測量系統(tǒng)在此過程中采集劃擦力、聲發(fā)射信號等物理量。本發(fā)明能夠模擬高速磨削過程磨粒間的干涉行為。相關(guān)測試結(jié)果可用于磨削機(jī)理的深入研究以及磨削參數(shù)的優(yōu)化。
【IPC分類】G01N19/06
【公開號】CN105699291
【申請?zhí)枴緾N201610077809
【發(fā)明人】姜峰, 張濤, 言蘭, 徐西鵬
【申請人】華僑大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年2月4日