[發(fā)明專利]光學(xué)玻璃劃擦測試裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010300985.1
• 申請日: 2010-02-01
• 公開（公告）號: CN101750254A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚振強;顧偉彬;徐正松;李康妹;胡俊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種測試技術(shù)領(lǐng)域的裝置，尤其涉及的是一種劃擦速度大于15m/s的光學(xué)玻璃劃擦測試裝置。

背景技術(shù)

光學(xué)玻璃是一種重要的無機非金屬材料，具有高度的透明性和物理化學(xué)均勻性，廣泛應(yīng)用于激光技術(shù)、光通訊、航空航天及國防工業(yè)等領(lǐng)域。為了加工出高精度的光學(xué)玻璃，通常需要對光學(xué)玻璃進行超精密磨削，然而，由于光學(xué)玻璃的高脆性和低斷裂韌性，其超精密磨削的加工效率偏低，加工質(zhì)量難以保證，這已成為制約光學(xué)工業(yè)進一步發(fā)展的瓶頸環(huán)節(jié)。通過光學(xué)玻璃劃擦試驗，分析劃擦參數(shù)對材料去除機理的影響規(guī)律是研究光學(xué)玻璃等光學(xué)玻璃磨削機理與工藝優(yōu)化方法的重要途徑。

目前，進行劃擦試驗的裝置主要有：美國MTS公司的NanoIndenter?XP劃痕儀、美國Hysitron公司的TriboIndenter劃痕儀和瑞士CSM公司Nano?Scratch?Tester(NST)劃痕儀等。雖然這類劃痕儀具有較高的試驗精度，但是其劃擦速度通常很低(最大劃擦速度只有60mm/s)，遠(yuǎn)低于光學(xué)玻璃在磨削時的砂輪線速度(通常大于15m/s)，因此，采用此類劃痕儀無法準(zhǔn)確模擬光砂輪磨粒劃擦光學(xué)玻璃表面的物理過程。針對以上現(xiàn)狀，急需研制一種構(gòu)造簡單、價格低廉、操作方便快捷、能夠模擬高速劃擦過程的光學(xué)玻璃劃擦裝置。

經(jīng)對現(xiàn)有文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，文獻號：J.Am.Ceram.Soc.(美國陶瓷學(xué)報)88(2005)918-925，G.Subhash等人公開了一種A?new?scratch?resistance?measure?for?structuralceramics(一種新型結(jié)構(gòu)陶瓷劃擦性能的測試方法)，文獻號：J.Am.Ceram.Soc.(美國陶瓷學(xué)報)89(2006)2528-2536，G.Subhash等人公開了一種Sensitivity?of?scratchresistance?to?grinding-induced?damage?anisotropy?in?silicon?nitride(氮化硅劃擦性能對磨削所造成損傷的敏感度分析)。這兩種技術(shù)采用金剛石修整筆作為劃擦工具，利用單擺結(jié)構(gòu)實現(xiàn)劃擦過程，但其劃擦線速度為1.5m/s，仍遠(yuǎn)低于磨削時砂輪線速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光學(xué)玻璃劃擦測試裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)劃擦速度大于15m/s的不同劃擦深度的光學(xué)玻璃劃擦測試。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：本發(fā)明包括：托盤、夾具和劃擦工具，其中：夾具設(shè)置在托盤上，劃擦工具與托盤和夾具相對設(shè)置。所述的夾具底部和托盤之間設(shè)有塞尺，夾具和托盤的夾角可調(diào)。

所述的托盤上正對夾具的位置設(shè)有配重塊。

所述的夾具包括：基體、擋塊和調(diào)節(jié)塊，其中：擋塊和調(diào)節(jié)塊分別與基體相連，基體和托盤相連。

所述的基體上設(shè)有凹槽。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點：本發(fā)明可以通過調(diào)節(jié)車床主軸轉(zhuǎn)速來得到不同的劃擦速度，通過調(diào)節(jié)夾具與托盤之間的夾角來得到不同的劃擦深度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，測試精度高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的正視圖；

圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明：本實施例在本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施。給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1，圖2所示：本實施例包括：托盤1、夾具2、車床3和劃擦工具4，其中：托盤1設(shè)置在車床3上，夾具2設(shè)置在托盤1上，待測光學(xué)玻璃設(shè)置在夾具2內(nèi)，劃擦工具4固定在車床3刀架上，劃擦工具4與待測光學(xué)玻璃相對設(shè)置。夾具2底部和托盤1之間設(shè)有塞尺，調(diào)節(jié)塞尺可以調(diào)節(jié)夾具2和托盤1的夾角。

托盤1上設(shè)有配重塊5，配重塊5通過配重緊固螺釘6和托盤1相連。托盤1與車床3的車刀軸線垂直，配重塊5與夾具2位置相對。

夾具2包括：基體7、擋塊8、調(diào)節(jié)塊9、擋塊緊固螺釘10、夾具緊固螺釘11和調(diào)節(jié)螺釘12，其中：基體7與托盤1通過夾具緊固螺釘11相連，基體7上設(shè)有凹槽，待測光學(xué)玻璃設(shè)置在凹槽內(nèi)，擋塊8通過擋塊緊固螺釘10固定設(shè)置在待測光學(xué)玻璃的兩側(cè)，調(diào)節(jié)塊9通過調(diào)節(jié)螺釘12和基體7相連，調(diào)節(jié)塊9和待測光學(xué)玻璃相鄰。

本實施例通過以下步驟進行測試：

(1)將托盤1安裝在車床3上，并用端面車刀以較小的車削深度對托盤1進行精密車削，以保證托盤1與車刀軸線之間具有較高的垂直度；