[發(fā)明專利]可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置

有效

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• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104568633A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 李學崑;智耕;李峰;融亦鳴
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58;B24B19/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

技術領域

本發(fā)明屬于磨削加工中的材料測試領域，尤其涉及一種可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置。

背景技術

砂輪表面是由不計其數(shù)、隨機分布的磨粒構成的，磨削過程實質(zhì)上是這些磨粒滑擦、耕犁、切削的綜合作用。所有單顆磨粒的微觀切削作用的集合構成了砂輪的宏觀磨削作用，因此單顆磨粒的切削性能決定了砂輪整體的磨削性能。

單顆粒磨削適用于研究磨削機理、磨粒的磨損特性、被磨表面質(zhì)量，是認識復雜磨削機理的重要方法，其實驗方法有多種，一般可分為鐘擺實驗法、直線滑擦實驗法、球-盤摩擦實驗法和楔形滑擦實驗法。鐘擺實驗法是將磨粒固定在擺桿上，磨粒隨擺桿繞中心擺動，磨粒接觸并切入工件，最后在工件上切出一條弧線的溝槽。直線滑擦實驗法一般在劃痕實驗機上進行，但是一次實驗只能在工件上劃出一定深度的直線劃痕。球-盤摩擦實驗法一般在高速球-盤摩擦機上進行，這種方法主要用于研究磨削過程中的摩擦系數(shù)。楔形滑擦實驗法一般在精密車床上進行，工件底部墊上墊片，或者將工件做成楔形，使磨粒在磨削過程中的切深逐漸增大，切出一條深度逐漸發(fā)生變化的槽。

上述的單顆磨粒切削實驗，選用的磨粒粒度都較大，并且實驗速度遠遠低于實際的單顆磨粒切削速度，對于研究高速磨削更是困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明提出一種可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置。

根據(jù)本發(fā)明實施例的可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置包括：電主軸；刀柄，所述刀柄設在所述電主軸上；工件，所述工件設在所述刀柄上；用于帶動所述工件移動的移動平臺，所述電主軸設在所述移動平臺上；用于將所述工件加熱到預定溫度的加熱組件；工作臺；底樁，所述底樁設在所述工作臺上；測力器，所述測力器設在所述底樁上；安裝有單顆磨粒的刀具，所述刀具設在所述測力器上；和用于對刀的相機組件，所述相機組件與所述刀具相對。

根據(jù)本發(fā)明實施例的可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置能夠有效地模擬砂輪上單顆磨粒與工件表面相互作用的磨削過程，通過實驗參數(shù)的設置為高速高溫磨削的機理研究提供了實驗支持。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述工件套裝在所述刀柄上，所述可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置進一步包括刀柄螺母，所述刀柄螺母套裝在所述刀柄上且抵靠在所述工件上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置進一步包括第一墊塊，所述第一墊塊套裝在所述刀柄上，所述第一墊塊抵靠在所述工件上，所述刀柄螺母抵靠在所述第一墊塊上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述加熱組件包括：用于加熱所述工件的外周面的感應線圈，所述感應線圈與所述工件配合；感應加熱電源，所述感應加熱電源與所述感應線圈相連；和用于匯聚磁感線的聚能器。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述加熱組件進一步包括：用于采集所述工件的溫度信息的紅外熱成像儀，所述紅外熱成像儀與所述工件配合；和紅外成像PC機，所述紅外成像PC機與所述紅外熱成像儀、所述感應加熱電源和所述感應線圈相連以便根據(jù)所述紅外熱成像儀采集的所述工件的溫度信息調(diào)節(jié)所述感應加熱電源的電流強度和頻率以及所述感應線圈與所述工件之間的距離。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述相機組件包括：相機機架；工業(yè)相機機身；工業(yè)相機鏡頭，所述工業(yè)相機鏡頭設在所述工業(yè)相機機身上且與所述刀具相對，其中所述工業(yè)相機鏡頭設在所述相機機架上；和工業(yè)相機操控pc機，所述工業(yè)相機操控pc機通過第一數(shù)據(jù)線與所述工業(yè)相機機身相連。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述相機組件進一步包括外加光源，所述外加光源安裝在所述工業(yè)相機鏡頭上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置進一步包括第一機床夾具和第二機床夾具，所述第一機床夾具和所述第二機床夾具設在所述工作臺上，所述第一機床夾具和所述第二機床夾具夾持所述底樁且在所述底樁的徑向上相對。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述測力器包括：測力傳感器，所述測力傳感器設在所述底樁上；信號放大器，所述信號放大器通過第二數(shù)據(jù)線與所述測力傳感器相連；數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述信號放大器相連；和測力器操控pc機，所述測力器操控pc機與所述數(shù)據(jù)采集卡相連。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置進一步包括第二墊塊，所述第二墊塊設在所述測力傳感器上，所述刀具設在所述第二墊塊上。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的可控速控溫的單顆磨粒磨削實驗裝置的結(jié)構示意圖；