[發明專利]互為基準法預修硬脆試件的單顆磨粒劃擦快停測試方法

有效

• 申請號: 201610077974.9
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105675491B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 姜峰;張濤;言蘭;徐西鵬
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N19/06
• 分類號: G01N19/06
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

本發明公開了互為基準法預修硬脆試件的單顆磨粒劃擦快停測試方法，屬于機械加工中的材料性能測試及精密與超精密加工領域，先將硬脆試件進行背襯，采用互為基準法對該試件和背襯進行處理，達到測試所需的表面質量與平行度要求；試件以指定轉速旋轉，頂端固接有單顆磨粒的工具頭以指定切深徑向進給劃擦，在試件端面形成螺旋形劃痕，劃擦過程中工具頭與試件瞬間脫離，實現單磨粒劃擦過程中磨粒和試件接觸狀態的“凍結”，通過三維形貌測量和顯微觀察，可以更好的了解磨粒去除材料過程中的材料變形、已加工表面形成、界面摩擦等相關機理，進而為磨削等磨粒加工過程材料去除機理的深入研究提供手段。

技術領域

本發明屬于機械加工中的材料性能測試及精密與超精密加工領域，具體涉及互為基準法預修硬脆試件的單顆磨粒劃擦快停測試方法。

背景技術

快停測試方法也叫快速落刀測試方法，是指利用外力使刀具或磨粒迅速離開切削或磨削區域，從而“凍結”在刀具或磨粒退出瞬時與試件的接觸狀態，保持試件材料變形瞬間的狀態被記錄下來，并且不被后續的加工過程破壞。這個變形瞬間可以通過后續的金相制樣和顯微觀察進行更深入的分析。這種方法可以深入研究切削或磨削過程中的材料去除機理，在金屬切削領域已有多種快停裝置被開發出來，相應的測試結果也在相關論文中有報道，但是在磨削領域中，用于單顆磨粒劃擦的快停測試方法還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了互為基準法預修硬脆試件的單顆磨粒劃擦快停測試方法，通過使安裝磨粒的工具頭迅速脫離磨粒和試件的接觸區域，實現單磨粒劃擦過程中磨粒和試件接觸狀態的“凍結”，通過顯微觀察，可以更好的了解磨粒去除材料過程中的材料變形、已加工表面形成、界面摩擦等相關機理，進而為磨削等磨粒加工過程材料去除機理的深入研究提供手段。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

互為基準法預修硬脆試件的單顆磨粒劃擦快停測試方法，包括：

1)將硬脆試件與有色金屬背襯固接在一起；

2)對試件端面進行研磨拋光，使其平面度達到IT1級，表面粗糙度Ra優于10nm；

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；對試件與背襯進行在線動平衡；

4)采用金剛石單點刀具對該背襯進行修盤，以在背襯表面形成端面跳動量優于IT1級，表面平均粗糙度Ra優于10nm的修盤區域，且背襯表面修盤區域與試件端面的平行度在IT1 級以內，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，修盤時背襯的轉速范圍為2000～10000rpm，聚晶金剛石單點車刀從背襯外側以10～50μm的切深沿背襯徑向進給，進給速度范圍為0.4～ 1.2mm/s，進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，修盤時背襯的轉速范圍為2000～10000rpm，單晶金剛石單點車刀從背襯外側以2～10μm的切深沿背襯徑向進給，進給速度范圍為0.1～0.3 mm/s，進給距離為背襯直徑的1/4～1/2；

5)取下試件與背襯，翻轉，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；對試件與背襯進行在線動平衡；

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h₀；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的軸向方向上移h₀+δ，以使工具頭頂端的磨粒位于試件端面上方δ處，完成對刀；