[發明專利]一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法

有效

• 申請號: 201610077995.0
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105717042B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 言蘭;張濤;姜峰;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

1.一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：包括：

1)將黑色金屬試件固定在電主軸上，試件可通過電主軸旋轉；對該試件進行在線動平衡；

2)采用球形磨頭對該試件進行修盤，以在試件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，具體步驟如下：

2-1)球形磨頭粗加工修盤：修盤的同時對球形磨頭和試件進行冷卻，修盤時試件的轉速范圍為3000～10000rpm，球形磨頭以8000～20000rpm的轉速自轉，同時從試件外側以10～50μm的切深沿試件徑向進給，進給速度范圍為0.4～1.2mm/s，進給距離為試件直徑的1/4～1/2；

2-2)球形磨頭精加工修盤：修盤的同時對球形磨頭和試件進行冷卻，修盤時試件的轉速范圍為3000～10000rpm，球形磨頭以8000～20000rpm的轉速自轉，同時從試件外側以2～10μm的切深沿試件徑向進給，進給速度范圍為0.1～0.3mm/s，進給距離為試件直徑的1/4～1/2；

3)球形磨頭觸碰對刀儀，確定修盤區域與對刀儀對刀平面的高度差h₀；將球形磨頭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修盤區域上方δ處，完成對刀；

4)將工具頭水平移至修盤區域的劃擦點正上方，并下移δ+a_p以使劃擦深度為a_p；根據需測試的劃擦速度v和劃擦點所在的劃擦半徑R，通過計算試件的設定轉速n；試件按照設定轉速n轉動，且工具頭沿徑向進給，以使磨粒在修盤區域劃擦形成螺旋形劃痕，此過程中通過與工具頭相連的測量系統采集劃擦過程中的數據；劃擦的同時對工具頭和試件進行冷卻。

2.根據權利要求1所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述磨粒為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；該磨粒通過機械夾持、電鍍或釬焊固接在工具頭頂端；所述工具頭為壓頭。

3.根據權利要求1所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述試件為圓盤形；所述修盤時，球形磨頭的進給距離小于試件半徑，修盤區域為圓環形。

4.根據權利要求1所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述測量系統為測力和聲發射系統，包括相互信號連接的測力儀、聲發射系統、數據采集卡和信號放大器；所述工具頭與測力儀和聲發射系統相連接。

5.根據權利要求4所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述測力儀的固有頻率高于4KHz，測力精度優于0.01N；所述數據采集卡的采樣速度高于2M/s。

6.根據權利要求3所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述步驟2)中，修盤時試件的旋轉方向與球形磨頭的旋轉方向相反。

7.根據權利要求1所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述工具頭在沿試件旋轉的軸向方向和徑向方向的定位精度均優于0.1μm。

8.根據權利要求1所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述對刀儀的定位精度優于0.1μm。

9.根據權利要求1所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述的劃痕為連續螺旋形劃痕，劃痕圈數大于3個。

10.根據權利要求1所述的一種球形磨頭預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦測試方法，其特征在于：所述工具頭軸線平行于試件旋轉軸線；所述球形磨頭軸線平行于試件旋轉軸線。