[發明專利]一種高速單點劃擦試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 201811156693.8
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN108982274A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 于怡青;陳悅;胡中偉;王帥;李論;徐西鵬
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02
• 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;張迪

1.一種高速單點劃擦試驗裝置，其特征在于包括：多層結構砂輪、高速平面磨床、測力儀、夾具和試樣；

所述高速平面磨床包括工作臺和進給系統，實現工作臺相對于砂輪的軸向、徑向和切向進給；

所述多層結構砂輪沿砂輪基體的軸向分布著多層不同粒徑的磨削層，磨削層與磨削層之間設有凹槽，凹槽中設有3個對稱分布的螺紋孔，用于安裝金剛石壓頭；所述測力儀固定在高速平面磨床的工作臺上；所述試樣通過夾具裝夾固定于測力儀上；

通過多層結構砂輪的磨削層對試樣表面進行粗磨、精密和拋光，以獲得與砂輪表面曲率相同的光滑圓弧凹面；通過砂輪的高速旋轉和軸向進給運動，使得金剛石壓頭在拋光后的試樣表面產生固定切深的劃痕；所述測力儀通過信號放大和數據采集獲得試樣劃擦力數據。

2.根據權利要求1所述的一種高速單點劃擦裝置，其特征在于:所述磨削層為三層，分別為粗粒度磨削層、細粒度磨削層和拋光層。

3.根據權利要求1所述的一種高速單點劃擦裝置，其特征在于：所述多層不同粒徑的磨削層的磨粒粒度和材料特性可變，以獲得不同程度的試樣表面。

4.根據權利要求1所述的一種高速單點劃擦裝置，其特征在于：凹槽有多種固定金剛石壓頭的角度，以進行多種角度的劃擦試驗。

5.根據權利要求1所述的一種高速單點劃擦裝置，其特征在于：所述凹槽上可以安裝單顆金剛石壓頭，進行單顆磨粒劃擦試驗；

或者所述凹槽上安裝多顆交錯的金剛石壓頭，用于劃擦干涉試驗；

或者通過磨床的軸向進給，實現同一顆金剛石壓頭的可控間距多次干涉劃擦試驗。

6.根據權利要求1所述的一種高速單點劃擦裝置，其特征在于：還包括聲發射傳感器或高速攝像機，用于對高速劃擦過程進行觀測。

7.一種權利要求2-6中任一項所述的劃擦裝置的試驗方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1，將多層結構砂輪安裝在高速磨床上，并調節砂輪的動平衡；

步驟2，采用夾具將試樣固定在測力儀上；

步驟3，將測力儀固定在磨床的進給平臺上；

步驟4，磨床主軸轉動帶動砂輪旋轉，控制進給使砂輪粗粒度磨削層對準試樣，對試樣進行表面的粗磨，得到表面較為粗磨的凹形圓弧面；

步驟5，通過磨床的軸向進給，更換到砂輪的細粒度磨削層，對粗磨圓弧面進行精磨；

步驟6，通過磨床的軸向進給，更換到砂輪的拋光層，對精磨后圓弧面進行拋光，獲得與砂輪曲率相同的光滑圓弧凹面；

步驟7，將金剛石壓頭固設在砂輪上，調節動平衡后對刀，設置劃擦深度和砂輪轉速，使得金剛石壓頭對試樣圓弧面的高速劃擦，通過測力儀將試樣受力信號收集到電腦中；

步驟8，通過控制磨床進給，將壓頭退出。