[發明專利]一種用于確定單晶材料最優加工方向的方法

有效

• 申請號: 202010510890.6
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111638305B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 閆寧;陸靜;徐西鵬;姜峰;王寧昌;徐帥;趙延軍;朱建輝
• 申請（專利權）人: 鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司;華僑大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N19/00;G01B11/24;G01B11/30;G01B21/20;G01B21/18
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 彭星

1.一種用于確定單晶材料最優加工方向的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：制作單晶材料樣品，確定單晶材料樣品所有的潛在最優加工方向；設定單晶材料樣品的潛在最優加工方向有n個；

步驟二：對單晶材料沿著每個潛在最優加工方向進行加工；設定第i次加工為沿第i個潛在最優加工方向進行的加工；

步驟三：在第i次加工中，獲取用于測評第i個潛在最優加工方向的評定特征；

所述的評定特征包括加工過程中的加工力、加工完成后的表面形貌特征和亞表面損傷層深度；所述的加工力包括切向力和法向力；

3.1：通過力信號采集系統采集第i次加工過程中的加工力；

3.2：通過光學測量設備對第i次加工完成后的表面形貌進行檢測，獲取表面形貌特征；

3.3：通過破壞性檢測方式獲取第i次加工完成后的截面形貌，通過截面形貌獲取與第i個潛在最優加工方向對應的亞表面損傷層深度，所述破壞性檢測方式包括FIB加工、截面拋光法、斜面拋光法或溶液腐蝕法；

步驟四：重復步驟三，直至通過n次加工，分別完成對n個潛在最優加工方向的加工，獲取與n個潛在最優加工方向一一對應的n組評定特征；

步驟五：根據評定特征，從n個潛在最優加工方向中選擇出最優加工方向。

2.根據權利要求1所述的用于確定單晶材料最優加工方向的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：所述的潛在最優加工方向為潛在最優磨削方向；

步驟二：對單晶材料樣品沿著每個潛在最優磨削方向進行加工；設定第i次加工為沿第i個潛在最優磨削方向進行的加工；

步驟三：在第i次加工中，獲取用于測評第i個潛在最優磨削方向的評定特征；所述的評定特征中，所述的加工力為磨削力，所述的表面形貌特征為表面粗糙度；

3.1：通過力信號采集系統對第i次加工過程中的磨削力進行采集；

3.2：通過光學測量設備對第i次加工完成后的表面形貌進行檢測，獲取與第i個潛在最優磨削方向對應的表面粗糙度；

3.3：通過破壞性檢測方式對第i次加工完成后的截面形貌進行檢測，獲取與第i個潛在最優磨削方向對應的亞表面損傷層深度；

步驟四：重復步驟三，直至通過n次加工，分別完成對n個潛在最優磨削方向的加工，獲取與n個潛在最優磨削方向一一對應的n組評定特征；

步驟五：根據評定特征，從n個潛在最優磨削方向中選擇出最優磨削方向；磨削力的切向力最小、磨削力的法向力最小、表面粗糙度最小和亞表面損傷層深度最小的評定特征對應的潛在最優磨削方向，即為最優磨削方向。

3.根據權利要求1所述的用于確定單晶材料最優加工方向的方法，其特征在于：

包括以下步驟：

步驟一：所述的潛在最優加工方向為潛在最優切削方向；

步驟二：對單晶材料樣品沿著每個潛在最優切削方向進行加工；設定第i次加工為沿第i個潛在最優切削方向進行的加工；

步驟三：在第i次加工中，獲取用于測評第i個潛在最優切削方向的評定特征；?所述的評定特征中，所述的加工力為切削力、所述的表面形貌特征為材料去除體積；所述的材料去除體積為下一步加工工序需要去除的材料體積；

3.1：通過力信號采集系統對第i次加工過程中的切削力進行采集；

3.2：通過光學測量設備對第i次加工完成后的表面形貌進行檢測，獲取與第i個潛在最優切削方向對應的材料去除體積；

3.3：通過破壞性檢測方式對第i次加工完成后的截面形貌進行檢測，獲取與第i個潛在最優切削方向對應的亞表面損傷層深度；

步驟四：重復步驟三，直至通過n次加工，分別完成對n個潛在最優切削方向的加工，獲取與n個潛在最優切削方向一一對應的n組評定特征；

步驟五：根據評定特征，從n個潛在最優切削方向中選擇出最優切削方向；切削力的法向力最小、切削力的切向力最小、材料去除體積最小和亞表面損傷層深度最小的評定特征對應的潛在最優切削方向，即為最優切削方向。