[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

本發明公開了一種用于確定單晶材料最優加工方向的方法，所述方法為制作單晶材料樣品，確定單晶材料樣品所有的潛在最優加工方向，對單晶材料沿著每個潛在最優加工方向進行加工；在每次加工中獲取用于測評該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；最后根據評定特征，選擇出最優加工方向，提高加工效率和加工的質量。

技術領域

本發明涉及單晶材料加工技術領域，尤其涉及一種用于確定單晶材料最優加工方向的方法。

背景技術

單晶材料由于其優異的性能被廣泛的應用，但是由于其各向異性的性質，使用相同的工藝參數沿著不同方向進行磨削、切削和線切割加工時，材料的表面質量、加工效率、加工力、或工具磨損也有明顯的差異。

申請號為CN201380047765.4的專利公開了顯示出穩定的超彈性的Cu-Al-Mn系合金材料及其制造方法，在制造后要求70％以上的晶粒001晶向偏離角度為0°～50°的范圍內，但是并沒有提出如何能夠確定最佳加工方向。專利申請號為CN201010598282.1的專利公開了一種基于切削力波動特性的單晶材料切削方法及微調刀架，可以實現單晶材料切削過程中切削方向的調整，但是并沒有提出哪個切削方向為最優加工方向。

因此，亟需一種方法，可以實現對單晶材料加工方向的優選，從而在單晶材料的磨削、切削或線切割加工中，能夠減小加工力、提高加工效率和提高加工質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于確定單晶材料最優加工方向的方法，利用所述方法實現對單晶材料加工方向的優選，所述方法適用于單晶材料的磨削、線切割或切削加工中，能夠減小加工力、提高加工效率和加工質量。

本發明采用的技術方案為：

一種用于確定單晶材料最優加工方向的方法，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；

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。

所述的用于確定單晶材料最優加工方向的方法包括以下步驟：

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；