[實用新型]一種單顆磨粒高速變深度劃擦試驗機

有效

• 申請號: 202220087531.9
• 申請日: 2022-08-11
• 公開（公告）號: CN217717374U
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 邱天;李卓;江安娜;張濤;姜峰
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔

本實用新型公開了一種單顆磨粒高速變深度劃擦試驗機，包括床身、電主軸模塊、X向、Z向直線電機、工件夾具、工件和單顆磨粒。該電主軸模塊帶動工件夾具轉動，該工件裝接在工件夾具；該X向直線電機包括X向定子和X向動子，該X向動子能相對X向定子沿橫梁移動；該Z向直線電機包括Z向定子和Z向動子，該Z向動子能相對Z向定子沿Z向移動，該Z向動子上裝接有單顆磨粒，該單顆磨粒和工件配合實現劃擦試驗。它具有如下優點：電主軸模塊帶動工件夾具及工件夾具上的工件繞Z向旋轉，X向直線電機帶動單顆磨粒沿X軸進給，通過工件旋轉和單顆磨粒進給使劃擦軌跡成螺旋形劃痕，它將球?盤劃摩擦和直線劃擦結合在一起。

技術領域

本實用新型涉及精密超精密加工技術領域，尤其涉及一種單顆磨粒高速變深度劃擦試驗機。

背景技術

磨削加工因其加工精度高，加工表面質量好等優勢已經成為硬脆材料主流的加工工藝。單顆磨粒是磨削加工過程去除材料的基本單元，研究單顆磨粒與工件之間的作用機制是研究復雜磨削過程的基礎，因此單顆磨粒劃擦已經成為研究磨削過程的一種重要的試驗技術。傳統的劃擦試驗機無法實現高速劃擦或在高速劃擦時極不穩定，主要存在以下幾個問題：

(1)工件的端面跳動和振動限制了劃擦速度；

(2)鐘擺式劃擦可以獲得與磨削過程相同水平的劃擦速度，但是試驗過程中單顆磨粒與工件的接觸長度極短、劃擦深度變化較快，很難準確采集劃擦過程的劃擦力等各個物理量，且由于劃擦深度變化較快導致工件材料的變形過程極不穩定，對準確獲取材料去除機理帶來了挑戰。

實用新型內容

本實用新型提供了一種單顆磨粒高速變深度劃擦試驗機，其克服了背景技術中所存在的不足。

本實用新型解決其技術問題的所采用的技術方案是：單顆磨粒高速變深度劃擦試驗機，包括床身、電主軸模塊、X向直線電機、Z向直線電機、工件夾具、工件和單顆磨粒；該床身上固設工作臺面和進給軸支撐架，該進給軸支撐架具有位于工作臺面之上的橫梁；該電主軸模塊能轉動裝設在床身且軸線沿Z軸布置，該電主軸模塊輸出端自下往上穿過工作臺面，該工件夾具位于工作臺面上且固接在電主軸模塊輸出端以能通過電主軸模塊帶動工件夾具轉動，該工件裝接在工件夾具；該X向直線電機水平裝配在進給軸支撐架的橫梁上且包括X向定子和X向動子，該X向動子能相對X向定子沿橫梁移動；該Z向直線電機垂直裝配在X向直線電機的X向動子上且包括Z向定子和Z向動子，該Z向動子能相對Z向定子沿Z向移動，該Z向動子上裝接有單顆磨粒，該單顆磨粒和工件配合實現劃擦試驗。

一實施例之中：該電主軸模塊包括主軸箱體和通過靜壓軸承能轉動裝接在主軸箱體內的主軸，該主軸箱體內設液壓油道，通過液壓油道控制主軸轉動，該主軸箱體固裝在床身，該主軸上具有上述輸出端。

一實施例之中：該Z向動子內凹設安裝腔體及由安裝腔體貫穿至Z向動子底面的貫穿孔，另配設安裝銷，該安裝銷上部位于安裝腔體內且固設有兩沿安裝銷軸向間隔的擋片及滑設有一活動片，該活動片位于兩擋片間且每一擋片和活動片間都頂抵有彈簧，該安裝銷下部滑動穿過貫穿孔，該安裝銷下部設磨粒夾具，該單顆磨粒裝接在磨粒夾具。

一實施例之中：該單顆磨粒為摩擦球且裝接在磨粒夾具。

一實施例之中：還包括電荷放大器、數采卡、計算機和進給控制系統，該安裝銷上部通過測力儀裝接在安裝腔體內，該電荷放大器連接測力儀，該數采卡連接測力儀，該計算機連接數采卡和進給控制系統以根據測力儀檢測控制Z向直線電機。