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专利号: 2016100779749
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:包括:

1)将硬脆试件与有色金属背衬固接在一起;

2)对试件端面进行研磨抛光,使其平面度达到IT1级,表面粗糙度Ra优于10nm;

3)将试件与背衬固定在电主轴上且背衬向上,试件与背衬可通过电主轴旋转;对试件与背衬进行在线动平衡;

4)采用金刚石单点刀具对该背衬进行修盘,以在背衬表面形成端面跳动量优于IT1级,表面平均粗糙度Ra优于10nm的修盘区域,且背衬表面修盘区域与试件端面的平行度在IT1级以内,具体步骤如下:

4-1)聚晶金刚石单点车刀修盘:立式车削模式,修盘时背衬的转速范围为2000~

10000rpm,聚晶金刚石单点车刀从背衬外侧以10~50μm的切深沿背衬径向进给,进给速度范围为0.4~1.2mm/s,进给距离为背衬直径的1/4~1/2;

4-2)单晶金刚石单点车刀修盘:立式车削模式,修盘时背衬的转速范围为2000~

10000rpm,单晶金刚石单点车刀从背衬外侧以2~10μm的切深沿背衬径向进给,进给速度范围为0.1~0.3mm/s,进给距离为背衬直径的1/4~1/2;

5)取下试件与背衬,翻转,再次将试件与背衬固定在电主轴上且试件向上,试件与背衬可通过电主轴旋转;对试件与背衬进行在线动平衡;

6)金刚石单点刀具触碰对刀仪,所述对刀仪的定位精度优于0.1μm;确定试件端面与对刀仪对刀平面的高度差h0;将金刚石单点刀具更换为顶端固接有单颗磨粒的工具头,工具头顶端的磨粒触碰对刀仪,再将工具头沿试件与背衬旋转的轴向方向上移h0+δ,以使工具头顶端的磨粒位于试件端面上方δ处,完成对刀;

7)将工具头水平移至试件端面的划擦点正上方,并下移δ+ap以使划擦深度为ap;根据需测试的划擦速度v和划擦点所在的划擦半径R,通过 计算试件与背衬的设定转速n;试件与背衬按照设定转速n转动,且工具头沿径向进给,以使磨粒在试件端面划擦形成螺旋形划痕,划擦过程中工具头瞬间与试件脱离,脱离瞬间工具头顶端的瞬时线速度高于试件转动线速度,以“冻结”脱离瞬间磨粒与试件的接触状态;此过程中通过与工具头相连的测量系统采集划擦过程中的数据。

2.根据权利要求1所述的互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:所述磨粒为金刚石、CBN、氧化物陶瓷或氮化物陶瓷,磨粒形状为球形、圆锥形或多棱锥形;该磨粒通过机械夹持、电镀或钎焊固接在工具头顶端;所述工具头为压头。

3.根据权利要求1所述的互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:所述背衬为圆盘形,试件与背衬叠置固接在一起,且试件周缘不超出背衬边缘之外。

4.根据权利要求1所述的互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:所述背衬或试件通过真空吸盘与电主轴相连。

5.根据权利要求1所述的互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:所述测量系统为测力和声发射系统,包括相互信号连接的测力仪、声发射系统、数据采集卡和信号放大器;所述工具头与测力仪和声发射系统相连接。

6.根据权利要求5所述的互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:所述测力仪的固有频率高于4KHz,测力精度优于0.01N;所述数据采集卡的采样速度高于2M/s。

7.根据权利要求1所述的互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:所述工具头在沿试件旋转的轴向方向和径向方向的定位精度均优于0.1μm。

8.根据权利要求1所述的互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:所述步骤7)中,工具头通过高刚度弹簧或气动冲头瞬间与试件脱离。

9.根据权利要求1所述的互为基准法预修硬脆试件的单颗磨粒划擦快停测试方法,其特征在于:所述工具头轴线平行于试件旋转轴线。