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专利号: 2016100781096
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:

1.一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,其特征在于:包括:

1)将硬脆试件固定在电主轴上,试件可通过电主轴旋转;对该试件进行在线动平衡;

2)采用球形磨头对该试件进行修盘,以在试件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,具体步骤如下:

2-1)球形磨头粗加工修盘:修盘的同时对球形磨头和试件进行冷却,修盘时试件的转速范围为3000~10000rpm,球形磨头以8000~20000rpm的转速自转,同时从试件外侧以10~50μm的切深沿试件径向进给,进给速度范围为0.4~1.2mm/s,进给距离为试件直径的1/4~1/2;

2-2)球形磨头精加工修盘:修盘的同时对球形磨头和试件进行冷却,修盘时试件的转速范围为3000~10000rpm,球形磨头以8000~20000rpm的转速自转,同时从试件外侧以2~

10μm的切深沿试件径向进给,进给速度范围为0.1~0.3mm/s,进给距离为试件直径的1/4~

1/2;

3)球形磨头触碰对刀仪,确定修盘区域与对刀仪对刀平面的高度差h0;将球形磨头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修盘区域上方δ处,完成对刀;

4)将工具头水平移至修盘区域的划擦点正上方,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 计算试件的设定转速n;试件按照设定转速n转动,且工具头沿径向进给,以使磨粒在修盘区域划擦形成螺旋形划痕,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所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,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所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,其特征在于:所述试件为圆盘形;所述修盘时,球形磨头的进给距离小于试件半径,修盘区域为圆环形。

4.根据权利要求1所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,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。

5.根据权利要求4所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,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。

6.根据权利要求3所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,其特征在于:所述步骤2)中,修盘时试件的旋转方向与球形磨头的旋转方向相反。

7.根据权利要求1所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,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所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,其特征在于:所述对刀仪的定位精度优于0.1μm。

9.根据权利要求1所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,其特征在于:所述的划痕为连续螺旋形划痕,划痕圈数大于3个。

10.根据权利要求1所述的一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦测试方法,其特征在于:所述工具头轴线平行于试件旋转轴线;所述球形磨头轴线平行于试件旋转轴线。