超硬材料網

申請號: 201610077954.1

申請日: 2016.02.04   

申請人: 華僑大學

發明人: 姜峰; 張濤; 言蘭; 徐西鵬

       摘要： 

       本發明公開了一種CBN刀具預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，屬于機械加工中的材料性能測試及精密與超精密加工領域，通過將黑色金屬試件固定在電主軸上，對該試件進行在線動平衡；然后采用CBN刀具對該試件進行修盤，達到測試所需的端面跳動以及粗糙度要求；隨后換裝頂端固接有單顆磨粒的工具頭，并在更換過程中進行對刀；最后進入劃擦測試，試件以指定轉速旋轉，工具頭以指定切深徑向進給，在試件端面形成干涉螺旋形劃痕，測量系統在此過程中采集劃擦力、聲發射信號等物理量。本發明能夠模擬高速磨削過程磨粒間的干涉行為。相關測試結果可用于磨削機理的深入研究以及磨削參數的優化。

       主權利要求:

       一種CBN刀具預修黑色金屬試件的單顆磨粒連續劃擦干涉行為測試方法，其特征在于：包括：1)將黑色金屬試件固定在電主軸上，試件可通過電主軸旋轉；對該試件進行在線動平衡；2)采用CBN單點刀具對該試件進行修盤，以在試件表面形成端面跳動量優于IT1級，表面平均粗糙度Ra優于10nm的修盤區域，具體步驟如下：2-1)CBN單點刀具粗加工修盤：立式車削模式，修盤的同時對CBN單點刀具和試件進行冷卻，修盤時試件的轉速范圍為2000～10000rpm，CBN單點刀具從試件外側以10～50μm的切深沿試件徑向進給，進給速度范圍為0.4～1.2mm/s，進給距離為試件直徑的1/4～1/2；2-2)CBN單點刀具精加工修盤：立式車削模式，修盤的同時對CBN單點刀具和試件進行冷卻，修盤時試件的轉速范圍為2000～10000rpm，CBN單點刀具從試件外側以2～10μm的切深沿試件徑向進給，進給速度范圍為0.1～0.3mm/s，進給距離為試件直徑的1/4～1/2；3)CBN單點刀具觸碰對刀儀，確定修盤區域與對刀儀對刀平面的高度差h0；將CBN單點刀具更換為頂端固接有單顆磨粒的工具頭，工具頭頂端的磨粒觸碰對刀儀，再將工具頭沿試件旋轉的軸向方向上移h0+δ，以使工具頭頂端的磨粒位于試件修盤區域上方δ處，完成對刀；4)將工具頭移至修盤區域的劃擦點正上方，并下移δ+ap以使劃擦深度為ap；根據需測試的劃擦速度v和劃擦點所在的劃擦半徑R，通過計算試件的設定轉速n；根據需測試的干涉比率ρ，單顆磨粒的圓弧半徑r，劃擦深度ap，通過計算工具頭的徑向進給速度s；試件按照設定轉速n轉動，且工具頭按照徑向進給速度s和劃擦深度ap沿試件徑向進給，以使磨粒在修盤區域劃擦形成預定干涉程度的劃痕；劃擦的同時對工具頭和試件進行冷卻；此過程中通過與工具頭相連的測量系統采集劃擦過程中的數據。