CN101750254A - 光学玻璃划擦测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种材料测试技术领域的光学玻璃划擦测试装置，包括：托盘、夹具和划擦工具，夹具设置在托盘上，划擦工具与托盘和夹具相对设置；所述的夹具底部和托盘之间设有塞尺，夹具和托盘的夹角可调。本发明可以通过调节车床主轴转速来得到不同的划擦速度，通过调节夹具与托盘之间的夹角来得到不同的划擦深度。本发明结构简单，操作方便，测试精度高。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种测试技术领域的装置，尤其涉及的是一种划擦速度大于15m/s的光学玻璃划擦测试装置。
背景技术
光学玻璃是一种重要的无机非金属材料，具有高度的透明性和物理化学均匀性，广泛应用于激光技术、光通讯、航空航天及国防工业等领域。为了加工出高精度的光学玻璃，通常需要对光学玻璃进行超精密磨削，然而，由于光学玻璃的高脆性和低断裂韧性，其超精密磨削的加工效率偏低，加工质量难以保证，这已成为制约光学工业进一步发展的瓶颈环节。通过光学玻璃划擦试验，分析划擦参数对材料去除机理的影响规律是研究光学玻璃等光学玻璃磨削机理与工艺优化方法的重要途径。
目前，进行划擦试验的装置主要有：美国MTS公司的NanoIndenter XP划痕仪、美国Hysitron公司的TriboIndenter划痕仪和瑞士CSM公司Nano Scratch Tester(NST)划痕仪等。虽然这类划痕仪具有较高的试验精度，但是其划擦速度通常很低(最大划擦速度只有60mm/s)，远低于光学玻璃在磨削时的砂轮线速度(通常大于15m/s)，因此，采用此类划痕仪无法准确模拟光砂轮磨粒划擦光学玻璃表面的物理过程。针对以上现状，急需研制一种构造简单、价格低廉、操作方便快捷、能够模拟高速划擦过程的光学玻璃划擦装置。
经对现有文献的检索发现，文献号：J.Am.Ceram.Soc.(美国陶瓷学报)88(2005)918-925，G.Subhash等人公开了一种A new scratch resistance measure for structuralceramics(一种新型结构陶瓷划擦性能的测试方法)，文献号：J.Am.Ceram.Soc.(美国陶瓷学报)89(2006)2528-2536，G.Subhash等人公开了一种Sensitivity of scratchresistance to grinding-induced damage anisotropy in silicon nitride(氮化硅划擦性能对磨削所造成损伤的敏感度分析)。这两种技术采用金刚石修整笔作为划擦工具，利用单摆结构实现划擦过程，但其划擦线速度为1.5m/s，仍远低于磨削时砂轮线速度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光学玻璃划擦测试装置，能够实现划擦速度大于15m/s的不同划擦深度的光学玻璃划擦测试。
本发明是通过以下技术方案实现的：本发明包括：托盘、夹具和划擦工具，其中：夹具设置在托盘上，划擦工具与托盘和夹具相对设置。所述的夹具底部和托盘之间设有塞尺，夹具和托盘的夹角可调。
所述的托盘上正对夹具的位置设有配重块。
所述的夹具包括：基体、挡块和调节块，其中：挡块和调节块分别与基体相连，基体和托盘相连。
所述的基体上设有凹槽。
本发明相比现有技术具有如下优点：本发明可以通过调节车床主轴转速来得到不同的划擦速度，通过调节夹具与托盘之间的夹角来得到不同的划擦深度。本发明结构简单，操作方便，测试精度高。
附图说明
图1是本发明的正视图；
图2是本发明的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施。给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1，图2所示：本实施例包括：托盘1、夹具2、车床3和划擦工具4，其中：托盘1设置在车床3上，夹具2设置在托盘1上，待测光学玻璃设置在夹具2内，划擦工具4固定在车床3刀架上，划擦工具4与待测光学玻璃相对设置。夹具2底部和托盘1之间设有塞尺，调节塞尺可以调节夹具2和托盘1的夹角。
托盘1上设有配重块5，配重块5通过配重紧固螺钉6和托盘1相连。托盘1与车床3的车刀轴线垂直，配重块5与夹具2位置相对。
夹具2包括：基体7、挡块8、调节块9、挡块紧固螺钉10、夹具紧固螺钉11和调节螺钉12，其中：基体7与托盘1通过夹具紧固螺钉11相连，基体7上设有凹槽，待测光学玻璃设置在凹槽内，挡块8通过挡块紧固螺钉10固定设置在待测光学玻璃的两侧，调节块9通过调节螺钉12和基体7相连，调节块9和待测光学玻璃相邻。
本实施例通过以下步骤进行测试：
(1)将托盘1安装在车床3上，并用端面车刀以较小的车削深度对托盘1进行精密车削，以保证托盘1与车刀轴线之间具有较高的垂直度；
(2)用丙酮清洁待测光学玻璃表面以及夹具2，将待测光学玻璃放入基体7的凹槽内，挡块8对待测光学玻璃进行固定，调整调节块9的位置，待测光学玻璃分别与调节块9和凹槽的倾斜面紧密接触；
(3)夹具2与托盘1固定在一起，在夹具2底部和托盘1之间垫入塞尺；
(4)配重块5固定在托盘1上；
(5)将划擦工具4(本实施例选用维氏压头)固定在车床3刀架上；
(6)待测光学玻璃连同夹具2和托盘1在车床3主轴的作用下高速旋转，划擦工具4以端面车削的方式在待测光学玻璃表面进行划擦作用，从而在一次划擦试验中产生多条平行的变深度的划痕。
调节车床3主轴转速使其大于15m/s，使得光学玻璃高速划擦试验装置得以实现，调节夹具2与托盘1之间的夹角来得到不同的划擦深度。
Claims (4)
1.一种光学玻璃划擦测试装置，其特征在于，包括：托盘、夹具和划擦工具，其中：夹具设置在托盘上，划擦工具与托盘和夹具相对设置；所述的夹具底部和托盘之间设有塞尺，夹具和托盘的夹角可调。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃划擦测试装置，其特征是，所述的托盘上正对夹具的位置设有配重块。
3.根据权利要求1所述的光学玻璃划擦测试装置，其特征是，所述的夹具包括：基体、挡块和调节块，其中：挡块和调节块分别与基体相连，基体和托盘相连。
4.根据权利要求3所述的光学玻璃划擦测试装置，其特征是，所述的基体上设有凹槽。
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Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104568628A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-29 | 清华大学 | 一种单颗磨粒多级速度条件下的磨削实验方法 |
| CN104897494A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-09-09 | 华侨大学 | 一种模拟多种工况的光学表面抗划痕性能测试设备及其使用方法 |
| CN112198077A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-08 | 中国民航大学 | 一种倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法 |
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2010
- 2010-02-01 CN CN201010300985A patent/CN101750254A/zh active Pending
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