CN105628611B - 一种单颗磨粒干涉行为测试设备 - Google Patents

一种单颗磨粒干涉行为测试设备 Download PDF

Info

Publication number
CN105628611B
CN105628611B CN201610078008.9A CN201610078008A CN105628611B CN 105628611 B CN105628611 B CN 105628611B CN 201610078008 A CN201610078008 A CN 201610078008A CN 105628611 B CN105628611 B CN 105628611B
Authority
CN
China
Prior art keywords
feed arrangement
direction feed
axis
abrasive grain
axis zero
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610078008.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105628611A (zh
Inventor
姜峰
王宁昌
言兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaqiao University
Original Assignee
Huaqiao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaqiao University filed Critical Huaqiao University
Priority to CN201610078008.9A priority Critical patent/CN105628611B/zh
Publication of CN105628611A publication Critical patent/CN105628611A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105628611B publication Critical patent/CN105628611B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/06—Investigating by removing material, e.g. spark-testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种单颗磨粒干涉行为测试设备，包括光学平板、支撑系统、Y轴方向进给装置、试样夹具、工具头、Z轴设定器、Z轴设定器夹具、X轴方向进给装置、磨粒、测力系统和进给控制系统；所述测力系统包括力传感器和数据处理部分。本发明的单颗磨粒干涉行为测试设备可实现单颗或者多颗磨粒在不同干涉程度、不同划擦速度、不同划擦深度下的划擦，并能在实验过程准确采集划擦力信号，测试精度较高。

Description

一种单颗磨粒干涉行为测试设备
技术领域
本发明属于机械加工中的材料加工及测试领域，具体涉及一种单颗磨粒干涉行为测试设备。
背景技术
单颗磨粒切削作为磨削加工的一种简化模式，是认识复杂磨削作用的一种重要手段。这种研究方法的好处是可以在不受其他磨粒的影响下，将单颗磨粒切削结果在磨削区域进行集成，解释磨削过程中的各种物理现象，有效地认识材料的磨削机理。而在加工过程中不管磨粒是随机排布还是规则排布的，在去除此材料的过程中都会发生干涉作用，这对加工表面的形成以及材料的去除机理都有很大的影响。目前大多数学者在单颗磨粒划擦试验和机理方面进行大量的研究，虽然有人通过多颗磨粒规则排布的形式进行试验研究，但是磨具是固定形式的，加工精度要求高，制作麻烦。鲜有人通过控制磨粒与被测试试样的相互作用轨迹进行研究，且目前专门进行磨粒干涉行为研究的设备较少。本发明公开了一种单颗磨粒干涉行为测试设备，可以用于单颗磨粒作用的干涉行为，并能在实验过程准确采集划擦力信号，结构简单，测试精度较高。相关测试结果可以用于磨削表面形成机理的深入研究，优化磨具磨粒排布和磨削加工参数，提高产品质量。
发明内容
发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种单颗磨粒干涉行为测试设备，可实现单颗或者多颗磨粒在不同干涉程度、不同划擦速度、不同划擦深度下的划擦，并能在实验过程准确采集划擦力信号，测试精度较高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种单颗磨粒干涉行为测试设备，包括：光学平板、支撑系统、Y轴方向进给装置、试样夹具、工具头、Z轴设定器、Z轴设定器夹具、X轴方向进给装置、磨粒、测力系统和进给控制系统；所述测力系统包括力传感器和数据处理部分；
所述支撑系统固定光学平板上；所述X轴方向进给装置安装于支撑系统上，所述Y轴方向进给装置固定于光学平板上；所述试样夹具固定于Y轴方向进给装置上；所述Z轴设定器夹具安装在X轴方向进给装置上；所述Z轴设定器固定在Z轴设定器夹具上；所述力传感器通过Z轴设定器夹具与Z轴设定器相连；所述工具头固定在力传感器上；所述磨粒固定在工具头上；所述试样夹具上用于放置被测试材料；所述进给控制系统控制X轴方向进给装置沿X轴方向缓慢进给及Y轴方向进给装置沿Y轴方向往复运动；所述测力系统的数据数据处理部分采集力传感器的数据。
优选的，所述磨粒为金刚石、氧化物陶瓷或CBN。
优选的，所述磨粒的形状为带圆头的圆锥形或正四面体或八面体。
优选的，所述磨粒通过钎焊或电镀的形式固定在工具头上。
优选的，所述测力系统包括力传感器、力数据采集和放大器；所述力传感器与测力系统的放大器连接；放大器连接测力仪后连接力数据采集卡。
优选的，通过控制Y轴方向进给装置和X轴方向进给装置调整工具头与试样夹具上的被测试材料之间的相对位置；调整Z轴设定器调节磨粒与被测试材料的划擦深度；调节进给控制系统控制X轴方向进给装置沿X轴方向缓慢进给及Y轴方向进给装置沿Y轴方向往复运动，此过程中磨粒对被测试材料进行干涉划擦；测力系统对冲击过程中力的动态变化数据进行采集和处理。
优选的，所述的判断磨粒与被测试试样刚好接触包括如下步骤：
步骤10、通过进给控制器移动X轴方向进给装置和Y轴方向进给装置，调整被测试材料的相对位置使磨粒正对被测试材料；
步骤20、通过移动Z轴设定器使被测试材料靠近磨粒，至肉眼无法分辨两者相对位置后用塞尺确定两者相对位置，移动Z轴设定器至塞尺最小尺寸；
步骤30、打开测力系统，移动X轴方向进给装置，每次移动的位移为Z轴设定器的最小位移，观察接触力的实时变化，当接触力到达临界值Ncrit＝0.01N时停止移动Z轴设定器。
本发明的有益效果是：本发明可实现单颗或者多颗磨粒在不同干涉程度、不同划擦速度、不同划擦深度下的划擦，并能在实验过程准确采集划擦力信号，测试精度较高。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种单颗磨粒干涉行为测试设备不局限于实施例。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的干涉行为示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1至图3所示，本发明的一种单颗磨粒干涉行为测试设备，包括：光学平板1、支撑系统2、Y轴方向进给装置3、试样夹具4、工具头6、Z轴设定器8、Z轴设定器夹具9、X轴方向进给装置10、磨粒11、测力系统和进给控制系统；所述测力系统包括力传感器7和数据处理部分；
所述支撑系统2固定光学平板1上；所述X轴方向进给装置10安装于支撑系统2上，所述Y轴方向进给装置3固定于光学平板1上；所述试样夹具4固定于Y轴方向进给装置3上；所述Z轴设定器夹具9安装在X轴方向进给装置10上；所述Z轴设定器8固定在Z轴设定器夹具9上；所述力传感器7通过Z轴设定器夹具9与Z轴设定器8相连；所述工具头6固定在力传感器7上；所述磨粒11固定在工具头6上；所述试样夹具5上用于放置被测试材料5；所述进给控制系统控制X轴方向进给装置10沿X轴方向缓慢进给及Y轴方向进给装置3沿Y轴方向往复运动；所述测力系统的数据数据处理部分采集力传感器7的数据。
更进一步，所述磨粒11为金刚石、氧化物陶瓷或CBN。
更进一步，所述磨粒11的形状为带圆头的圆锥形或正四面体或八面体。
更进一步，所述磨粒11通过钎焊或电镀的形式固定在工具头上。
更进一步，所述测力系统包括力传感器7、力数据采集和放大器；所述力传感器7与测力系统的放大器连接；放大器连接测力仪后连接力数据采集卡。
更进一步，通过控制Y轴方向进给装置3和X轴方向进给装置10调整工具头6与试样夹具4上的被测试材料5之间的相对位置；调整Z轴设定器8调节磨粒11与被测试材料5的划擦深度；调节进给控制系统控制X轴方向进给装置10沿X轴方向缓慢进给及Y轴方向进给装置3沿Y轴方向往复运动，此过程中磨粒11对被测试材料5进行干涉划擦；测力系统对冲击过程中力的动态变化数据进行采集和处理。
更进一步，所述的判断磨粒11与被测试试样5刚好接触包括如下步骤：
步骤10、通过进给控制器移动X轴方向进给装置10和Y轴方向进给装置3，调整被测试材料5的相对位置使磨粒11正对被测试材料；
步骤20、通过移动Z轴设定器8使被测试材料5靠近磨粒11，至肉眼无法分辨两者相对位置后用塞尺确定两者相对位置，移动Z轴设定器8至塞尺最小尺寸；
步骤30、打开测力系统，移动X轴方向进给装置10，每次移动的位移为Z轴设定器8的最小位移，观察接触力的实时变化，当接触力到达临界值Ncrit＝0.01N时停止移动Z轴设定器8。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种单颗磨粒干涉行为测试设备，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种单颗磨粒干涉行为测试设备，其特征在于，包括：光学平板、支撑系统、Y轴方向进给装置、试样夹具、工具头、Z轴设定器、Z轴设定器夹具、X轴方向进给装置、磨粒、测力系统和进给控制系统；所述测力系统包括力传感器和数据处理部分；
所述支撑系统固定光学平板上；所述X轴方向进给装置安装于支撑系统上，所述Y轴方向进给装置固定于光学平板上；所述试样夹具固定于Y轴方向进给装置上；所述Z轴设定器夹具安装在X轴方向进给装置上；所述Z轴设定器固定在Z轴设定器夹具上；所述力传感器通过Z轴设定器夹具与Z轴设定器相连；所述工具头固定在力传感器上；所述磨粒固定在工具头上；所述试样夹具上用于放置被测试材料；所述进给控制系统控制X轴方向进给装置沿X轴方向缓慢进给及Y轴方向进给装置沿Y轴方向往复运动；所述测力系统的数据处理部分采集力传感器的数据；
所述数据处理部分包括力数据采集卡和放大器；所述力传感器与数据处理部分的放大器连接；放大器连接力传感器后连接力数据采集卡；
所述磨粒为金刚石或氧化物或CBN；所述磨粒的形状为带圆头的圆锥形或正四面体或八面体；
通过控制Y轴方向进给装置和X轴方向进给装置调整工具头与试样夹具上的被测试材料之间的相对位置；调整Z轴设定器调节磨粒与被测试材料的划擦深度；调节进给控制系统控制X轴方向进给装置沿X轴方向缓慢进给及Y轴方向进给装置沿Y轴方向往复运动，此过程中磨粒对被测试材料进行干涉划擦；测力系统对冲击过程中力的动态变化数据进行采集和处理；
判断磨粒与被测试试样刚好接触包括如下步骤：
步骤10、通过进给控制系统移动X轴方向进给装置和Y轴方向进给装置，调整被测试材料的相对位置使磨粒正对被测试材料；
步骤20、通过移动Z轴设定器使被测试材料靠近磨粒，至肉眼无法分辨两者相对位置后用塞尺确定两者相对位置，移动Z轴设定器至塞尺最小尺寸；
步骤30、打开测力系统，移动Z轴设定器，每次移动的位移为Z轴设定器的最小位移，观察接触力的实时变化，当接触力到达临界值Ncrit＝0.01N时停止移动Z轴设定器。
2.根据权利要求1所述的一种单颗磨粒干涉行为测试设备，其特征在于：所述磨粒通过钎焊或电镀的形式固定在工具头上。
CN201610078008.9A 2016-02-04 2016-02-04 一种单颗磨粒干涉行为测试设备 Active CN105628611B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610078008.9A CN105628611B (zh) 2016-02-04 2016-02-04 一种单颗磨粒干涉行为测试设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610078008.9A CN105628611B (zh) 2016-02-04 2016-02-04 一种单颗磨粒干涉行为测试设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105628611A CN105628611A (zh) 2016-06-01
CN105628611B true CN105628611B (zh) 2019-05-03

Family

ID=56043749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610078008.9A Active CN105628611B (zh) 2016-02-04 2016-02-04 一种单颗磨粒干涉行为测试设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105628611B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107505248B (zh) * 2017-08-21 2019-07-16 大连理工大学 一种纳米切深高速单点划擦试验装置及其试验方法
CN108254266A (zh) * 2018-03-22 2018-07-06 华侨大学 一种固结磨粒工具的磨粒结合强度的测量设备及方法
CN109459332A (zh) * 2018-12-20 2019-03-12 哈尔滨理工大学 一种参数可控式单/多颗磨粒高速刻划实验装置
CN112213224A (zh) * 2020-09-27 2021-01-12 中国民航大学 一种硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2826406Y (zh) * 2005-10-22 2006-10-11 中国矿业大学 不离位表面测量摩擦磨损试验机
CN101017129A (zh) * 2006-11-17 2007-08-15 中国矿业大学 多功能微摩擦磨损试验机
CN102692377A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 推拉力测试装置
CN102809516A (zh) * 2012-07-30 2012-12-05 燕山大学 气动变载荷摩擦磨损试验机及其试验方法
CN103234848A (zh) * 2013-04-18 2013-08-07 西安交通大学 一种薄膜表面纳米刻划与摩擦粘滑特性测试装置
CN103969178A (zh) * 2014-05-07 2014-08-06 河南理工大学 超声振动条件下刀具与工件间摩擦系数测试装置
CN204116156U (zh) * 2014-06-05 2015-01-21 中国建材检验认证集团股份有限公司 平面多点匀速匀加力拉压试验机
CN205656112U (zh) * 2016-02-04 2016-10-19 华侨大学 一种单颗磨粒干涉行为测试设备

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08327523A (ja) * 1995-06-05 1996-12-13 Sony Corp 記録媒体の摺動耐久性試験装置
CN104458185A (zh) * 2014-12-11 2015-03-25 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 摩擦冲击试验装置
CN204405467U (zh) * 2015-03-04 2015-06-17 中物院成都科学技术发展中心 一种耐磨测试仪
CN204495671U (zh) * 2015-03-31 2015-07-22 中国飞机强度研究所 一种研磨试验装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2826406Y (zh) * 2005-10-22 2006-10-11 中国矿业大学 不离位表面测量摩擦磨损试验机
CN101017129A (zh) * 2006-11-17 2007-08-15 中国矿业大学 多功能微摩擦磨损试验机
CN102692377A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 推拉力测试装置
CN102809516A (zh) * 2012-07-30 2012-12-05 燕山大学 气动变载荷摩擦磨损试验机及其试验方法
CN103234848A (zh) * 2013-04-18 2013-08-07 西安交通大学 一种薄膜表面纳米刻划与摩擦粘滑特性测试装置
CN103969178A (zh) * 2014-05-07 2014-08-06 河南理工大学 超声振动条件下刀具与工件间摩擦系数测试装置
CN204116156U (zh) * 2014-06-05 2015-01-21 中国建材检验认证集团股份有限公司 平面多点匀速匀加力拉压试验机
CN205656112U (zh) * 2016-02-04 2016-10-19 华侨大学 一种单颗磨粒干涉行为测试设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
单颗金刚石磨粒磨削SiC的磨削力实验研究;贺勇 等;《金刚石与磨料磨具工程》;20140430;第34卷(第２期);第26页 １实验研究方案，图1

Also Published As

Publication number Publication date
CN105628611A (zh) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105628611B (zh) 一种单颗磨粒干涉行为测试设备
CN100506473C (zh) 将工具刀片夹紧在研磨机上的装置
CN104568628B (zh) 一种单颗磨粒多级速度条件下的磨削实验方法
CN205483979U (zh) 一种直线划擦实验设备
WO2020238257A1 (zh) 一种用于刀具涂层摩擦性能测试的摩擦实验装置
CN105717030B (zh) 一种单颗磨粒高速连续划擦试验机及其应用
CN205656112U (zh) 一种单颗磨粒干涉行为测试设备
CN108745945A (zh) 一种五金硬度检测装置
CN107966388A (zh) 一种随动式单层砂轮磨粒分布特性检测方法及其装置
CN108044129A (zh) 高陡度内外腔共形光学元件的超精密车削方法
CN205317607U (zh) 新型超声振动辅助单颗磨粒划刻试验装置
CN103926139A (zh) 一种用于测量薄显微硬化层厚度的夹具及方法
CN106041737B (zh) 平面磨削有效切深在线测量方法
CN215727469U (zh) 一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置
CN109459332A (zh) 一种参数可控式单/多颗磨粒高速刻划实验装置
CN105738281B (zh) 一种球形磨头预修硬脆试件的单颗磨粒连续划擦干涉行为测试方法
CN210427264U (zh) 一种用于刀具涂层摩擦性能测试的摩擦实验装置
CN112213224A (zh) 一种硬脆材料的单颗磨粒分级划擦实验方法
CN105675492B (zh) 金刚石刀具预修有色金属试件的磨粒划擦干涉测试方法
CN113118488A (zh) 一种内嵌模块化陶瓷封装监测芯片的数控刀具
CN203141308U (zh) 研磨棒尺寸自动测量仪
CN105538154B (zh) 一种cbn刀具预修黑色金属试件的单颗磨粒连续划擦干涉行为测试方法
CN105717043B (zh) 一种球形磨头预修黑色金属试件的单颗磨粒连续划擦干涉行为测试方法
CN113109199B (zh) 一种单颗金刚石磨粒超声振动刻划硅片的实验装置及方法
CN112198077A (zh) 一种倾角法预修硬脆材料的单颗磨粒划擦实验方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant