[发明专利]可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置

说明书

技术领域

本发明属于磨削加工中的材料测试领域，尤其涉及一种可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置。

背景技术

砂轮表面是由不计其数、随机分布的磨粒构成的，磨削过程实质上是这些磨粒滑擦、耕犁、切削的综合作用。所有单颗磨粒的微观切削作用的集合构成了砂轮的宏观磨削作用，因此单颗磨粒的切削性能决定了砂轮整体的磨削性能。

单颗粒磨削适用于研究磨削机理、磨粒的磨损特性、被磨表面质量，是认识复杂磨削机理的重要方法，其实验方法有多种，一般可分为钟摆实验法、直线滑擦实验法、球-盘摩擦实验法和楔形滑擦实验法。钟摆实验法是将磨粒固定在摆杆上，磨粒随摆杆绕中心摆动，磨粒接触并切入工件，最后在工件上切出一条弧线的沟槽。直线滑擦实验法一般在划痕实验机上进行，但是一次实验只能在工件上划出一定深度的直线划痕。球-盘摩擦实验法一般在高速球-盘摩擦机上进行，这种方法主要用于研究磨削过程中的摩擦系数。楔形滑擦实验法一般在精密车床上进行，工件底部垫上垫片，或者将工件做成楔形，使磨粒在磨削过程中的切深逐渐增大，切出一条深度逐渐发生变化的槽。

上述的单颗磨粒切削实验，选用的磨粒粒度都较大，并且实验速度远远低于实际的单颗磨粒切削速度，对于研究高速磨削更是困难。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置。

根据本发明实施例的可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置包括：电主轴；刀柄，所述刀柄设在所述电主轴上；工件，所述工件设在所述刀柄上；用于带动所述工件移动的移动平台，所述电主轴设在所述移动平台上；用于将所述工件加热到预定温度的加热组件；工作台；底桩，所述底桩设在所述工作台上；测力器，所述测力器设在所述底桩上；安装有单颗磨粒的刀具，所述刀具设在所述测力器上；和用于对刀的相机组件，所述相机组件与所述刀具相对。

根据本发明实施例的可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置能够有效地模拟砂轮上单颗磨粒与工件表面相互作用的磨削过程，通过实验参数的设置为高速高温磨削的机理研究提供了实验支持。

根据本发明的一个实施例，所述工件套装在所述刀柄上，所述可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置进一步包括刀柄螺母，所述刀柄螺母套装在所述刀柄上且抵靠在所述工件上。

根据本发明的一个实施例，所述可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置进一步包括第一垫块，所述第一垫块套装在所述刀柄上，所述第一垫块抵靠在所述工件上，所述刀柄螺母抵靠在所述第一垫块上。

根据本发明的一个实施例，所述加热组件包括：用于加热所述工件的外周面的感应线圈，所述感应线圈与所述工件配合；感应加热电源，所述感应加热电源与所述感应线圈相连；和用于汇聚磁感线的聚能器。

根据本发明的一个实施例，所述加热组件进一步包括：用于采集所述工件的温度信息的红外热成像仪，所述红外热成像仪与所述工件配合；和红外成像PC机，所述红外成像PC机与所述红外热成像仪、所述感应加热电源和所述感应线圈相连以便根据所述红外热成像仪采集的所述工件的温度信息调节所述感应加热电源的电流强度和频率以及所述感应线圈与所述工件之间的距离。

根据本发明的一个实施例，所述相机组件包括：相机机架；工业相机机身；工业相机镜头，所述工业相机镜头设在所述工业相机机身上且与所述刀具相对，其中所述工业相机镜头设在所述相机机架上；和工业相机操控pc机，所述工业相机操控pc机通过第一数据线与所述工业相机机身相连。

根据本发明的一个实施例，所述相机组件进一步包括外加光源，所述外加光源安装在所述工业相机镜头上。

根据本发明的一个实施例，所述可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置进一步包括第一机床夹具和第二机床夹具，所述第一机床夹具和所述第二机床夹具设在所述工作台上，所述第一机床夹具和所述第二机床夹具夹持所述底桩且在所述底桩的径向上相对。

根据本发明的一个实施例，所述测力器包括：测力传感器，所述测力传感器设在所述底桩上；信号放大器，所述信号放大器通过第二数据线与所述测力传感器相连；数据采集卡，所述数据采集卡与所述信号放大器相连；和测力器操控pc机，所述测力器操控pc机与所述数据采集卡相连。

根据本发明的一个实施例，所述可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置进一步包括第二垫块，所述第二垫块设在所述测力传感器上，所述刀具设在所述第二垫块上。

附图说明

图1是根据本发明实施例的可控速控温的单颗磨粒磨削实验装置的结构示意图；