[发明专利]单颗磨粒高速连续划擦试验机的进给轴调平系统及方法

权利要求书

1.一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统，其特征在于：包括：

机床；

电主轴，垂直装接在机床上；

划擦盘，水平固接在电主轴上且二者同轴，划擦盘可通过电主轴旋转；

进给轴，通过支撑架固接在机床，该支撑架包括高度可调的第一支撑臂和第二支撑臂，进给轴的两端分别固接在第一支撑臂和第二支撑臂；第一支撑臂和第二支撑臂沿划擦盘回转轴线对称设置，进给轴沿划擦盘径线设置；通过调整第一支撑臂高度以调节进给轴的水平度；进给轴上滑动装接有进给装置；

激光位移传感器，固接在进给装置，其探测方向面向划擦盘；

用于对划擦盘表面进行车削的车削装置，装接在进给装置；

通过电主轴带动划擦盘旋转，进给装置带动车削装置进给并对划擦盘表面进行车削，激光位移传感器检测车削后划擦盘表面半径线上两点间的垂直距离和径向距离，计算得到第一支撑臂的调整值，以对进给轴进行调平。

2.根据权利要求1所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统，其特征在于：所述第一支撑臂与机床之间设有一能调整第一支撑臂高度的微调装置；通过微调装置调整第一支撑臂高度以调节进给轴水平度。

3.根据权利要求2所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统，其特征在于：所述微调装置的最小位移分辨率优于10nm。

4.根据权利要求3所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统，其特征在于：所述激光位移传感器的分辨率优于10nm。

5.根据权利要求4所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统，其特征在于：所述机床包括固定座与工作台，工作台水平固接在固定座顶部；所述电主轴垂直固接在固定座且向上穿出工作台；所述支撑架固接在工作台；所述微调装置位于工作台与第一支撑臂之间。

6.根据权利要求5所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统，其特征在于：所述划擦盘为圆盘状结构，通过夹具固接在电主轴顶部；电主轴、夹具与划擦盘三者同轴。

7.根据权利要求6所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统，其特征在于：所述进给装置包括可沿进给轴进给的X向进给装置和可沿平行于划擦盘回转轴线方向进给的Z向进给装置。

8.根据权利要求7所述的一种单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统，其特征在于：所述进给装置的进位精度优于0.1μm。

9.采用权利要求1至8中任一项所述的单颗磨粒连续划擦试验机的进给轴调平系统的调平方法，其特征在于：包括：

步骤1：采用车削装置对划擦盘进行立式车削：将车削装置固接在进给装置上，划擦盘通过电主轴进行高速旋转，车削装置在进给装置带动下从划擦盘外侧沿进给轴以一定切深径向切入划擦盘，对划擦盘表面进行全面立式车削；

步骤2：测距：选择划擦盘一半径线上的任意两点作为测量点，两测量点所在区域与立式车削时车刀进给所在区域应位于划擦盘回转轴线的两侧；采用激光位移传感器检测两测量点之间的垂直距离差值δ，以及两测量点沿划擦盘径向的距离a；

步骤3，进给轴调平：1)当δ＝0时，表明进给轴方向平行于划擦盘回转平面，无需调整；2)当δ≠0时，调整第一支撑臂高度使其升高或降低，从而使得进给轴方向平行于划擦盘回转平面，调整值为：

其中，L为进给轴两个支撑臂之间的距离。

10.根据权利要求9所述的调平方法，其特征在于：所述步骤2中，两测量点之间的位置应尽量远。