[发明专利]CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法

权利要求书

1.CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：包括：

1)将黑色金属试件固定在电主轴上，试件可通过电主轴旋转；对该试件进行在线动平衡；

2)采用CBN单点刀具对该试件进行修盘，以在试件表面形成端面跳动量优于IT1级，表面平均粗糙度Ra优于10nm的修盘区域，具体步骤如下：

2-1)CBN单点刀具粗加工修盘：立式车削模式，修盘的同时对CBN单点刀具和试件进行冷却，修盘时试件的转速范围为2000～10000rpm，CBN单点刀具从试件外侧以10～50μm的切深沿试件径向进给，进给速度范围为0.4～1.2mm/s，进给距离为试件直径的1/4～1/2；

2-2)CBN单点刀具精加工修盘：立式车削模式，修盘的同时对CBN单点刀具和试件进行冷却，修盘时试件的转速范围为2000～10000rpm，CBN单点刀具从试件外侧以2～10μm的切深沿试件径向进给，进给速度范围为0.1～0.3mm/s，进给距离为试件直径的1/4～1/2；

3)CBN单点刀具触碰对刀仪，所述对刀仪的定位精度优于0.1μm；确定修盘区域与对刀仪对刀平面的高度差h₀；将CBN单点刀具更换为顶端固接有单颗磨粒的工具头，工具头顶端的磨粒触碰对刀仪，再将工具头沿试件旋转的轴向方向上移h₀+δ，以使工具头顶端的磨粒位于试件修盘区域上方δ处，完成对刀；

4)将工具头移至修盘区域的划擦点正上方，并下移δ+a_p以使划擦深度为a_p；根据需测试的划擦速度v和划擦点所在的划擦半径R，通过计算试件的设定转速n；试件按照设定转速n转动，且工具头沿径向进给，以使磨粒在修盘区域划擦形成螺旋形划痕，划擦过程中工具头瞬间与试件脱离，脱离瞬间工具头顶端的瞬时线速度高于试件转动线速度，以“冻结”脱离瞬间磨粒与试件的接触状态；此过程中通过与工具头相连的测量系统采集划擦过程中的数据；划擦的同时对工具头和试件进行冷却。

2.根据权利要求1所述的CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：所述磨粒为金刚石、CBN、氧化物陶瓷或氮化物陶瓷，磨粒形状为球形、圆锥形或多棱锥形；该磨粒通过机械夹持、电镀或钎焊固接在工具头顶端；所述工具头为压头。

3.根据权利要求1所述的CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：所述试件为圆盘形；修盘时球形磨头进给距离小于试件半径，修盘区域为圆环形。

4.根据权利要求1所述的CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：所述测量系统为测力和声发射系统，包括相互信号连接的测力仪、声发射系统、数据采集卡和信号放大器；所述工具头与测力仪和声发射系统相连接。

5.根据权利要求4所述的CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：所述测力仪的固有频率高于4KHz，测力精度优于0.01N；所述数据采集卡的采样速度高于2M/s。

6.根据权利要求3所述的CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述修盘区域为圆环形。

7.根据权利要求1所述的CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：所述工具头在沿试件旋转的轴向方向和径向方向的定位精度均优于0.1μm。

8.根据权利要求1所述的CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：所述步骤4)中，工具头通过高刚度弹簧或气动冲头瞬间与试件脱离。

9.根据权利要求1所述的CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，其特征在于：所述工具头轴线平行于试件旋转轴线。