[发明专利]金刚石工具胎体对金刚石把持力的原位测量装置和方法

权利要求书

1.金刚石工具胎体对金刚石把持力的原位测量装置，其特征在于，包括：外壳(1)、加载与测试系统、把持力测量夹具及激光定位与加工系统，

所述加载与测试系统包括施力装置(2)、力传感器(3)、第一转接头(4)、上下微调装置(7)、旋转调整装置(8)及第二转接头(9)，所述施力装置(2)设置在外壳(1)的内顶部中央位置，施力装置(2)通过位于其内部的液压缸驱动，实现向下的给进运动和向上的退回运动；所述力传感器(3)的一端与施力装置(2)相连接，力传感器(3)的另一端与第一转接头(4)相连接，同时力传感器(3)与控制终端相互通信连接；第一转接头(4)由多段转接头单元串联组合而成，其为可伸缩式结构；所述上下微调装置(7)及旋转调整装置(8)通过自锁螺母配合螺栓固定在一起，并通过基座(12)固定在外壳(1)的内底部中心位置；所述第二转接头(9)设置在旋转调整装置(8)上，第二转接头(9)由多段转接头单元串联组合而成，其为可伸缩式结构；

所述把持力测量夹具包括第一卡盘(5)、第二卡盘(6)、左右微调装置(10)及前后微调装置(11)，所述第一卡盘(5)安装在第一转接头(4)上，第一卡盘(5)的卡爪夹持端镶嵌有夹持体(19)；所述第二卡盘(6)设置在左右微调装置(10)上；所述左右微调装置(10)设置在前后微调装置(11)上；所述前后微调装置(11)设置在第二转接头(9)上；

所述激光定位与加工系统包括激光器(13)及激光器支架(14)，所述激光器(13)安装在激光器支架(14)，激光器(13)上设置有光路输出口(16)及工业相机(15)；所述激光器支架(14)与外壳(1)相连。

2.根据权利要求1所述的金刚石工具胎体对金刚石把持力的原位测量装置，其特征在于：所述夹持体(19)嵌入卡爪的深度大于其露出卡爪的高度。

3.根据权利要求1所述的金刚石工具胎体对金刚石把持力的原位测量装置，其特征在于：所述夹持体(19)远离卡爪端厚度小于20微米。

4.根据权利要求1所述的金刚石工具胎体对金刚石把持力的原位测量装置，其特征在于：所述左右微调装置(10)和前后微调装置(11)采用滑动导轨或滚动导轨。

5.一种使用权利要求1-4中任意一项所述金刚石工具胎体对金刚石把持力的原位测量装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先制备金刚石(18)与胎体(17)的复合材料；

2)通过预处理使得金刚石(18)正常初露，并在金刚石(18)表面镀膜；

3)通过第二卡盘(6)将步骤1)中的复合材料固定在把持力测量夹具上；

4)通过调节激光器支架(14)，使激光器(13)的光路输出口(16)对焦在金刚石(18)上；

5)设定激光器(13)的工作参数，在金刚石(18)表面刻蚀出一道深槽，所述工作参数包括功率参数、脉冲参数及距离参数；

6)调节旋转调整装置(8)将把持力测量夹具旋转360/n°，n为第二卡盘(6)的卡爪数量；

7)重复步骤3)～步骤5)直至在金刚石(18)上加工出n个沟槽；

8)调节加载与测试系统，将把持力测量夹具靠近金刚石(18)；

9)调整第一卡盘(5)将夹持体(19)伸入金刚石(18)表面的沟槽中；

10)调节加载与测试系统进行测试，并由力传感器(3)采集检测数据，同时将检测数据通过信号传输至控制终端。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤1)中金刚石(18)与胎体(17)的复合材料是由热压烧结成型、无压烧结成型、冷压无压烧结成型、电镀成型中的一种或多种的组合制备而成。