[发明专利]一种用于确定单晶材料最优加工方向的方法

说明书

本发明公开了一种用于确定单晶材料最优加工方向的方法，所述方法为制作单晶材料样品，确定单晶材料样品所有的潜在最优加工方向，对单晶材料沿着每个潜在最优加工方向进行加工；在每次加工中获取用于测评该潜在最优加工方向的评定特征；所述的评定特征包括加工过程中的加工力、加工完成后的表面形貌特征和亚表面损伤层深度；所述的加工力包括切向力和法向力；最后根据评定特征，选择出最优加工方向，提高加工效率和加工的质量。

技术领域

本发明涉及单晶材料加工技术领域，尤其涉及一种用于确定单晶材料最优加工方向的方法。

背景技术

单晶材料由于其优异的性能被广泛的应用，但是由于其各向异性的性质，使用相同的工艺参数沿着不同方向进行磨削、切削和线切割加工时，材料的表面质量、加工效率、加工力、或工具磨损也有明显的差异。

申请号为CN201380047765.4的专利公开了显示出稳定的超弹性的Cu-Al-Mn系合金材料及其制造方法，在制造后要求70％以上的晶粒001晶向偏离角度为0°～50°的范围内，但是并没有提出如何能够确定最佳加工方向。专利申请号为CN201010598282.1的专利公开了一种基于切削力波动特性的单晶材料切削方法及微调刀架，可以实现单晶材料切削过程中切削方向的调整，但是并没有提出哪个切削方向为最优加工方向。

因此，亟需一种方法，可以实现对单晶材料加工方向的优选，从而在单晶材料的磨削、切削或线切割加工中，能够减小加工力、提高加工效率和提高加工质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于确定单晶材料最优加工方向的方法，利用所述方法实现对单晶材料加工方向的优选，所述方法适用于单晶材料的磨削、线切割或切削加工中，能够减小加工力、提高加工效率和加工质量。

本发明采用的技术方案为：

一种用于确定单晶材料最优加工方向的方法，包括以下步骤：

步骤一：制作单晶材料样品，确定单晶材料样品所有的潜在最优加工方向；设定单晶材料样品的潜在最优加工方向有n个；

步骤二：对单晶材料沿着每个潜在最优加工方向进行加工；设定第i次加工为沿第i个潜在最优加工方向进行的加工；

步骤三：在第i次加工中，获取用于测评第i个潜在最优加工方向的评定特征；

所述的评定特征包括加工过程中的加工力、加工完成后的表面形貌特征和亚表面损伤层深度；所述的加工力包括切向力和法向力；

3.1：通过力信号采集系统采集第i次加工过程中的加工力；

 3.2：通过光学测量设备对第i次加工完成后的表面形貌进行检测，获取表面形貌特征；

3.3：通过破坏性检测方式获取第i次加工完成后的截面形貌，通过截面形貌获取获取与第i个潜在最优加工方向对应的亚表面损伤层深度；

步骤四：重复步骤三，直至通过n次加工，分别完成对n个潜在最优加工方向的加工，获取与n个潜在最优加工方向一一对应的n组评定特征；

步骤五：根据评定特征，从n个潜在最优加工方向中选择出最优加工方向。

所述的用于确定单晶材料最优加工方向的方法包括以下步骤：

步骤一：所述的潜在最优加工方向为潜在最优磨削方向；

步骤二：对单晶材料样品沿着每个潜在最优磨削方向进行加工；设定第i次加工为沿第i个潜在最优磨削方向进行的加工；

步骤三：在第i次加工中，获取用于测评第i个潜在最优磨削方向的评定特征；所述的评定特征中，所述的加工力为磨削力，所述的表面形貌特征为表面粗糙度；

3.1：通过力信号采集系统对第i次加工过程中的磨削力进行采集；