[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

摘要

本发明公开了CBN刀具预修黑色金属试件的磨粒划擦快停测试方法，属于机械加工中的材料性能测试及精密与超精密加工领域，通过将黑色金属试件固定并进行在线动平衡；然后采用CBN刀具对该试件进行修盘，达到测试所需的端面跳动以及粗糙度要求；试件以指定转速旋转，顶端固接有单颗磨粒的工具头以指定切深径向进给，在试件端面形成螺旋形划痕，划擦过程中工具头与试件瞬间脱离，实现单磨粒划擦过程中磨粒和试件接触状态的“冻结”，通过三维形貌测量和显微观察，可以更好的了解磨粒去除材料过程中的材料变形、已加工表面形成、界面摩擦等相关机理，进而为磨削等磨粒加工过程材料去除机理的深入研究提供手段。

主权项

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。