The invention discloses an ultrasonic-assisted single abrasive pendulum type scratching test equipment. The X-direction linear motion mechanism is arranged between the bed and the Z-direction linear motion mechanism, the Z-direction linear motion mechanism is arranged between the X-direction linear motion mechanism and the transfer plate, the angle trimming device is arranged between the transfer plate and the support, the ultrasonic transducer and the horn. Connected and fixed on the bracket, the specimen and the horn do high-frequency periodic vibration together; the spindle motor drives the rotary coil to rotate in Z direction, and a tool head is fixed on the circumferential wall of the rotary disk, and a single abrasive particle is fixed on the tool head. It has the following advantages: X-direction feed is used to control the scratch depth, angle fine-tuning device is used to adjust the scratch surface of the specimen parallel to Z-direction feed, Z-direction feed is used to form several equal-depth and equal-length scratches on the surface of the specimen, which can realize interference scratch and non-interference scratch of a single abrasive particle, and can be used to study ultrasound. The mechanism of material removal for assisting single abrasive grinding process is also discussed.
【技术实现步骤摘要】
超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备
本专利技术涉及一种划擦试验装备，尤其涉及一种超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备。
技术介绍
随着科技的发展对硬脆性材料、难加工材料和新型先进材料的需求日益增多，对关键零件的加工效率、加工质量和加工精度提出了更高的要求。传统磨削方法因不可避免的产生较大的磨削力以及磨削热，引起试件表面、亚表面损伤以及砂轮寿命低等一系列问题。尤其在精密与超精密加工领域，这些加工缺陷的存在严重制约着零件加工精度及加工效率的提高。为解决这些问题，超声振动被引入到磨削加工中。国内外广泛研究证实超声振动磨削在提高材料去除率、提高加工表面质量与加工精度、降低试件表面损伤以及延长砂轮寿命等方面具有显著优势。磨削过程看做是磨具表面大量排列参差不齐，分布不规则的形状各异的磨粒共同完成的切削过程。在科学研究中，常把复杂现象抽象成一种简化的模式，来探讨一些最本质的问题。构成砂轮的细小磨粒的切削作用是磨削加工的基础，单颗磨粒切削作为磨削加工的基本模式，成为认识复杂磨削作用的一种重要手段。因此有必要开展超声辅助条件下单颗磨粒划擦过程材料的去除机理。检索相关专利发现：申请号为201410241159.2的专利技术申请公开了一种超声振动辅助下磨削试验装置及方法，该方法所形成的划痕是在试件的圆周面，划痕的深度是不变的。砂轮磨削过程磨粒切入试件然后切出，在这个过程磨粒的划擦深度是变化的。申请号为201511015483.3的专利技术申请和申请号为201521125261.2的技术专利同时公开了一种新型超声振动辅助单颗磨粒刻线试验装置及方法。上述试验装置及方法在实施过程中将超...
【技术保护点】
1.超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备，其特征在于：包括床身(1)、X向直线运动机构(2)、Z向直线运动机构(3)、转接板(5)、角度微调装置(6)、支架(7)、超声换能器(8)、变幅杆(9)、试件(10)、工具头(11)、回转盘(12)和主轴电机(14)；该X向直线运动机构(2)装设在床身(1)和Z向直线运动机构(3)之间以使Z向直线运动机构(3)能沿X向直线运动，该Z向直线运动机构(3)装设在X向直线运动机构(2)和转接板(5)之间以使转接板(5)能沿Z向直线运动，该角度微调装置(6)装设在转接板(5)和支架(7)之间以使支架(7)能沿Y轴转动，该超声换能器(8)与变幅杆(9)连接在一起并固定在支架(7)上，该试件(10)装夹在变幅杆(9)上并与变幅杆(9)一起做高频周期振动；该主轴电机(14)装设在床身(1)上，该主轴电机(14)传动连接回转盘(12)以带动回转盘(12)绕Z向转动，该回转盘(12)外回转周壁上固设有工具头(11)，该工具头(11)上固设有单颗磨粒。
【技术特征摘要】
1.超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备，其特征在于：包括床身(1)、X向直线运动机构(2)、Z向直线运动机构(3)、转接板(5)、角度微调装置(6)、支架(7)、超声换能器(8)、变幅杆(9)、试件(10)、工具头(11)、回转盘(12)和主轴电机(14)；该X向直线运动机构(2)装设在床身(1)和Z向直线运动机构(3)之间以使Z向直线运动机构(3)能沿X向直线运动，该Z向直线运动机构(3)装设在X向直线运动机构(2)和转接板(5)之间以使转接板(5)能沿Z向直线运动，该角度微调装置(6)装设在转接板(5)和支架(7)之间以使支架(7)能沿Y轴转动，该超声换能器(8)与变幅杆(9)连接在一起并固定在支架(7)上，该试件(10)装夹在变幅杆(9)上并与变幅杆(9)一起做高频周期振动；该主轴电机(14)装设在床身(1)上，该主轴电机(14)传动连接回转盘(12)以带动回转盘(12)绕Z向转动，该回转盘(12)外回转周壁上固设有工具头(11)，该工具头(11)上固设有单颗磨粒。2.根据权利要求1所述的超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备，其特征在于：还包括测力仪(4)，该测力仪(4)装接在转接板(5)和角度微调装置(6)之间。3.根据权利要求1所述的超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备，其特征在于：还包括主轴(13)，该主轴(13)传动连接主轴电机(14)和回转盘(12)且主轴(13)轴线沿Z向布置。4.根据权利要求1所述的超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备，其特征在于：还包括控制系统，该控制系统连接X向直线运动机构(2)、Z向直线运动机构(3)、角度微调装置(6)和主轴电机(14)。5.根据权利要求1或2或3或4所述的超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备，其特征在于：该工具头(11)个数包含有两个，该两个工具头(11)质量相等且轴向对称地固设在该回转盘(12)的回转周壁上，该两个工具头(11)上有且只有一个工具头(11)上装接有单颗磨粒。6.根据权利要求1所述的超声辅助单颗磨粒钟摆式划擦试验装备的试验方法，其特征在于：包括：步骤1，将试件(10)装夹在变幅杆(9)上；步骤2，通过调整角度微调装置(6)使试件(10)的划擦表面与Z向进给方向平行；步骤3，主轴电机(14)带动回转盘(12)转动，带动工具头...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜峰，张涛，查旭明，郭必成，张丽彬，徐佳禄，尹纪博，王珂，曹亮，徐西鹏，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35
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