一种超硬磨粒把持力测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超硬磨粒把持力测试系统，在测试时，首先将待测试样与测试工件在横向上按照设定条件装配固定好后，再施加纵向力，若磨粒未脱落，可逐步调整增加磨粒进入测试工件的深度反复测试，直至磨粒脱落，以此实现磨粒最大把持力的测试。该测试系统较为准确直观，能够真实反映磨粒把持力的大小，为进一步研究超硬材料制品制造及应用技术研究、磨削机理研究奠定了基础。另外，该系统的结构简单、操作方便，既可用于磨粒把持力测试，用于单位面积磨粒把持力测试，也可用于模拟磨粒磨削试验研究。

【技术实现步骤摘要】
一种超硬磨粒把持力测试系统
本技术属于磨料磨具制造与磨削加工领域，具体涉及一种超硬磨粒把持力测试系统。
技术介绍
磨削加工是精密加工的主要加工方法，作为磨削加工工具的磨具是由磨料和结合剂等组成。近年来，随着高速磨床、超硬材料、智能控制技术的发展，对磨料磨具及其应用也提出了更高的要求，尤其是期待磨具表层磨粒把持力大小能够量化、可控。 磨粒把持力是随着超硬材料的应用而出现的新概念，主要指在超硬材料制品中结合剂固结磨粒参与磨削，阻止磨粒脱落的能力。磨粒把持力小，则磨粒易脱落，砂轮形状精度难以保持、砂轮寿命低、磨削成本高；磨粒把持力大，则磨粒易钝化，砂轮自锐性差、磨削效率低、磨削质量差。在超硬材料制品及其应用领域，超硬材料制品是否具备合适的磨粒把持力是决定其磨削性能的关键，关于磨粒把持力的研宄一直是行业内研宄热点之一，绝大部分学者从磨粒受力分析、结合剂增强、磨粒形状、配方组分、磨粒裸露高度等方面来定性分析，并提出改善磨粒把持力的措施；也有部分学者通过理想化假设，建立了磨粒把持力计算的力学模型。但由于超硬材料制品组织结构复杂，磨粒颗粒小、磨粒在砂轮表面的裸露高度及分布不确定等，单纯定性分析和理论计算均不能真实反映磨粒把持力的大小。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种超硬磨粒把持力测试系统，以解决目前无法对超硬磨粒把持力进行实际测试的技术问题。 为了实现以上目的，本技术所采用的技术方案是:一种超硬磨粒把持力测试系统，包括第一横移机构和用于纵向移动的滑台，所述第一横移机构上连接有用于固定待测磨粒试样的基座，所述基座固定于第一横移机构上；所述滑台上设置有第二横移机构，第二横移机构用于与测试工件连接，所述测试工件用于在测试时与待测磨粒试样的磨粒正对应接触；所述滑台的纵向一侧设有用于驱动滑台纵向移动的驱动机构；该系统还包括用于检测纵向力的测力装置。 所述第一横移机构为粗调整移动机构，第二横移机构为微进给机构。 所述测力装置为驱动机构与滑台之间所设的纵向力传感器；微进给机构与测试工件之间设有用于检测横力的横向力传感器；该系统还包括设置在微进给机构侧边用于检测横向位移的第一位移传感器和设置在滑台侧边用于检测纵向位移的第二位移传感器。 该测试系统设置在一机架上，该机架的一侧还设有用于通过视频显示调整第一横移机构和第二横移机构的视频对刀装置，该装置与一计算机控制连接。 两力传感器和两位移传感器均与计算机通信连接。 所述驱动机构为直线电机。 本技术的超硬磨粒把持力测试系统用于将待测试样与测试工件在横向上按照设定条件装配固定好后，再施加纵向力，若磨粒未脱落，可逐步调整增加磨粒进入测试工件的深度反复测试，直至磨粒脱落，以此实现磨粒最大把持力的测试。该测试系统较为准确直观，能够真实反映磨粒把持力的大小，为进一步研宄超硬材料制品制造及应用技术研宄、磨削机理研宄奠定了基础。另外，该系统的结构简单、操作方便，既可用于磨粒把持力测试，用于单位面积磨粒把持力测试，也可用于模拟磨粒磨削试验研宄。 【附图说明】 图1为本技术超硬磨粒把持力测试系统原理图； 图2为单颗CBN磨粒把持力测试曲线图。 【具体实施方式】 下面结合附图及具体的实施例对本技术进行进一步介绍。 如图1所示为本技术超硬磨粒把持力测试系统实施例的原理图，由图可知，该系统包括第一横移机构3和用于纵向移动的滑台12，第一横移机构3上连接有用于固定待测磨粒试样I的基座2，基座2固定于第一横移机构3上；滑台12上设置有第二横移机构6，第二横移机构6用于与测试工件4连接，该测试工件用于在测试时与待测磨粒试样I的磨粒14正对应接触；滑台12的纵向一侧设有用于驱动滑台纵向移动的驱动机构；该系统还包括用于检测纵向力的测力装置。 本实施例的第一横移机构为粗调整移动机构，第二横移机构为微进给机构。上述所述测力装置为驱动机构与滑台之间所设的纵向力传感器8 ;第二横移机构6与测试工件4设有用于检测横向力的横向力传感器5 ;该系统还包括设置在微进给机构6侧边用于检测横向位移的第一位移传感器7和设置在滑台12侧边用于检测纵向位移的第二位移传感器10。 该系统整体设置在一机架上(图中未示出)，该机架的一侧还设有用于通过视频显示调整第一横移机构和第二横移机构的视频对刀装置11，该装置与一计算机13控制连接，两力传感器5和8和两位移传感器7和10均与该计算机13通信连接。 本技术的驱动机构选用直线电机9，控制使用较为方便。 该超硬磨粒把持力测试系统可以用来测试单颗磨粒把持力测试，也可以用于实现磨粒微进给切削参数模拟制定，具体过程如下: 实施例1:单颗磨粒把持力测试 (I)将待测磨粒试样与第一横移机构固定连接，并使磨粒朝向测试工件方向；将根据试验要求制作好的测试工件与设置在可纵向移动的滑台上的第二横移机构连接，该测试工件上设有用于容纳磨粒的预留孔。 首先按要求制备待测超硬磨粒试样:选取测试磨粒14，并与结合剂一起制备出单颗磨粒试样1，并通过开刃使超硬磨粒露出合适的高度，通过显微镜测试记录试样的外露磨粒形状、磨粒裸露高度等相关参数；同时根据试验要求选择相应的材料，按照要求制作好测试工件4，并在工件的设定位置预制一小孔(预留孔)，孔径略大于磨粒14直径，该孔的深度没有严格要求，能够容纳裸露的磨粒即可。 (2)分别调节第一横移机构3和第二横移机构6，使待测磨粒试样I的磨粒14进入测试工件4预留孔达到设定深度，这里的设定深度是技术人员根据实践经验自己确定的。 (3)通过驱动机构驱动滑台12纵向移动达到设定条件时停止:此处的驱动机构我们选用直线电机9，达到其设定的行程后，电机会自动停止。 (4)若滑台12停止移动时磨粒14未脱落，则重新更换测试工件4，调整增加待测磨粒试样的磨粒进入测试工件预留孔的设定深度重新测试。随着磨粒进入试件深度的加大，磨粒把持力也相应的加大，直至磨粒脱落或发生明显的松动；当磨粒脱落时驱动机构施加在滑台上的力即为待测磨粒试样的最大把持力，如图2所示。 本技术的直线电机9与滑台12之间设有用于检测纵向力的纵向力传感器8 ;当磨粒脱落时，可认定纵向力传感器8显示的力数值即为待测磨粒试样的最大把持力。 本实施例的第一横移机构为粗调整移动机构，第二横移机构为微进给机构，在横向位移调节时，首先调节粗调整移动机构至磨粒即将接触测试工件的状态，再调节微进给机构使磨粒进入测试工件预留孔达到设定深度。另外，可以利用视频对刀装置11通过视频显示的方式对第一横移机构3和第二横移机构6进行调节。 利用本技术获取的压力、拉力和位移信号以及设定的相关参数(如磨粒露出高度、磨料几何形状参数、磨粒深入试件深度)等，既可用于磨粒把持力测试，用于单位面积磨粒把持力测试，也可用于模拟磨粒磨削试验研宄，下面举例予以说明。 实施例2:磨粒微进给切削参数模拟制定 ①在测试时，首先选取测试磨粒14，并与结合剂一起制备出单颗磨粒试样1，通过开刃使磨粒14露出合适的高度；再通过显微镜测试记录外露磨粒14形状、磨粒裸露高度等相关参数；将待测磨粒试样I固定于基座2上，并使磨粒14露出面朝向试件4方向； ②根据试验要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超硬磨粒把持力测试系统，其特征在于：包括第一横移机构和用于纵向移动的滑台，所述第一横移机构上连接有用于固定待测磨粒试样的基座，所述基座固定于第一横移机构上；所述滑台上设置有第二横移机构，第二横移机构用于与测试工件连接，所述测试工件用于在测试时与待测磨粒试样的磨粒正对应接触；所述滑台的纵向一侧设有用于驱动滑台纵向移动的驱动机构；该系统还包括用于检测纵向力的测力装置。

【技术特征摘要】
1.一种超硬磨粒把持力测试系统，其特征在于:包括第一横移机构和用于纵向移动的滑台，所述第一横移机构上连接有用于固定待测磨粒试样的基座，所述基座固定于第一横移机构上；所述滑台上设置有第二横移机构，第二横移机构用于与测试工件连接，所述测试工件用于在测试时与待测磨粒试样的磨粒正对应接触；所述滑台的纵向一侧设有用于驱动滑台纵向移动的驱动机构；该系统还包括用于检测纵向力的测力装置。2.根据权利要求1所述的超硬磨粒把持力测试系统，其特征在于:所述第一横移机构为粗调整移动机构，第二横移机构为微进给机构。3.根据权利要求2所述的超硬磨粒把持力测试系统，其特征在于:所述测力装置为驱动机构与滑台之...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯克明，朱建辉，师超钰，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41