SEM在线纳米切削装置的切削力及切削应力测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种SEM在线纳米切削装置的切削力及切削应力测量方法，包含以下步骤：利用SEM在线观测纳米切削，在金刚石刀具侧刀面上利用SEM沉积功能沉积一条垂直于刀具运动方向的Pt线标记物；开展恒定切削速度下的纳米切削实验和刀具相同切削速度下的空走实验，使用SEM录制切削过程视频；根据SEM生成视频中对应时间分辨率确定提取帧图片的时刻，提取各个时刻下的帧图片；对标记物位置变化进行提取；得到金刚石刀具纳米切削过程中刀杆的挠度变化信息；对切削装置的刀杆进行刚度标定，测量金刚石刀具纳米切削过程中的切削力大小；采用AFM对切削后的样品的表面形貌进行测试；计算出金刚石刀具纳米切削中切削应力的大小。

【技术实现步骤摘要】
SEM在线纳米切削装置的切削力及切削应力测量方法
本专利技术属于测量
，涉及利用SEM诱导沉积技术、SEM成像技术、图像处理技术、AFM形貌测量等技术，实现对SEM在线观测金刚石刀具纳米切削装置的切削力及切削比能进行测量。该方法可在不额外搭载可在真空条件下工作的传感器装置，实现SEM在线观测金刚石刀具纳米切削过程对纳米切削的切削力和切削应力进行测量，可用于纳米切削机理实验的分析研究。
技术介绍
近年来，基于超精密金刚石车削的切削加工技术已经被证实为获得硬脆材料超光滑表面的一种高效高精度的超精密加工手段。超精密金刚石切削中存在的脆塑转变现象可以使脆性材料以塑性模式被去除。由于在硬脆材料的纳米切削中脆塑转变的临界深度与金刚石刀具刃口半径均处于纳米量级，为了便于硬脆材料脆塑转变机理的实验研究，需要在实现纳米级精度的金刚石切削实验的同时，对纳米切削过程、材料纳米去除模式、切屑形成过程以及材料的切削表面质量进行高分辨表征。因此利用SEM在线观测金刚石刀具纳米切削装置开展硬脆材料脆塑转变机理研究是一种有效的手段。目前的SEM在线观测金刚石刀具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SEM在线纳米切削装置的切削力及切削应力测量方法，包含以下步骤：/n(1)利用SEM在线观测纳米切削，在金刚石刀具侧刀面上利用SEM沉积功能沉积一条垂直于刀具运动方向的Pt线标记物，使标记物与刀具侧刀面的背景形成良好的衬度；/n(2)使用沉积标记物后的金刚石刀具在SEM在线观测下开展给定的恒定切削速度下的纳米切削实验和刀具相同切削速度下的空走实验，使用SEM录制切削过程视频；/n(3)对SEM录制的视频进行逐帧相减，测得SEM录像中采用的电子束驻留时间参数下SEM成像的时间分辨率；/n(4)根据SEM生成视频中对应时间分辨率确定提取帧图片的时刻，提取各个时刻下的帧图片，用于后续的测量计...

【技术特征摘要】
1.一种SEM在线纳米切削装置的切削力及切削应力测量方法，包含以下步骤：
(1)利用SEM在线观测纳米切削，在金刚石刀具侧刀面上利用SEM沉积功能沉积一条垂直于刀具运动方向的Pt线标记物，使标记物与刀具侧刀面的背景形成良好的衬度；
(2)使用沉积标记物后的金刚石刀具在SEM在线观测下开展给定的恒定切削速度下的纳米切削实验和刀具相同切削速度下的空走实验，使用SEM录制切削过程视频；
(3)对SEM录制的视频进行逐帧相减，测得SEM录像中采用的电子束驻留时间参数下SEM成像的时间分辨率；
(4)根据SEM生成视频中对应时间分辨率确定提取帧图片的时刻，提取各个时刻下的帧图片，用于后续的测量计算；
(5)对所提取的各帧图片，采用图像处理技术对提取帧图片中标记物进行识别并进行图像位置拟合，对标记物位置变化进行提取，得到金刚石刀具恒定切削速度下的纳米切削过程和刀具以相同切削速度空走过程中的运动信息；
(6)从金刚石刀具以恒定速度进行纳米切削过程的运动信息中减去金刚石刀具以相同切削速度进行空走过程中的运动信息；
(7)进行像素点比例尺标定，结合步骤(6)相减所得到的结果，得到金刚石刀具纳米切削过程中刀杆的挠度变化信息；
(8)对切削装置的刀...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宗伟，田东禹，何忠杜，国晨，赵兵，刘冰，张增其，周湛奇，孙天泽，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12