一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置及测试方法，测试装置包括可动平台、夹持件、安装支架、测力模块及推剪刀具；夹持件固定在该可动平台上，推剪刀具固设在安装支架上且位于夹持件上方，当可动平台移动时，推剪刀具与夹持件上的金刚石修整器形成相对运动且推剪刀具对金刚石修整器上的磨粒进行推剪，测力模块用于获取推剪刀具与金刚石修整器推剪时产生的相互作用的推剪力；它具有如下优点：实现对金刚石修整器上所有磨粒的结合力的整体测试及评价，测试装置结构及测试方法新颖，巧妙，可操作性强。可操作性强。可操作性强。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及加工工具的检测领域，尤其涉及一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置及测试方法。

技术介绍

[0002]对于带有磨粒的金刚石工具来说，金刚石磨粒的失效情况通常用来衡量金刚石工具的耐用程度，是决定金刚石工具的使用性能和工作寿命的主要因素。当磨粒在金刚石工具中的结合力不足时，金刚石磨粒会在加工过程中从结合剂上脱落。因此，金刚石工具的结合力被广泛研究。
[0003]由于金刚石工具在实际使用过程中主要受到剪切作用，因此通过剪切(推剪)试验获取的磨粒结合力，具有较好的参考价值。
[0004]据现有技术资料显示，已有不少学者对单颗磨粒结合力进行研究评价，即仅通过金刚石工具上的一颗磨粒来反映整体的金刚石工具的磨粒结合力情况。针对仅采用单颗磨粒来反映整体磨粒结合力的方法，须对金刚石工具的形貌进行筛选，挑选较适合推剪与观测的金刚石工具，也会对金刚石与基体的连接处进行处理以保证单颗推剪的准确性。但针对化学机械抛光垫的金刚石修整器这类表面磨粒连续排布的工业金刚石产品，其上金刚石的形状不完全一致，金刚石与基体的相对高度也会因工艺而存在微小误差，通过现有的单颗磨粒结合力的测量，不能够准确客观地反映整体磨粒的结合力情况，目前还没有学者通过金刚石修整器表面多颗磨粒结合力的测量来评价金刚石修整器特性。
[0005]化学机械抛光垫的金刚石修整器在修整过程中会做行星运动，同时也会自转，其表面磨粒会随着修整器共同旋转，通过自身磨粒对抛光垫进行修整，去除其表面杂质。
[0006]针对化学机械抛光垫的一类金刚石修整器，其上磨粒多以垂直排布或叶序排布，排布规则整齐且致密。对这类表面具有多列磨粒的盘面磨粒结合力进行评价，需要在推剪机构结构、测试方法、统计方法上进行创新。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置及测试方法，其克服了现有技术的不足。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0009]一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，它包括能实现XYZ三维空间移动及绕Z方向转动的可动平台、用于夹持金刚石修整器的夹持件、安装支架、测力模块及推剪刀具；该夹持件固定在该可动平台上，该推剪刀具固设在安装支架上且位于夹持件上方，当可动平台移动时，推剪刀具与夹持件上的金刚石修整器形成相对运动且推剪刀具对金刚石修整器上的磨粒进行推剪，该测力模块用于获取推剪刀具与金刚石修整器推剪时产生的相互作用的推剪力；还包括带控制器的数据处理模块，该测力模块与数据处理模块电性连接并能与数据处理模块实现数据交互。
[0010]一实施例之中：该测力模块固设在安装支架上，该推剪刀具固定在测力模块上。
[0011]一实施例之中：还包括用于获取推剪过程图像信息的摄像模块，该摄像模块通过固定结构固定在安装支架上。
[0012]一实施例之中：还包括用于提供摄像亮度的补光灯，该补光灯通过该固定结构固定在安装支架上。
[0013]一实施例之中：该固定结构包括凸设在安装支架上的燕尾榫、一带有燕尾槽的连接块及若干螺钉，该燕尾槽适配该燕尾榫，该若干螺钉螺接于该连接块且螺钉尖端紧抵于该安装支架以使该连接块紧固于燕尾榫上。
[0014]一实施例之中：该推剪刀具与磨粒推剪接触的推剪部分的宽度T≥d,且T<＝(2D
‑
d)，其中，D为磨粒间隔，d为磨粒粒径。
[0015]一实施例之中：该推剪刀具的推剪部分的宽度在0.2
‑
2mm。
[0016]一种金刚石修整器的磨粒结合力测试方法，包括如下步骤：
[0017]步骤1，选取金刚石修整器上的若干推剪区域，该若干推剪区域在金刚石修整器的盘面上呈中心对称布设，且所有所选区域上的磨粒个数大于或等于总磨粒个数的20％；
[0018]步骤2，对各推剪区域中的磨粒进行推剪，在推剪行程内，推剪刀具与金刚石修整器的基体之间的距离保持恒定，推剪刀具的推剪速度保持恒定；
[0019]步骤3，获取推剪刀具推剪时与金刚石修整器产生的相互作用的推剪力并记录该推剪力数值；
[0020]步骤4，对该推剪力数值进行数据处理。
[0021]一实施例之中：所述步骤1中，推剪过程中同一时刻仅推剪单个磨粒。
[0022]一实施例之中：所述步骤2中，推剪刀具的推剪速度小于1mm/s且大于0.00001mm/s。
[0023]一实施例之中：所述步骤4中的数据处理方法包括：
[0024]步骤11，设选取的推剪区域为a1,a2,a3...a
t
，剔除小于设定阈值的无效推剪力数值，取每个推剪区域的推剪力数值曲线的每个峰值作为各磨粒的推剪力数值F
j1
,F
j2
,F
j3
...F
jn
；
[0025]步骤12，根据式求取推剪区域a
j
的推剪力平均值以表征该区域a
t
的磨粒结合力大小；
[0026]根据式求取推剪区域a
j
的推剪力的标准差s
t
或方差s
t2
，以表征该区域a
t
各磨粒结合力的不均匀性；
[0027]根据式求取所有推剪区域a1,a2,a3...a
t
的推剪力的平均值以表征该整个金刚石修整器的磨粒结合力大小；
[0028]根据式求取所有推剪区域a1,a2,a3...a
t
的推剪力的标准差s或方差s2，以表征该整个金刚石修整器各磨粒结合力的不均匀性。
[0029]本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：
[0030]1、一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，实现金刚石修整器与推剪刀具的推剪运动，模拟金刚石修整器在实际工作过程中受到的剪力作用，同时实时测得推剪过程中的推剪力，用以判断磨粒结合力的情况；该装置结构新颖、工作稳定。
[0031]2、该推剪刀具与磨粒推剪接触的推剪部分的宽度T≥d,且T<＝(2D
‑
d)，其中，D为磨粒间隔，d为磨粒粒径。保证在推剪过程中同一时刻仅推剪单个磨粒，避免在推剪过程中同时推剪多个磨粒，得到推剪行程过程中依次推剪到的每个磨粒的结合力。
[0032]3、一种金刚石修整器的磨粒结合力测试方法，能够模拟金刚石修整器在实际工作过程中受到的剪力作用，综合多个磨粒结合力情况，对金刚石修整器磨粒结合力的测量及评价，为金刚石修整器的耐用性、寿命情况提供衡量参考；该方法独特、巧妙，可操作性强，又能准确地反映出金刚石修整器磨粒的结合力情况。
附图说明
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0034]图1为一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置的局部放大示意图。
[0035]图2为一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置的整体示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，其特征在于：包括能实现XYZ三维空间移动及绕Z方向转动的可动平台、用于夹持金刚石修整器的夹持件、安装支架、测力模块及推剪刀具；该夹持件固定在该可动平台上，该推剪刀具固设在安装支架上且位于夹持件上方，当可动平台移动时，推剪刀具与夹持件上的金刚石修整器形成相对运动且推剪刀具对金刚石修整器上的磨粒进行推剪，该测力模块用于获取推剪刀具与金刚石修整器推剪时产生的相互作用的推剪力；还包括带控制器的数据处理模块，该测力模块与数据处理模块电性连接并能与数据处理模块实现数据交互。2.根据权利要求1所述的一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，其特征在于：该测力模块固设在安装支架上，该推剪刀具固定在测力模块上。3.根据权利要求1中所述的一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，其特征在于：还包括用于获取推剪过程图像信息的摄像模块，该摄像模块通过固定结构固定在安装支架上。4.根据权利要求3所述的一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，其特征在于：还包括用于提供摄像亮度的补光灯，该补光灯通过该固定结构固定在安装支架上。5.根据权利要求3或4所述的一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，其特征在于：该固定结构包括凸设在安装支架上的燕尾榫、一带有燕尾槽的连接块及若干螺钉，该燕尾槽适配该燕尾榫，该若干螺钉螺接于该连接块且螺钉尖端紧抵于该安装支架以使该连接块紧固于燕尾榫上。6.根据权利要求1所述的一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，其特征在于：该推剪刀具与磨粒推剪接触的推剪部分的宽度T≥d,且T<＝(2D
‑
d)，其中，D为磨粒间隔，d为磨粒粒径。7.根据权利要求7所述的一种金刚石修整器的磨粒结合力测试装置，其特征在于：该推剪刀具的推剪部分的宽度在0.2
‑
2mm。8.一种金刚石修整器的磨粒结合力测试方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，选取金刚石修整器上的若干推剪区域，该若干推剪区域在金刚石修整器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄辉，杨紫兴，廖信江，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：