[发明专利]介尺度下的切削性能试验台及检测方法

说明书

本发明涉及介尺度下的微观尺寸检测设备领域，特别是一种介尺度下的切削性能试验台及检测方法。旨在解决现有技术中金属在高速切削环境下介尺度尺寸性能变化难以综合测量，导致品控级别低的问题。本发明中立式机架包括对向设置的两块固定立柱，固定立柱间设有试样安装区、刀具进给区；在试样安装区内安装风向导屑机构和切削收集机构，在刀具进给区内设置图样收集机构和刀具形状采集机构，图样收集机构经由电路连接图形处理元件，冷却液管绕装在刀具进给区内。优点在于：可以同时测量高速切削条件下被测工件的表面尺寸，切削成型情况，刀面磨损情况，实现被测工件介尺度下的尺寸条件，切削面精度条件的监控，为介尺度的研究提供数据基础。

技术领域

本发明涉及介尺度下的切削性能试验台领域，特别是一种介尺度下的切削性能试验台及检测方法。

背景技术

介观尺度就是指介于宏观和微观之间的尺度；一般认为它的尺度在纳米和毫米之间.在这一领域中，物体的尺寸具有宏观大小，但具有那些我们原来认为只能在微观世界中才能观察到的许多物理现象。因而介观物理涉及量子物理、统计物理和经典物理的一些基本问题。在理论上有许多方面有待深入研究。从应用的角度看，介观物理的研究一方面可以给出现有器件尺寸的减小的下限，这时候原来的理论分析方法如欧姆定律已经不再适用；另一方面，新发现的现象为制作新的量子器件也提供了丰富的思想，也许会成为下一代更小的集成电路的理论基础。

另一方面，在合金技术中，碳化硅颗粒增强铝基复合材料因其优良的力学性能，在航空航天和交通运输等领域得到广泛应用，成为卫星轴承、激光反射镜和光学座架等高要求零件的新型工程材料。该材料因为SiC颗粒的存在提高了强度、硬度和耐磨性，但由于SiC颗粒的本身特性增加了加工难度，影响了超精密切削SiCp/Al复合材料时的加工表面质量。SiCp/Al复合材料切削加工后形成的表面形貌类型多样，不同的表面形貌类型和几何特征对加工表面的机械物理性能产生不同的影响，因此研究SiCp/Al复合材料切削加工表面形成机理，掌握不同类型表面形貌的形成原因对改善加工表面质量具有重要意义。

综上所述，在高分子合金产品的加工中，现阶段研究的重点在于高度切削下被加工零件表面的微观变化对材料整体的力学性能产生的影响，而现阶段中缺少足够支撑理论依据的试验数据。

本发明的目的就在于，设计一套试验台，实时检测高速切削下工件和刀具的尺寸和状态，为相关研究提供数据基础，这是现有技术中所没有的。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中金属在高速切削环境下介尺度下尺寸性能变化难以综合测量，导致品控级别低的问题。

本发明的具体方案是：

设计一种介尺度下的切削性能试验台，包括立式机架，其特征在于：所述立式机架包括对向设置的两块固定立柱，所述固定立柱间设有试样安装区、刀具进给区；在所述试样安装区内安装风向导屑机构和切削收集机构，在所述刀具进给区内设置图样收集机构和刀具形状采集机构，所述图样收集机构经由电路连接图形处理元件，冷却液管绕装在所述刀具进给区内；在所述试样安装区内，沿所述固定立柱，自上而下依次设计至少4组滑板固定槽，每个所述滑板固定槽内滑装试样固定台，同时所述试样固定台与所述滑板固定槽间设有定位销，所述试样为长方体型，其上设有沉槽通孔，对应的所述试样固定台的对应位置也设有通孔以配合安装实现装卡的试样定位钉；所述风向导屑机构包括对向安装在固定立柱上的带有孔径小于2mm滤孔的导向风扇，还包括在所述试样固定台上设置的斜槽，同时所述试样固定台的顶面外缘还设有防溢流台；所述切削收集机构包括安装在所述时间固定台侧边，与所述斜槽相连通的集屑盒。

具体实施中，所述刀具进给区包括处于所述固定立柱中间的设备底座，所述设备底座上经由竖直移动副部件安装升降杆，所述升降杆上设有刀杆，所述刀杆在水平移动副的带动下实现水平位移，所述升降杆上设有主轴得以滑动的主轴槽，所述刀杆自上而下包括固定架，旋转电机和高速刀头。