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《硬脆材料精密磨削的磨削力及表面質(zhì)量測試與分析實驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、硬脆材料精密磨削的磨削力及表面質(zhì)量測試與分析實驗一、實驗?zāi)康牧私庥泊嗖牧暇苣ハ骷庸し椒ㄒ约澳ハ鬟^程中磨削力的變化特點；了解磨削后表面質(zhì)量測試分析方法；了解相關(guān)測試分析儀器（Kistler、SEM、AFM、Leica）的工作原理、功能及使用方法。二、磨削力測試磨削(Grinding)是一種精密加工方法，能獲得很高的加工精度和表面粗糙度。對于當(dāng)今的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、鈦合金、高溫合金、超高強度鋼等難加工材料而言，磨削是一種非常有效的加工方法。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于一種典型的硬脆材料，其性能主要有：硬度比金屬高一倍多，具有好的耐磨性；高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的脆性高，受到外力作
2、用下容易發(fā)生斷裂；在1200~1500℃的高溫下能保持較高的強度，具有良好的抗熱沖擊性；高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的導(dǎo)熱性較差，熱膨脹系數(shù)??；高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的密度僅為普通鋼材的二分之一至三分之一；高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的彈性模量比金屬高的多，受力后彈性變形小。由于高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的脆硬性，通常用超硬磨料磨具進行精密與超精密加工。其磨削過程中磨削力比較大、磨削比小、砂輪磨耗量大、表面質(zhì)量不易控制導(dǎo)致生產(chǎn)率低。1、實驗原理及設(shè)備磨削力是研究磨削現(xiàn)象的一個重要參數(shù)，磨削力測量和采集是磨削實驗中重要內(nèi)容，需要使用測力儀和采集軟件。測量磨削力的設(shè)備使用瑞士生產(chǎn)的KISTLER9257BA三
3、坐標(biāo)測力儀，采集磨削力的軟件采用DYSLAB軟件。KISTLER9257BA三坐標(biāo)測力設(shè)備原理：利用壓電陶瓷原理，將微弱的由力產(chǎn)生的變形信號轉(zhuǎn)換為電信號，根據(jù)事先標(biāo)定的值得到力值。測力儀在上面板和底板之間有四個三向力傳感器，它們都不接地。隔熱層保護傳感器不受外界溫度影響。將測力儀用管接頭和控制單元設(shè)備5233A1連接構(gòu)成了測力系統(tǒng)(圖1)。2、檢測軟件DASYLab是一個集數(shù)據(jù)采集、過程控制及數(shù)據(jù)分析于一體的軟件系統(tǒng)。在DASYLab中，通過選擇和任意擺放模塊元素，并且把鼠標(biāo)把這些模塊元素連接起來，能夠直接在屏幕上對測量、過程控制或者仿真任務(wù)進行設(shè)置
4、。使用黑箱模塊組合實驗當(dāng)中需要重復(fù)使用的工作頁元素，并且把它們整合到黑箱模塊中，插入到工作頁中。最大工作頁尺寸為2000*2000像素，工作頁可包含的模型數(shù)可達(dá)256，大多數(shù)模型能夠配置的輸入和/或輸出數(shù)達(dá)16個?？梢宰远x位于屏幕左邊的模型工具欄，以滿足用戶的使用要求。使用專用模塊可把結(jié)果以圖形或數(shù)字的形式顯示出來，這可以通過使用示波器模塊進行有效的處理。完整的實驗設(shè)置，包括所有的當(dāng)前選擇的參數(shù)，窗口位置和附加信息能夠保存到一個文件當(dāng)中，并且可以再次被打開。采集的數(shù)據(jù)和過程的結(jié)果也能被保存到文件當(dāng)中，這些數(shù)據(jù)和結(jié)果能夠進行詳細(xì)的分析或者是用于仿真和
5、訓(xùn)練。通過使用合適的數(shù)字I/O或D/A轉(zhuǎn)換模塊可以控制外部系統(tǒng)。DASYLab提供了廣泛的功能強大的二位操作（AND/OR/NOT等）模塊，計數(shù)器，和PID控制函數(shù)。實驗原理圖如下：圖1磨削力測量系統(tǒng)原理示意圖3、實驗步驟a)連接測力儀和計算機，打開電源。b)設(shè)置測力儀的量程，按清零鍵。c)啟動DASLAB軟件，打開數(shù)據(jù)采集文件。d)運行軟件。e)設(shè)置采樣頻率和采樣時間，按清零鍵，然后按采樣鍵，開始采樣。f)保存采樣結(jié)果。g)結(jié)束軟件運行，取下設(shè)備，關(guān)閉電源。三、磨削表面測試1、掃描電子顯微鏡掃描電子顯微鏡JSM-5610LV通過試件臺的X、Y向以及
6、旋轉(zhuǎn)運動可以觀測最大直徑為125mm的試件，所有的操作均可以通過電腦鼠標(biāo)來完成。提供完整的實用自動功能，比如自動電子槍共軸調(diào)整、自動聚焦、自動像散校正、自動亮度/對比度校正等。充分利用計算機就可以實現(xiàn)對SEM的所有操作，從儀器抽真空到圖像觀測和報告制作，簡便快捷。用低真空度模式可以觀測不帶導(dǎo)電涂層的非導(dǎo)電試件。1）掃描電子顯微鏡功能掃描電子顯微鏡是以電子束作為照明源，把聚焦得很細(xì)的電子束以光柵狀掃描方式照射到試樣上，產(chǎn)生各種同試樣性質(zhì)有關(guān)的信息，然后加以收集和整理，從而獲得微觀形貌放大像的一種顯微鏡。2）掃描電子顯微鏡原理以類似電視攝影顯像的方式，利
7、用細(xì)聚焦電子束在樣品表面掃描時激發(fā)出來的各種物理信號來調(diào)制成像的。由發(fā)夾式電子槍所發(fā)射出來的電子束，在加速電壓（2～30KV）的作用下，經(jīng)過兩個電磁透鏡，會聚成一個細(xì)小的電子探針，在末級透鏡上部掃描線圈的作用下，使電子探針在試樣表面做光柵狀掃描。高能電子與物質(zhì)相互作用，在試樣上產(chǎn)生各種信息如二次電子、背反射電子等。從試樣中所得到各種信息的強度和分布各自同試樣的表面形貌、成分、晶體取向、以及表面狀態(tài)的一些物理性質(zhì)(如電性質(zhì)、磁性質(zhì)等)等因素有關(guān)，因此，通過接受和處理這些信息，就可以獲得表征試樣形貌的掃描電子像，或進行晶體學(xué)分析和成分分析。檢測－放大系統(tǒng)
8、的作用是把入射電子和物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的各種信息進行接受和放大，并轉(zhuǎn)化為視頻信號電壓。閃爍晶體檢測系統(tǒng)是由收
