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原文传递一种动态监测陶瓷材料超精密加工韧脆去除的装置

专利名称：	一种动态监测陶瓷材料超精密加工韧脆去除的装置
摘要：	本发明公开一种动态监控陶瓷材料超精密加工韧脆去除的装置，该装置采用微纳米成像仪计算超精密加工过程中工件表面面积，通过微结构演变与表面积变化趋势的定性关系，预测陶瓷材料超精密加工为韧性去除还是脆性去除。从而，可以进一步通过改变超精密加工速度，实现韧性去除，降低亚表面损伤，提高表面完整性。本发明可以简单、方便、快捷地判断脆性材料超精密加工过程中材料的去除机制，解决复杂原位扫描电子显微镜或透射电镜显微镜通过观察微结构演变判断材料去除机制的复杂性和困难性，同时节省了人力和物力，避免材料的浪费。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	湖南大学
发明人：	李甲;方棋洪;田圆圆;易明
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910396056.6
公开号：	CN110039665A
分类号：	B28D1/16(2006.01);B;B28;B28D;B28D1
申请人地址：	410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路1号
主权项：	1.一种动态监测陶瓷材料超精密加工韧脆去除的装置，该装置包括超精密加工系统、冷却系统、数据采集系统、逻辑判断系统和加工速度和深度控制系统；所述超精密加工系统用于陶瓷材料材料的超精密加工，主要由车床、刀具和陶瓷工件组成。所述冷却系统由冷却液、冷却液喷雾机和冷却液回收槽构成，用于消除加工热对加工件的影响。所述数据采集系统用于收集陶瓷材料超精密加工表面积数据，并记录数据。由微纳米成像仪与数据反馈电脑组成。所述逻辑判断系统利用反馈数据判断陶瓷材料加工过程处于脆性去除还是韧性去除方式，并将判断结果实时传输给加工速度和深度控制系统。所述加工速度和深度控制系统用于及时对加工速度和深度做出相应调整，实现陶瓷材料韧性去除。由速度控制器与深度控制器组成。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，微纳米成像仪、刀具、冷却液喷雾机夹装在同一主轴上，保证三者同步运动，便于实时监测加工表面面积和实时冷却。 3.根据权利要求1-2任一项所述装置的使用方法，其特征在于，所述处理方法具体步骤如下：步骤1：将调试工件安装在超精密机床主轴的真空吸盘上，在主轴上夹装冷却液喷雾机、微纳米成像仪和刀具，且完成对刀。通过电脑连接数据采集系统、逻辑判断系统和加工速度和深度控制系统。步骤2：调节和控制超精密加工实验室的温度、湿度和空气洁净度。步骤3：启动逻辑判断系统，利用加工速度和深度控制系统对刀具水平方向和垂直方向的运动信息进行调控，得到微纳米成像仪输出的调试工件的表面面积信息，实现微纳米成像仪的调试。步骤4：关闭超精密加工动态监测装置，将超精密机床主轴的真空吸盘上的调试工件更换为陶瓷工件，并完成对刀。步骤5：开启数据采集系统、逻辑判断系统、冷却系统、加工速度和深度控制系统，设置加工参数：h＝2nm和v＝20m/s，其中，h为加工深度，v为刀具速度。全程采用微纳米成像仪和电脑进行实时工件表面面积监测并自动进行反馈调节加工速度和深度。装置通过自动反馈保持陶瓷材料超精密加工为韧性去除。步骤6：关停超精密加工陶瓷材料动态监测装置，取下陶瓷工件并用无水乙醇清洗，干燥后进行保存，得到韧性去除的超精密陶瓷工件。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述超精密加工实验室的温度控制在25±0.1℃，湿度控制在35±0.1，洁净度不低于1000级。 5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述刀具为金刚石刀具。 6.根据权利要求3所述的方法，所示步骤5中，当陶瓷材料的去除机制为脆性去除时加工速度和深度控制器自动调控加工速度和深度，使去除机制转变为韧性去除。以此进行动态监测和循环反馈调节，保证超精密加工陶瓷材料的全过程均为韧性去除。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于加工表面面积下降表明加工位于韧性去除方式，面积增加表明处于脆性去除方式。
所属类别：	发明专利