一种耐磨性检测装置

技术领域

本发明属于超硬材料耐磨性能测定设备技术领域，具体涉及一种耐磨性检测装置。

背景技术

聚晶金刚石（PCD）复合片通常是将添加一定量结合剂的金刚石粉末与硬质合金基体组装在一起，然后在超高温高压条件下烧结制得的。由于它兼具金刚石的高硬度、高导热性、良好的化学稳定性和金刚石陶瓷结合剂的较好韧性，因而是制作切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。

聚晶金刚石主要分为三种：一是由金刚石颗粒和结合剂在高温高压下烧结而成的整体聚晶片；二是由金刚石颗粒、结合剂和硬质合金基体在高温高压下共同烧结而成的复合片；三是先烧结制作出整体聚晶片，然后再焊接在硬质合金基体上而制备成的。

尽管PCD复合片具有高硬度、高耐磨性和高热稳定性，但是在产品开发过程中如何能够定性定量地对复合片的耐磨性进行研究对于开发优质高性能复合片具有重要的指导意义。实际上，不仅是PCD复合片，对于其他的零部件而言，能够定型定量地对其耐磨性进行检测对于开发优质产品均有重要的指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可对零部件耐磨性进行准确检测的耐磨性检测装置。

为实现上述目的，本发明所提供的耐磨性检测装置的技术方案是：一种耐磨性检测装置，包括：

装置基体；

磨削砂轮组件，包括上下延伸的砂轮主轴，砂轮主轴的端部设有磨削砂轮，磨削砂轮具有磨削端面，砂轮主轴可相对于装置基体上下进给移动，也可绕自身的轴线回转以带动磨削砂轮对零部件进行磨削；

载物台，设于装置基体上，载物台上设有用于固定零部件的固定结构；

修整砂轮，用于对磨削砂轮的磨削端面进行修整；

所述固定结构偏置于所述磨削砂轮回转轴线的一侧，且在水平方向上，所述固定结构、修整砂轮绕磨削砂轮的回转轴线依次排布；

所述修整砂轮可拆或可活动地安装在装置基体上，以防止磨削砂轮在对零部件进行磨削时与修整砂轮接触。

有益效果：通过磨削砂轮能够对零部件进行磨削，通过计算磨削前后零部件、磨削砂轮的磨耗量能够计算得出零部件的相对耐磨性。修整砂轮未对零部件进行磨削之前能够通过修整砂轮进行修整，保证锋利程度，同时能够保证磨削砂轮的磨削端面为平面。由于固定结构、修整砂轮绕磨削砂轮的回转轴线依次排布，固定结构不会对修整砂轮的正常修整产生干涉，修整前后均不需要拆装固定结构，修整砂轮可以避让磨削砂轮。当磨削砂轮被修整完成之后可直接计量磨削端面的高度，避免了修整后需要先远离载物台来安装零部件然后再靠近载物台进行磨削，提高了初始计量的准确性，由此来提高耐磨性检测的准确性。

优选地，所述载物台绕上下延伸的轴线回转装配在装置基体上，载物台的回转轴线与所述磨削砂轮的回转轴线沿水平方向错开布置；

所述固定结构为固设于载物台上的安装盘，所述安装盘与载物台同轴布置，所述安装盘上绕载物台的回转轴线间隔排布有至少两个安装工位，各安装工位均用于固定零部件。使用时，各安装工位上的零部件依次与磨削砂轮接触进行磨削，能够一次性磨削多个零部件，尤其是对于同一批次的零部件而言，一次性磨削多个零部件来获取耐磨性，相比单个零部件逐个磨削后续求平均值的方式而言，误差更小，准确性更高。

优选地，安装盘上对应于各安装工位处均设有安装盘凹槽，安装盘凹槽供零部件适配放入，安装盘凹槽的槽壁和/或槽底上设有用于粘接零部件的粘接体。通过安装盘凹槽来对零部件进行限位，通过粘接体来进行固定，固定方式简单且通用性更强。

优选地，各所述的安装盘凹槽绕载物台的回转轴线均匀布置。

优选地，所述载物台上设有载物台凹槽，所述安装盘适配地放入载物台凹槽中，载物台凹槽具有用于对安装盘进行径向限位的槽壁。通过槽壁来对安装盘进行径向限位，防止安装盘在随载物台进行转动时发生径向窜动。

优选地，所述载物台凹槽上设有缺口，所述缺口用于取放安装盘。

优选地，在竖直方向上，所述固定结构、修整砂轮位于所述磨削砂轮的下方。

优选地，检测装置还包括用于向零部件喷射冷却液的冷却液管。

优选地，所述修整砂轮沿上下方向可升降地装配在装置基体上。修整砂轮可升降，能够通过升降的方式来对磨削砂轮进行修整，同时能够避免磨削砂轮。

优选地，所述装置基体为箱体，所述砂轮主轴由箱体的外部穿入箱体中；

所述砂轮、载物台、修整轮及固定结构设于所述箱体内。各结构均在箱体内，磨削产生的粉尘等不会散逸到大气中，也便于进行集中处理。

附图说明

图1为本发明所提供的耐磨性检测装置的示意图；

图2为图1中安装盘的示意图；

图3为图1中载物台的示意图；

附图标记说明：

1、砂轮主轴；2、磨削砂轮；3、箱体；4、修整砂轮；5、修整砂轮主轴；6、载物台；7、安装盘；8、冷却液管；9、安装盘凹槽；10、载物台凹槽；11、缺口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的耐磨性检测装置的具体实施例：

如图1至图3所示，本实施例以对聚晶金刚石复合片（以下简称为复合片）的耐磨性进行检测为例来对耐磨性检测装置进行说明，应当说明的是，此处的耐磨性指的是相对耐磨性。

耐磨性检测装置（以下简称为检测装置）包括装置基体，装置基体作为检测装置中其他部件的安装载体，此处的装置基体为箱体3，箱体3有内腔，磨削砂轮2和载物台6、安装盘7、冷却液管8安装在箱体3内，防止出现粉尘乱溅的情况。在箱体3上沿上下方向依次布置有磨削砂轮组件和载物台，磨削砂轮组件包括砂轮主轴1和固定安装在砂轮主轴1下端的磨削砂轮2，砂轮主轴1和箱体3沿上下方向导向移动、沿周向转动的装配在一起，砂轮主轴1由箱体3的外部伸入到箱体3的内部，磨削砂轮2位于箱体3内，此处的磨削砂轮2为金刚石超硬砂轮。具体地，在箱体3的顶部沿上下方向导向移动装配有安装座，在安装座上固定安装有电机，砂轮主轴1安装在电机的电机输出轴上；或者可以在砂轮主轴1上固定安装皮带轮，在电机输出轴上固定安装皮带轮，两个皮带轮之间通过带轮传动。磨削砂轮2具有朝下的磨削端面，用来对复合片进行磨削。

载物台6绕上下延伸的轴线回转地装配在箱体3上，载物台6的顶部有抽真空口，用来吸紧安装盘7。载物台6的结构如图3所示，载物台6的顶部有载物台凹槽10，载物台凹槽10的槽底有抽真空口，安装盘7适配放置在载物台凹槽10中，载物台凹槽10的槽壁对安装盘7进行径向限位。在载物台凹槽10的槽壁上沿周向均布有缺口11，缺口11方便对安装盘7进行取放。

安装盘7的结构如图2所示，安装盘7整体上为盘形的结构，安装盘7上沿周向均布有多个安装盘凹槽9，此处的安装盘凹槽9截面为菱形，安装盘凹槽9用来供复合片放入。当然，其他实施例中，安装盘凹槽的形状可以根据待测零部件的形状而进行改变。

如图1所示，磨削砂轮2的回转轴线与安装盘7的回转轴线错开布置，使得磨削砂轮2仅有一部分与安装盘7在上下方向上重合，即安装盘7偏置在磨削砂轮2回转轴线的一侧。检测时，安装盘7上各安装盘凹槽9内的复合片依次旋转到磨削砂轮2的下方与磨削砂轮2接触进行磨削。

如图1所示，在载物台6的一旁布置有修整砂轮4，修整砂轮4固定安装在修整砂轮主轴5上，修整砂轮4能够对磨削砂轮2底部的磨削端面进行修整，一方面保证磨削砂轮2底部锋利而能够对复合片进行磨削，另一方面保证磨削砂轮2底部平整，便于准确计量磨削砂轮2底部的初始高度。修整砂轮4与磨削砂轮2上下对应，此处的对应指的是当磨削砂轮2下行时修整砂轮4能够对磨削砂轮2进行修整，但是由图1可以看出，磨削砂轮2的回转轴线与修整砂轮4的轴线错开布置，安装盘7和修整砂轮4绕磨削砂轮2的回转轴线依次排布并分置在磨削砂轮2回转轴线的两侧。

本实施例中，为了避免磨削砂轮2在转动磨削时持续被修整，修整砂轮4可升降地装配在箱体3上，具体地可以采用液压缸或油缸等方式可升降地装配在箱体3上，当需要对磨削砂轮2进行修整时驱动修整砂轮4上升，当对复合片进行磨削时驱动修整砂轮下降。

由于磨削砂轮2与安装盘7、修整砂轮4的轴线均错开布置，对磨削砂轮2修整时不需要将安装盘7拆掉，磨削砂轮2下行后就可以进行修整，而且修整完成之后，只需要驱动修整砂轮4下降就可以进行复合片的磨削，在此过程中不需要反复拆装安装盘7，防止出现多次装夹定位不准的情况。

如图1所示，在载物台6的背向磨削砂轮2的一侧布置有冷却液管8，冷却液管8用来向安装盘7喷射冷却液，对复合片进行冷却。

使用时，先将安装盘7放在加热器表面进行加热，温度控制于140°C左右，在安装盘凹槽9内均匀涂覆一层石蜡，取5片规格相同的同一批号的复合片，将其放置于熔融的石蜡表面，取下安装过复合片的安装盘7，放置于小型气动压力机上进行压制，压力为0.3-0.7MPa，保压25-30分钟，待安装盘7冷却完毕后检查粘接的牢固程度。将安装盘7表面的灰尘清洗干净后，放置在载物台6上，载物台6吸紧安装盘7。

驱动磨削砂轮2下行，用修整砂轮4对磨削砂轮2进行修整，之后驱动修整砂轮4下降。利用标准块记下磨削砂轮2此时的高度和复合片表面相对于安装盘7表面的高度，设置砂轮主轴1的转速为800-1200rad/min，载物台6的转速为80-120rad/min，砂轮主轴1的进给速度为0.3-0.8μm/s，打开冷却液管8。磨削15-25min后，磨削砂轮2和复合片分开并返回原位。通过标准块检测磨削之后砂轮表面的高度，并与磨削前相减即可得到砂轮的消耗高度。计量磨削后复合片的高度并与磨削前测量结果相减，即可得到复合片的消耗量。将磨削砂轮2的消耗高度与磨削砂轮2的下表面积相乘即可得出砂轮的消耗体积，将各个复合片的消耗高度与复合片的磨损面积相乘即可得出复合片的消耗体积。砂轮的消耗体积与复合片的消耗体积相比即可得出复合片的相对耐磨性。此外可提前测量砂轮和复合片的密度而计算出其质量比。

在磨削过程中，需要对磨削砂轮2进行修整时，每次修整前后均需要对磨削砂轮2底面的高度进行计量，通过求和来得到总的消耗量。

应当说明的是，本实施例中是以聚晶金刚石复合片为例进行说明的，本实施例的检测装置还适用于聚晶金刚石刀片或者其他的刀具等零部件。

本实施例中，用来将复合片固定在安装盘凹槽9内的蜡层构成了粘接体，当安装盘凹槽9为贯通槽时，仅有槽壁有蜡层；当安装盘凹槽9未贯通安装盘7时，槽壁和槽底中可以仅有一个有蜡层，也可以均有蜡层。其他实施例中，复合片可以用胶水粘接在安装盘上。

其中，本实施例中的安装盘7、安装盘凹槽9和粘接体一起形成了将零部件固定在载物台上的固定结构，各安装盘凹槽9所在的位置为用来固定零部件的安装工位。

本实施例中，装置基体为箱体3，其他实施例中，装置基体可以不再是封闭的箱体，而是开放的框架结构。

本实施例中，修整砂轮沿上下方向可升降地装配在装置基体上，其他实施例中，修整砂轮可移动地装配在装置基体上，而修整砂轮的移动方向为水平方向，当需要对磨削砂轮进行修整时，修整砂轮移动到磨削砂轮的下方，修整完毕后修整砂轮移动到磨削砂轮的外侧。或者，其他实施例中，修整砂轮可拆地安装在装置基体上，修整完毕后将修整砂轮拆掉。

本实施例中，磨削砂轮位于固定结构、修整砂轮的上方，其他实施例中，磨削砂轮以及固定结构、修整砂轮的上下位置可以互换。

本实施例中，载物台上有载物台凹槽，其他实施例中，将载物台凹槽取消，载物台端面为平面。

本实施例中，载物台依靠抽吸的作用来安装固定结构，其他实施例中，载物台与固定结构之间可以为刚性连接的关系，比如用螺栓连接等。

本实施例中，固定结构为安装盘，安装盘上有安装盘凹槽，其他实施例中，安装盘上可以针对于每一个零部件设计夹具，通过夹具来夹紧零部件。或者，其他实施例中，当零部件仅有一个时，可以将夹具直接固定在载物台上，而此时的载物台可以不再旋转。

本实施例中，固定结构和修整砂轮分置在磨削砂轮主轴线的两侧，其他实施例中，固定结构和修整砂轮的相对位置可以进行调整，只需要保证固定结构与修整砂轮绕磨削砂轮的轴线依次排布就可以。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。