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　　申请号：201610437161.6
　　申请人：湘潭大学
　　发明人：张高峰 何宏林 温张亚 周后明 周里群 朱科军 徐志强 冯建军

　　摘要：本发明公开了一种采用金刚石纤维微切削进行砂轮形貌重构的方法，将金刚石纤维均匀排布并用热固性树脂固定，制成矩形的切削单元；采用热固性树脂将切削单元固定在径向开槽的圆盘形夹具的通槽内；将装有金刚石纤维的圆盘形夹具装在旋转轴上；将砂轮微织构形貌重构切削装置固定在磨床工作台上，将砂轮通过法兰装在磨床主轴上，通过综合控制磨床进给量、磨床主轴与砂轮微织构形貌重构切削装置主轴转速比，在砂轮圆周表面加工不同微织构；该砂轮形貌重构的方法有效地降低了磨削区温度及磨削热损伤，采用最简单的设备在砂轮圆周表面重构出冷却效果良好的微织构形貌，加工出的断续的矩形微沟槽面积更大，冷却效果更好。 　　主权利要求：1.一种采用金刚石纤维微切削进行砂轮形貌重构的方法，其特征在于，该采用金刚石纤维微切削进行砂轮形貌重构的方法包括以下步骤：步骤一，采用激光切割PDC片或CVD金刚石片制备金刚石纤维，将金刚石纤维均匀排布并用热固性树脂固定，制成矩形的切削单元；步骤二，采用热固性树脂将切削单元固定在径向开槽的圆盘形夹具的通槽内，并使各切削单元的金刚石纤维在圆盘形夹具中的径向突出高度一致；步骤三，将装有金刚石纤维的圆盘形夹具装在旋转轴上，旋转轴由伺服电机驱动，制备砂轮微织构形貌重构切削装置；步骤四，将砂轮微织构形貌重构切削装置固定在磨床工作台上，将砂轮通过法兰装在磨床主轴上，通过综合控制磨床进给量、磨床主轴与砂轮微织构形貌重构切削装置主轴转速比，在砂轮圆周表面加工不同微织构。
　　2.如权利要求1所述的采用金刚石纤维微切削进行砂轮形貌重构的方法，其特征在于，在步骤一中，采用激光切割PDC片或CVD金刚石片制备金刚石纤维时，金刚石纤维的宽度为 0.05-1mm，厚度为0.5-2mm；将金刚石纤维均匀排布并用热固性树脂固定，制成矩形的切削单元时，每个切削单元 的金刚石纤维数量为1-100个，金刚石纤维的间距为0.05-2mm。
　　3.如权利要求1所述的采用金刚石纤维微切削进行砂轮形貌重构的方法，其特征在于，在步骤二中，采用热固性树脂将切削单元固定在径向开槽的圆盘形夹具的通槽内，并使各 切削单元的金刚石纤维在圆盘形夹具中的径向突出高度保持一致，径向高度误差控制在10 μm以内，金刚石纤维周向均布的数量为1-100个，相邻切削单元内的金刚石纤维沿轴向错开0-0.8mm。
　　4.如权利要求1所述的采用金刚石纤维微切削进行砂轮形貌重构的方法，其特征在于，在步骤四中，通过综合控制磨床进给量、磨床主轴与砂轮微织构形貌重构切削装置主轴转 速比，在砂轮圆周表面加工不同微织构时，需通过精确控制砂轮与砂轮微织构形貌重构切 削装置主轴的转速比，转速比为5-100，使得砂轮旋转中金刚石纤维加工的微织构位置能重 合；通过控制磨床垂直进给量改变加工微织构的深度，微织构深度为0.05-0.2mm，控制磨床 主轴的轴向进给改变微织构沿砂轮轴向的排布，控制磨床主轴与砂轮微织构形貌重构切削 装置的转速比改变微织构沿砂轮周向的排布。
　　5.如权利要求1所述的采用金刚石纤维微切削进行砂轮形貌重构的方法，其特征在于， 砂轮的半径为R，圆盘形夹具的半径为r，金刚石纤维片径向伸出圆盘形夹具的通槽的高度 为h，金刚石纤维微刃点切削刀具的切削深度为a，由此得切削刃与砂轮的接触角为：∂q=2arccosR2+(R+r+h-a)2-(r+h)22R(R+r+h-a)---(1)当砂轮与砂轮微织构形貌重构切削装置相对运动时，砂轮微织构形貌重构切削装置的 主轴转速为nt，则角速度ωt＝2πnt；砂轮转速为ns，则角速度ωs＝2πns；砂轮相对于砂轮微 织构形貌重构切削装置的角速度ω相为： 其中式2中的正负与砂轮微织构形貌重构切削装置转向有关，当砂轮与砂轮微织构形 貌重构切削装置转向同向时为-，反向时为+；砂轮与砂轮微织构形貌重构切削装置的切削刃与砂轮的接触角为：即：∂Q=∂q±∂q.nsnt.RR+r---(4).