0074] 另设有与工具头14及刀杆13替换的可装拆地装接在夹紧装置12的修盘装置17,如 图5所示，该修盘装置17包括装接在一起的修盘刀具17b和修盘刀杆17a，修盘刀杆17a具有 与夹具体12a锥孔适配的锥体结构，该修盘刀杆17a可与刀杆13替换装接在拉杆12d;所述修 盘刀具17b为金刚石车刀、CBN车刀；当试件15为黑色金属时优选使用CBN车刀，当试件15为 有色金属时优选金刚石车刀;或者，修盘装置也可W为与夹紧装置12替换装接于Z向进给装 置的带有单点磨头的动力头，用于对黑色金属及硬脆材料制成的试件修盘;还包括，
[0075] 用于采集划擦过程数据的测量系统，为测力仪与声发射系统，包括相互信号连接 的测力仪11、声发射系统、数据采集卡和信号放大器;测力仪11固定在Z向直线电机动子IOa 上;所述夹紧装置可W固接在测力仪11上;所述工具头14与测力仪11和声发射系统相连接； 所述测力仪11的固有频率高于4KHZ，测力精度优于0.01N;所述数据采集卡的采样速度高于 2M/s；
[0076] 对刀仪，固接在工作台，该对刀仪上设有用于调节对刀仪的Z轴设定器8，Z轴设定 器的定位精度优于0.1皿。
[0077] 上述单颗磨粒连续划擦干设行为测试机的试验方法，包括：
[0078] 1)将试件15固定在电主轴3上，试件15可通过电主轴3旋转;对该试件15进行在线 动平衡，W减少试件15在高速旋转时的振动，从而保证划擦过程中磨粒和试件15能稳定地 接触；
[0079] 2)电主轴3带动试件15旋转，修盘装置17在Z向直线电机10带动下W-定切深并在 X向直线电机9带动下沿试件15径向进给，从试件15外侧沿径向切入试件15对该试件15表面 进行修盘，W在试件表面形成圆环形修盘区域;修盘可W降低试件15端面跳动量，提高表面 质量，进一步保证划擦过程中磨粒和试件15能稳定地接触:试件修盘区域的表面质量最好 达到轴向跳动量优于口 1级，表面平均粗糖度Ra优于3nm;
[0080] 3)记修盘时Z向直线电机10的坐标值为Zi，控制X向直线电机9和Z向直线电机10进 给，使修盘装置17触碰Z轴设定器8,记此时Z轴设定器8的坐标值为Z2,则修盘后试件15表面 修盘区域与对刀仪的对刀平面的高度差h〇 = zi-Z2;换装工具头14,同上触碰Z轴设定器8,并 控制Z向直线电机10上移ho+S即可保证工具头14顶端磨粒位于试件15圆环形修盘区域平面 上S处，完成对刀；
[0081] 4)根据需测试的划擦速度v(m/s)和划擦点所在的划擦半径R(mm)，通过
计算试件15的设定转速n;
[0082] 干设程度一般用干设比率p(mm/r2)表征，干设比率的定义为：
[0083]
[0084] 其中，s(mm/r)为工具头每转沿试件径向的进给量，用于表征工具头的径向进给速 度;L(Him)为划擦宽度;r(mm)为单颗磨粒的圆弧半径，圆弧半径为磨粒的二维截面的圆弧的 半径，当磨粒为球形时圆弧半径与磨粒半径相等，当磨粒为锥形时圆弧半径即为锥形磨粒 的圆头半径;ap(mm)为划擦深度；
[0085] 根据需测试的干设比率P，单颗磨粒的圆弧半径r和划擦深度ap，利用上述干设比 率的定义公式，通过
开算得到工具头14的径向进给速度S;
[0086] 根据需要，在划擦过程中，可W调整工具头14使其在径向进给同时在试件15旋转 的轴线方向上进给，使划擦深度ap发生变化，相邻两圈划痕的划擦深度ap之差计为h，从而可 W研究单颗磨粒在不同划擦深度下的干设行为。
[0087] 通过X向直线电机則尋工具头14水平移至试件15端面修盘区域的设定划擦点正上 方，并通过Z向直线电机10下移S+apW达到设定划擦深度ap;试件15按照上述设定转速转动， 且工具头14通过X向直线电机9按照设定的径向进给速度S沿试件15径向进给，结合试件15 的转动，W使磨粒在修盘区域划擦形成干设比率为P的连续螺旋形划痕，划痕圈数大于2个 且不宜过多；划擦过程中通过与工具头14相连的测力仪和声发射系统采集划擦过程中的数 据，并通过信号放大器传输至数据采集卡，再传输至计算机进行计算，可得到划擦力、声发 射信号等物理量，用于研究上述各种条件下的干设行为。
[008引实验例
[0089] 利用本发明实施例的单颗磨粒连续划擦干设行为测试机进行具体测试：
[0090] 1)将直径400mm的无氧铜圆盘形试件15用螺钉或真空吸盘等方式固定在电主轴3 上，试件15可通过电主轴3旋转；用动平衡仪对该试件15进行在线动平衡，W减少试件15在 高速旋转时的振动，从而保证划擦过程中磨粒和试件15能稳定地接触；
[0091] 2)电主轴3带动试件15旋转，修盘刀具17b为金刚石车刀，在Z向直线电机10带动下 W-定切深并在X向直线电机9带动下沿试件15径向进给，从试件15外侧沿径向切入试件15 对该试件15表面进行修盘，具体地，可W先用聚晶金刚石单点车刀修盘，再用单晶金刚石单 点车刀修盘，在试件1表面形成端面跳动量3WI1，表面平均粗糖度Ra 4nm的圆环形修盘区域 3, W降低试件1端面跳动量，提高表面质量，进一步保证划擦过程中磨粒和试件15能稳定地 接触：
[0092] 2-1)聚晶金刚石单点车刀修盘：立式超精密车削模式，修盘时试件15的转速为 3000rpm，聚晶金刚石单点车刀从试件15外侧WlOwii的切深沿试件15径向进给，进给速度范 围为0.4~1.2mm/s，进给距离为160mm;
[0093] 2-2)单晶金刚石单点车刀修盘：立式超精密车削模式，修盘时试件15的转速为 3000rpm，单晶金刚石单点车刀从试件15外侧W2WI1的切深沿试件15径向进给，进给速度范 围为0.1~0.3mm/s，进给距离为160mm;
[0094] 修盘前后试件15表面=维形貌和端面跳动量的对比分别见图7和图8;
[0095] 3)记修盘时Z向直线电机10的坐标值为Zi，控制X向直线电机9和Z向直线电机10进 给，使金刚石车刀触碰Z轴设定器8，记此时Z轴设定器8的坐标值为Z2，则修盘后试件15表面 修盘区域与对刀仪的对刀平面的高度差h〇 = Zl-Z2;换装顶端固接有球形金刚石磨粒的工具 头14,同上触碰Z轴设定器8,并控制Z向直线电机10上移ho+S即可保证工具头14顶端磨粒位 于试件15圆环形修盘区域平面上S处，完成对刀，从而保证后续测试时能够准确控制划擦深 度；
[0096] 4)先计算各项测试参数：
[0097] 根据需测试的划擦速度v(m/s)和划擦点所在的划擦半径R(Him)，通过
计算试件15的设定转速n;
[0098] 本实施例之中，所需测试的划擦速度V取20~60m/s，圆环形修盘区域的半径范围 为40~200mm，在该修盘区域内进行划擦测试的半径范围也设为40~200mm，W此划擦速度 和半径范围计算试件的转速范围并取一个适当的中间值4000rpm作为转速n;在此条件下， 20m/s的划擦速度对应的划擦半径R为47.7mm，60m/s的划擦速度对应的划擦半径R为 143.2mm；
[0099] 根据需测试的干设比率P，单颗磨粒的圆弧半径r和划擦深度ap，通过
计算得到工具头的径向进给速度S;
[0100] 本实施例之中，所需测试的干设比率P分别设为25%、50%、75%;单颗球形磨粒的 圆弧半径r分别选为0.1 mm和0.2mm;划擦深度ap分别设为10皿、20皿、30皿、40皿、50皿，分别 计算相应的S值;本实施例中，h = 0。
[0101] 将工具头14水平移至试件15端面修盘区域的设定划擦点正上方，并下移S+apW达 到设定划擦深度ap;试件15按照上述设定转速n = 500Orpm转动，且工具头14按照设定的径 向进给速度S和划擦深度ap沿试件15径向进给，结合试件15的转动，W使磨粒在修盘区域划 擦形成干设比率为P的连续螺旋形划痕，划痕圈数大于3个;划擦过程中通过与工具头14相 连的测力仪和声发射系统采集划擦过程