技术特征：
1.一种用于恒温单点划擦实验装置的进给系统，所述进给系统(3)设置于所述单点划擦实验装置的磨床(1)的一侧，其特征在于：所述进给系统(3)内部设置压电陶瓷驱动器(322)，用于驱动设置于所述进给系统(3)一端的工件(4)；所述磨床(1)另一侧的划擦系统(2)绕其旋转轴线旋转，使得所述划擦系统(2)上的划擦刀具(23)具有100m/s以上的旋转线速度；在所述压电陶瓷驱动器(322)的驱动下，将所述工件(4)依次接近、保持、远离所述划擦系统的单次运动所需时间定义为进给运动周期，所述进给运动周期等于所述划擦系统(2)的旋转周期；还包括温度控制系统，所述温度控制系统与所述工件(4)接触，用于为所述工件(4)提供恒定的温度条件。2.如权利要求1所述的进给系统，其特征在于：所述进给系统(3)的内部开设有腔体，所述压电陶瓷驱动器(322)的一端固定安装于所述腔室的一端，所述腔体的另一端设置有柔性结构(325)，所述柔性结构(325)和所述腔体将所述进给系统(3)隔成主体部和安装部，所述安装部向外延伸形成隔热突台(324)，所述隔热突台(324)用于安装所述工件(4)；所述压电陶瓷驱动器(325)在接通所述外部信号发生器的状态下，依据不同的电平状态，发生收缩或伸长，致使所述隔热凸台(324)沿着所述划擦系统(2)的旋转轴向进给运动。3.如权利要求2所述的进给系统，其特征在于：所述隔热凸台(324)的裸露的一端面具有与外部连通的开口，且所述开口向内凹陷形成用于换热的腔室(3243)，所述隔热凸台(324)的两相对的侧壁分别具有进气口(3241)和出气口(3242)。4.如权利要求3所述的进给系统，其特征在于：所述温度控制系统包括石英隔热片(8)、陶瓷加热片(9)、热电偶(10)和恒温控制系统；所述石英隔热片(8)设置在所述工件(4)和所述隔热凸台(324)端面之间，用于封堵所述隔热凸台(324)的开口；所述陶瓷加热片(9)设置于所述工件(4)和所述石英隔热片(8)之间，用于为所述工件(4)加热；所述热电偶(10)设置在所述陶瓷加热片(9)和所述石英隔热片(8)之间，用于检测所述工件(4)的温度，并将温度反馈至所述控制系统，所述控制系统通过控制器控制所述陶瓷加热片(9)的升温或降温。5.如权利要求4所述的进给系统，其特征在于：所述热电偶为k型热电偶(10)。6.如权利要求5所述的进给系统，其特征在于：所述进给系统(3)包括压电陶瓷外框架(321)，所述压电陶瓷外框架(321)朝向所述划擦系统(2)一侧设有所述柔性结构(323)，所述柔性结构(323)一侧有隔热凸台(324)，所述隔热凸台(324)一侧设有开槽；所述压电陶瓷驱动器(322)设置于所述压电陶瓷外框架(321)内，且所述压电陶瓷通过导线穿过所述压电陶瓷外框架(321)连接有外部电源。7.如权利要求2所述的进给系统，其特征在于：所述工件(4)设置于所述隔热凸台(324)的朝向所述划擦系统(2)的一端面上，且所述工件(4)通过连接件(5)固定安装于所述隔热凸台(324)上。8.一种恒温单点划擦实验装置，其特征在于：包括磨床(1)、划擦系统(2)和权利要求1-7任一项所述的进给系统。
9.如权利要求8所述的恒温单点划擦实验装置，其特征在于：还包括测力仪(6)，所述测力仪(6)与所述压电陶瓷外框架(321)之间设置有连接板(7)，且所述连接板(7)的两端面分别与所述测力仪(6)与所述压电陶瓷外框架(321)相固定。10.一种基于权利要求9所述的恒温单点划擦实验装置的单点划擦实验方法，其特征在于：通过所述温度控制系统，控制所述工件(4)的环境处于恒定的温度，并控制所述进给系统(3)在所述划擦系统(2)沿其旋转轴线以100m/s以上的线速度进行旋转时，朝向所述划擦系统(2)进给所述工件(4)，以在所述工件(4)的表面形成单点划擦划痕；通过改变所述温度控制系统，控制所述工件(4)的温度环境，以确保工件(4)是在不同温度下进行的实验。
技术总结
本发明涉及一种用于恒温单点划擦实验装置的进给系统，进给系统设置于磨床的一侧，所述进给系统内部设置压电陶瓷驱动器。在磨床另一侧的划擦系统绕其旋转轴线以100m/s以上的线速度转动。通过压电陶瓷驱动器进行进给，让进给运动周期等于划擦系统旋转周期，从而实现超高速单点划擦。划擦实验装置包括了进给系统、划擦系统、温度控制系统与隔热结构；温度控制系统包括了恒温控制电路、加热片、热电偶；隔热结构包括了进气口、换热腔室、出气口。与现有的技术相比，本发明避免了在超高速单点划擦中低速进给带来的重复划擦。通过设定工件不同的恒定温度值增加了工件在实验时温度的变量，进而能够分析在划擦过程中不同的材料温度对材料去除机理的影响。料去除机理的影响。料去除机理的影响。
技术研发人员：张建秋 张璧 何斌斌 周聪
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/3/22