Способ испытания материалов на полирующую способность Советский патент 1990 года по МПК G01N19/02 B24B1/00 

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для определения полирующей способности полировальных подложек и порошков

Цель изобретения - повышение достоверности результатов и снижение длительности испытаний

На фиг. 1 изображена схема установки для испытаний; на фиг 2 - расположение полировальников на стеклянном образце.

Установка содержит вращающийся стеклянный образец в виде диска 1, закрепленный на шпинделе 2. По краю диска расположены полировальники 3. Магнитоиндук- ционный датчик 4 закреплен неподвижно на станине с помощью кронштейна. Измерительный наконечник датчика находится в

контакте с упругой пластиной 5, один конец которой неподвижно закреплен на станине с помощью кронштейна, а второй конец упи- .рается в тормозной рычаг прижимной планшайбы 6. Прижимная планшайба 6 осуществляет поджим полировальников 3 к диску 1 с общим усилием Р, которое передается на прижимную планшайбу от внешнего пневмопривода через измерительный упругий элемент 7. Для подсчета оборотов имеется датчик 8, закрепленный неподвижно по отношению к станине и магнитно взаимодействующий с металлической пластинкой, которая закреплена на нижней стороне вращающегося диска 1. На полировальниках 3 закреплены по два кусочка полировальной подложки 9.

Испытание материалов на данной установке осуществляется следующим образом.

сл

ОЭ

J

СО

to

со

Подготавливают к испытанию полировальники 3 для чет на каждом из трех полировальников в качестве полировальной подложки 9 приклеивают по два идентичных к сочка испытываемого материала (если пронпчится испытание суспеннии по жро начьного порошка, то к полировальникам 3 приклеивают кусочки полировальной подло/к - ки 9 с заранее известной полирующей способностью) Наклеенные кусочки подложки 9 при этом должды быть расположены на полировальнике 3 максимально далеко друг от друга и симметрично относительно центра полировальника Рабочую поверхность полировальников базируют на плоском алмазном шлифовадьнике (или другим способом в за висимости от типа полировальной подложки) I1 1 мен пения влияния на -ч- гьггнь1 испытания первоначального припфания по- лирова it.пиков к образцу отступление от плоскост о, т м рабочей поверхности алмазного ,1 гьника н дотжно превышать 0,01 мм

Подготавливают к испытанию рабочую поверхность стеклянного образца, для чего ее отполировывают с местной ошибкой формы не более одной интерференционной полосы при тнаметре пробного стекла 60 мм

Подготавливают к испытанию полирит- суспензию испытываемого порошка Заливают приготовленную суспензию в тер- мостабичи ированный бачок замкнутой системы по 1ачи суспензии установки

Устанавливают подготовленные полировальники 3 в рабочее положение по краю диска 1 через 120° симметрично относительно его оси вращения Устанавливают на полировальниках прижимную плангпай бу 6 Проверяют ее симметричность относительно оси вращения диска 1, при необходимости регулируют ее положение гремя центрирующими упорами (не показаны), на концах которых имеются ролики для ис ключения торможения этими упорами прижимной планшайбы Проверяют отсутствие торможения прижимной планшайбы упругим элементом 7, который установлен на прижимной планшайбе мере; нормой по I. шипник Таким образом, дей гвучпцие при полировании через полировальники 3 на прижимную планшайбу 6 силы трения компенсируются только упругой пластиной 5 Достаточный для такой компенсации прогиб упругой пластины измеряется магнитенндукционным датчиком 4 с достаточно высокой точностью до 1 Н (при условии точной предварительной тарировки датчика по силе трения).

Устанавливают от внешнего пневмопривода начальное значение усилия прижима Р, которое контролируют по прогибу упругого элемента 7 индикатором с точностью до 1 Н (при условии точной предварительной тарировки индикатора по усилию прижима) Включают систему подачи полиритной суспензии Проверяют, чтобы суспензия посту10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пала в центр диска 1 в достаточном количестве Включают вращение шпинделя 2. Во время полирования регистрируют: скорость вращения диска п-я по электрическим импульсам, поступающим от датчика 8 в частотомер-хронометр; усилие прижима Р по индикатору, силу трения F с помощью магнито- индукционного датчика 4, электрически связанного с самописцем

Череч определенные промежутки времени полирования по заданной программе изменяют последовательно усилие прижима или скорость вращения диска, регистрируя параметры п., Р и F при каждом значении из.- меняемых параметров По окончании программы испытания материала при всех значениях изменяемых параметров выключают вращение шпинделя и систему подачи по- лнритной суспензии. Снимают прижимную планшайбу 6 и полировальники 3. Промывают и высушивают полированную поверхность цн ка 1

Ишеряют профиль поперечного сечения выполированной канавки путем равномерного и плавного перемещения по плоскости диска 1 индикаторного приспособления (изготовленного в лаборатории), базирующегося на плоскости диска тремя опорными точками Магнитоиндукционный датчик, закрегм ен- ный на этом приспособлении, своим индикаторным наконечником во время перемещения приспособления последовательно и плавно пересекает выполированную канавку, электрический сигнал с датчика поступает в измерительную систему и регистрируется на самописце с точностью 0,5 мкм. Во избежание вибрации при движении индикаторного приспособления по плоскости диска 1 дорожки скольжения трех точек опоры приспособления по стеклу предварительно смазываются глицерином (Схема измерения профиля поперечного сечения канавки и индикаторного приспособления на чертежах не показаны).

Объем сполнрованного за время полирования стекла q расчитывают как произведение площади поперечного сечения канавки на ее средний диаметр, а зависимость скорости съема стекла q от измеренных параметров определяют по формуле

1(П) А У(П,)Р(П{),

где 1(П,) -значение скорости съема стекла при данном значении изменяемого параметра П,, q - величина съема стекла за общее

время полирования; W - работа силы трения за время

полирования;

У(П,) -скорость относительного движения при данном значении изменяемого параметра П,; Р(П,) - значение силы трения при данном значении изменяемого параметра П,

Для обеспечения достаточной достоверности результатов испытания по предлагаемому способу последовательное изменение давления и относительной скорости движения между полировальником и образцом осуществляют в пределах, чтобы при граничных значениях изменяемых параметров соотношения величины съема стекла к затраченной при этом работе силы трения различались не более, чем на 5%.

Формула изобретения

Способ испытания материалов на полирующую способность, при котором циклично изменяют в заданных диапазонах давление и относительную скорость между полировальником и образцом, после чего определяют скорость съема стекла в зависимости изменяемых параметров, отличающийся тем. что, с целью повышения достоверности результатов испытания и снижения их дли

5

0

тельности, давление и относительную скорость изменяют одновременно в процессе полирования за один цикл, перед определением скорости съема стекла замеряют значение силы трения между полировальником и образцом, а скорость съема стекла определяют по формуле

1(П,) -У(П,) Р(П,),

где 1(П,) - значение скорости съема стекла при данном значении изменяемого параметра П,; q - величина съема стекла за время

полирования; W - работа силы трения за время

полирования;

У(П,) - скорость относительного движения при данном значении изменяемого параметра П,; Р(П,) - значение силы трения при данном значении изменяемого параметра П,.

Изобретение относится к абразивной обработке, может быть использовано для определения полирующей способности полировальных подложек и порошков. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытания и снижение его длительности. Испытываемым материалом полируют поверхность стеклянного образца, последовательно изменяют в заданных диапазонах давление или относительную скорость V движения между полировальником и образцом, оставляя второй параметр постоянным. По окончании полирования измеряют величину съема стекла Q, получают зависимости скорости съема стекла от каждого из изменяемых параметров и по полученным зависимостям судят о полирующей способности материала. Последовательное изменение давления или относительной скорости V осуществляют без остановки полирования, в процессе которого дополнительно определяют значения силы трения F между полировальником и образцом при различных значениях изменяемых параметров. Расчитывают работу W силы трения за время полирования, а зависимость скорости съема стекла Q от каждого из изменяемых параметров определяют по формуле I(П_I)=Q:W^.V(П_I)^.F(П_I), где П_I - значение изменяемого параметра. 2 ил.

fу,, .

д

Фиг. 1

Пшп

Фиг. 2