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為了實現對金剛石砂輪表面形貌的非接觸精密測量,開發了基于干涉原理的金剛石砂輪表面形貌專用測量系統,研究了該系統的測量原理和關鍵技術。根據垂直掃描白光干涉顯微測量原理以及被測對象的特征,提出了適用于砂輪測量的方法,研究了系統的自動掃描范圍、垂直方向的掃描方法、單次測量三維表面的恢復算法和磨粒的識別算法。結合自行設計的夾具搭建了砂輪測量系統,并對多次測量拼接算法進行了實驗分析。實驗結果表明:基于區域重合大小(重合度為30%~50%)的拼接算法獲得的拼接前后重合區域的相關系數均大于0.8,拼接后重合區域的高度差均小于0.4μm。得到的結果顯示所搭建的系統可以恢復砂輪的形貌,其測量范圍和精度滿足砂輪磨粒評定和分析的要求。
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針對金剛石砂輪V形尖端的微細修整困難的問題,開發出一種對磨成型的V形尖端修整技術。在數控修整中,砂輪作V形的直線插補運動與修整工具對磨,逐漸被修整成V形尖端。本實驗中修整工具分別是#600和#180綠碳化硅(GC)油石,砂輪分別為SD 400和SD 600金剛石砂輪。實驗結果表明,較細粒度的修整工具不僅可以將砂輪V形尖端修整出更小的圓弧半徑,而且也能夠將微小磨粒修銳得更鋒利,從而使加工的單晶硅微溝槽形狀更加整齊。此外,采用修整后的圓弧半徑小于20μm的SD 600金剛石砂輪V形尖端可以實現光纖石英微陣列溝槽的微細加工,也可以在SiC陶瓷和WC合金基板上加工出微錐塔陣列空間的功能表面。因此,數控對磨在位修整的工藝可以用于金剛石砂輪V形尖端的微細修整,實現硬脆性基板的微細磨削加工。
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