1.一种金刚石砂轮激光修整方法,其特征在于:采用一种金刚石砂轮激光修整装置,包括:X向移动工作滑台(1)、安装在所述X向移动工作滑台(1)上的测力仪(2)、安装在所述测力仪(2)上的夹具(3)、被所述夹具(3)夹持的工件(4)、设置在所述夹具(3)上方的金刚石砂轮(5)以及与所述金刚石砂轮(5)同轴连接的主轴(6);用来驱动主轴(6)转动的驱动机构安装在YZ向移动平台上,所述金刚石砂轮(5)的正上方设置有激光位移传感器(7),所述金刚石砂轮(5)的外周面外侧设置有激光器(8),激光器(8)朝向金刚石砂轮(5)的外侧面发射X向激光;其中主轴(6)的中心轴线为Y向;
金刚石砂轮激光修整方法包括以下步骤:
S1、调整金刚石砂轮(5)外周面的底部与激光器(8)发射的激光刚好相接触;通过YZ向移动平台的前后和上下移动调整金刚石砂轮(5)的位置,使激光器(8)发射的激光与金刚石砂轮(5)外周面的底部刚好相接触;
S2、对金刚石砂轮(5)进行修圆;驱动主轴(6)带动金刚石砂轮(5)旋转,YZ向移动平台沿Y向移动,Y向移动速度为S1,启动激光器(8),设置激光器(8)的光斑直径为d1;激光器(8)的光斑对金刚石砂轮(5)的外周面进行修整;
S3、获取金刚石砂轮(5)外周表面的峰点高度序列;修整完成后,启动激光位移传感器(7),驱动主轴(6)带动金刚石砂轮(5)旋转,YZ向移动平台带着金刚石砂轮(5)沿Y向移动,使激光位移传感器(7)对金刚石砂轮(5)外周面表面进行形貌测量,测量得到金刚石砂轮表面的峰点高度序列hik,其中i为修正次数序号,k为系列编号,k=1,2,……,n0;n0为恒定值;
S4、计算该次金刚石砂轮(5)修正后的峰点高度序列的均方差 ,公式为:,
式中, 为峰点高度序列hik的平均值;
S5、判定金刚石砂轮(5)是否已经修圆;设定 为峰点高度均方差最大允许值; 为峰点高度均方差最大偏差值;若 且 ,则判定金刚石砂轮(5)已经修圆;否则,YZ向移动平台向下移动距离Z0,并回到步骤S2;
S6、调整激光器(8)发射的激光与金刚石砂轮(5)的外周面垂直;通过YZ向移动平台的前后和上下移动调整金刚石砂轮(5)的位置,使激光器(8)发射的激光与金刚石砂轮(5)的外周面垂直;
S7、对金刚石砂轮(5)进行修锐;驱动主轴(6)带动金刚石砂轮(5)旋转,YZ向移动平台沿Y向移动,Y向移动速度为S2,启动激光器(8),设置激光器(8)的光斑直径为d2;激光器(8)的光斑对金刚石砂轮(5)的外周面进行修整;其中d1<d2;S1<S2;
S8、获取磨削力信号;调整金刚砂轮和工件(4)的相对位置,对工件(4)进行单行程磨削加工,其中磨削速度为v s,进给率为vw,磨削深度为ap;
S9、计算Z轴方向磨削力信号;选取稳定磨削阶段的测力仪(2)测量的力信号进行滤波,取其平均值得稳定阶段的磨削力 ,并根据以下公式得到稳定阶段的单位宽度磨削力Fj;
,
式中,b为工件(4)宽度;j为修整的次数序号;
S10、当Fj
2.根据权利要求1所述的一种金刚石砂轮激光修整方法,其特征在于:所述激光位移传感器与电脑(9)通过电缆线连接,所述测力仪(2)与所述电脑(9)通过电缆线连接。
3.根据权利要求1所述金刚石砂轮激光修整方法,其特征在于:步骤S2中,金刚石砂轮(5)的旋转速度为200rpm,激光脉冲频率为40kHz,功率为40W,d1=0.1mm;S1=0.1mm/s。
4.根据权利要求3所述的金刚石砂轮激光修整方法,其特征在于:步骤S7中,金刚石砂轮(5)的旋转速度为200rpm,激光脉冲频率为40kHz,功率为20W,d2=1mm;S2=0.5mm/s。
5.根据权利要求3所述的金刚石砂轮激光修整方法,其特征在于:步骤S8中,vs取值范围
10~30m/s,进给率vw取值范围5~15m/min,磨削深度ap取值范围5~20μm。
6.根据权利要求5所述的金刚石砂轮激光修整方法,其特征在于:所述工件为碳化硅陶瓷。
7.根据权利要求4所述的金刚石砂轮激光修整方法,其特征在于:步骤S3中,金刚石砂轮旋转速度为10rpm;Y向移动速度为1mm/s。
8.根据权利要求1所述的金刚石砂轮激光修整方法,其特征在于:n0不小于200; 取值范围0.01~0.07, 取值范围0.005~0.02,且 ;F0的取值范围0.5~4.0, 的取值范围0.05 0.2。
~