一种摩擦磨损试验机制造技术

本发明专利技术涉及摩擦试验设备领域，具体的说是一种摩擦磨损试验机。包括机架以及沿竖直方向同轴设置在机架上的旋转轴和升降轴，旋转轴通过设置在机架上的旋转驱动装置驱动旋转，在旋转轴的下端通过活动接口连接有用于固定刀具试样的刀具试样夹具，升降轴通过设置在机架上的升降驱动装置驱动升降，在升降轴和升降驱动装置之间设有弹性连接件，在升降轴的上端设有用于固定基材试样的基材试样夹具。本发明专利技术能够精确控制刀具试样和基材试样之间压力，克服刀具试样和基材试样由于加工精度不足而产生的跳动，且能够方便的进行多种形式的摩擦磨损试验。

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦磨损试验机
本专利技术涉及摩擦试验设备领域，具体的说是一种摩擦磨损试验机。
技术介绍
在车床切削加工领域，刀具与基材之间的摩擦力容易导致刀具损坏，基材切削面过于粗糙，达不到技术要求等问题。一般需通过摩擦试验来确定采用何种材料制作的刀具最适于某种基材的切削作业，或在切削过程中以何种润滑油来减轻刀具与基材之间的摩擦。在通过现有的摩擦试验设备对刀具与基材之间的切削状态进行模拟的过程中，一方面，基材与刀具之间的压力无法调节，无法模拟刀具与基材之间在不同压力下的真实切削状态；另一方面，由于工艺精度的限制，刀具与基材试样上或多或少存在不平整的凹凸面，从而使刀具试样与基材试样之间处于高速相对旋转时产生跳动现象，影响最终试验结果的观测。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种能够精确控制刀具试样和基材试样之间压力，克服刀具试样和基材试样由于加工精度不足而产生的跳动，且能够方便的进行多种形式的摩擦磨损试验的试验机。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种摩擦磨损试验机，包括机架以及沿竖直方向同轴设置在机架上的旋转轴和升降轴，旋转轴通过设置在机架上的旋转驱动装置驱动旋转，在旋转轴的下端通过活动接口连接有用于固定刀具试样的刀具试样夹具，升降轴通过设置在机架上的升降驱动装置驱动升降，在升降轴和升降驱动装置之间设有弹性连接件，在升降轴的上端设有用于固定基材试样的基材试样夹具。优选的，所述升降驱动装置包括沿竖直方向设置的滑杆以及滑动设置在滑杆上的滑块，滑杆的顶端与机架固定，底端设有第一伺服电机，滑块上设有螺纹孔，螺纹孔中配合安装有平行于滑杆的滚珠丝杠，滚珠丝杠的底端与第一伺服电机输出轴连接，在滑块的上方通过第一弹簧连接有用于推动升降轴升起的第一顶块。优选的，所述弹性连接件设置在升降轴和第一顶块之间，弹性连接件包括顶球以及固定在顶球上的第二弹簧，顶球与升降轴的下端相触，第二弹簧设置在开设于第一顶块上的弹簧槽内。优选的，所述活动接口为开设在旋转轴下端的锥孔，锥孔的孔径由下至上逐渐减小，旋转轴为空心轴；所述刀具试样夹具的数量为多个，多个刀具试样夹具均包括小端与锥孔配合安装的锥柄以及固定在锥柄大端的卡盘，在多个刀具试样夹具的卡盘上相背于各自锥柄的一侧分别设有用于固定成型刀具试样的成型刀具试样夹持机构、用于固定销形刀具试样的销孔、用于固定球形刀具试样的半球形凹槽或用于固定环形刀具试样的环形槽，在卡盘与各自锥柄相连的一侧并对应销孔、半球形凹槽或环形槽的位置分别开设有与销孔、半球形凹槽或环形槽相连的顶杆孔。优选的，所述成型刀具夹持机构包括开设在卡盘上的滑槽、滑动设置在滑槽内的两个第二顶块以及用于将两个第二顶块分别与卡盘固定的调整螺钉，在滑槽的底部设有螺纹孔，在两个第二顶块上分别沿滑槽的长度方向设有长条形的行程孔，调整螺钉穿过第二顶块上的行程孔与螺纹孔配合安装，两个第二顶块相互靠近的一端分别设为坡面。优选的，所述基材试样夹具包括同轴固定在升降轴顶端的圆盘以及设置在圆盘顶部端面上的多个半径不同的环形台阶，多个环形台阶均与升降轴同轴设置。优选的，所述圆盘通过沿圆盘外周开设的第一外螺纹配合安装有顶部开口并将刀具试样夹具和基材试样夹具容纳在内的切削液油杯，切削液油杯中设有第一电加热装置。优选的，在所述旋转轴的中部设有多个轴承，多个轴承的外圈均与固定在机架上的轴承座固定连接。优选的，所述轴承座包括一个与机架连接的外壳，在外壳的底端通过沿外壳外周开设的第二外螺纹配合安装有底部开口并将刀具试样夹具和基材试样夹具容纳在内的炉体，在炉体内设有第二电加热装置。优选的，所述旋转驱动装置包括第二伺服电机、固定在第二伺服电机输出轴上的第一带轮、固定在旋转轴上端的第二带轮以及连接在第一带轮和第二带轮之前的传动带。有益效果本专利技术包括多个刀具试样夹具以及一个可与多个刀具试样夹具配合的基材试样夹具，可通过一台设备安装不同的刀具试样夹具来完成成型刀具试样、球形刀具试样、销形刀具试样以及环形刀具试样的摩擦磨损试验，一机多能，减少了科研单位设备的投入成本。本专利技术通过包括有第二伺服电机、滚珠丝杠以及螺纹孔的升降驱动装置的配合使升降轴产生升降，可通过升降轴精确的向刀具试样和基材试样之间提供所需压力，解决了现有技术中的不足，具有更加真实的切削试验模拟功能。升降驱动装置中与滚珠丝杠连接的滑块以及用于推动升降轴上升的第一顶块之间通过第一弹簧连接，在第一顶块和升降轴之间设有第二弹簧，通过第一弹簧和第二弹簧配合的缓冲作用，在刀具试样和基材试样存在不平整的凹凸面的情况下，使刀具试样和基材试样之间处于高速相对旋转时，避免产生跳动的现象，具有更加准确的试验效果。附图说明图1为本专利技术的主视图；图2为本专利技术的立体结构示意图；图3本专利技术的弹性连接件的结构示意图；图4为本专利技术的基材试样夹具的立体结构示意图；图5为本专利技术的第一种种刀具试样夹具的立体结构示意图；图6为图5中的刀具试样夹具中的第二顶块的立体结构示意图；图7为本专利技术的第二种刀具试样夹具刀具试样夹具的立体结构示意图；图8为本专利技术的第三种刀具试样夹具刀具试样夹具的立体结构示意图；图9为本专利技术的第四种刀具试样夹具刀具试样夹具的立体结构示意图；附图说明：1、第一伺服电机，2、滑块，3、滚珠丝杠，4、第一弹簧，5、滑杆，6、第一顶块，7、机架，8、升降轴，9、基材试样夹具，10、刀具试样夹具，11、旋转轴，12、第二带轮，13、外壳，14、第二外螺纹，15、弹性连接件，16、传动带，17、第一带轮，18、第二伺服电机，19、卡盘，20、锥柄，21、第二顶块，22、调整螺钉，23、行程孔，24、环形台阶，25、圆盘，26、第一外螺纹，27、半球形凹槽，28、销孔，29、环形槽，30、顶球，31、第二弹簧。具体实施方式如图1至图9所示，本专利技术的一种摩擦磨损试验机，包括机架7以及沿竖直方向同轴设置在机架7上的旋转轴11和升降轴8。旋转轴11通过设置在机架7上的旋转驱动装置驱动旋转，在旋转轴11的下端通过活动接口连接有用于固定刀具试样的刀具试样夹具10，进而通过旋转驱动装置带动刀具试样夹具10上的刀具试样高速旋转。升降轴8通过设置在机架7上的升降驱动装置驱动升降，在机架7上设有供升降轴8升降滑动的轴套，升降轴8和轴套之间通过花键配合安装，在保证了升降轴8在轴套内可升降滑动的前提下避免升降轴8产生转动。在升降轴8和升降驱动装置之间设有弹性连接件15，在升降轴8的上端设有用于固定基材试样的基材试样夹具9，基材试样夹具9上的基材试样通过升降驱动装置的提升控制与刀具试样进行接触进行摩擦试验，并精确控制基材试样和刀具试样之间的压力使摩擦试验更接近于真实切削。升降驱动装置包括两根沿竖直方向设置的滑杆5以及滑动设置在两根滑杆5上的滑块2，两根滑杆5的顶端与机架7固定，底端固定连接有一个电机座，在电机座上固定设有第一伺服电机1。滑块2上设有螺纹孔，螺纹孔中配合安装有平行于滑杆5的滚珠丝杠3，滚珠丝杠3的底端与第一伺服电机1输出轴连接，在滑块2的上方通过第一弹簧4连接有用于推动升降轴8升起的第一顶块6。由第一伺服电机1的转动带动滚珠丝杠3转动，从而在两根滑杆5的限位作用下，控制滑块2在两根滑杆5上活动升降，并最终通过第一弹簧4和第一顶块6将上升力传递至升降轴8，使基材试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦磨损试验机，其特征在于：包括机架（7）以及沿竖直方向同轴设置在机架（7）上的旋转轴（11）和升降轴（8），旋转轴（11）通过设置在机架（7）上的旋转驱动装置驱动旋转，在旋转轴（11）的下端通过活动接口连接有用于固定刀具试样的刀具试样夹具（10），升降轴（8）通过设置在机架（7）上的升降驱动装置驱动升降，在升降轴（8）和升降驱动装置之间设有弹性连接件（15），在升降轴（8）的上端设有用于固定基材试样的基材试样夹具（9）。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦磨损试验机，其特征在于：包括机架（7）以及沿竖直方向同轴设置在机架（7）上的旋转轴（11）和升降轴（8），旋转轴（11）通过设置在机架（7）上的旋转驱动装置驱动旋转，在旋转轴（11）的下端通过活动接口连接有用于固定刀具试样的刀具试样夹具（10），升降轴（8）通过设置在机架（7）上的升降驱动装置驱动升降，在升降轴（8）和升降驱动装置之间设有弹性连接件（15），在升降轴（8）的上端设有用于固定基材试样的基材试样夹具（9）。2.根据权利要求1所述的一种摩擦磨损试验机，其特征在于：所述升降驱动装置包括沿竖直方向设置的滑杆（5）以及滑动设置在滑杆（5）上的滑块（2），滑杆（5）的顶端与机架（7）固定，底端设有第一伺服电机（1），滑块（2）上设有螺纹孔，螺纹孔中配合安装有平行于滑杆（5）的滚珠丝杠（3），滚珠丝杠（3）的底端与第一伺服电机（1）输出轴连接，在滑块（2）的上方通过第一弹簧（4）连接有用于推动升降轴（8）升起的第一顶块（6）。3.根据权利要求2所述的一种摩擦磨损试验机，其特征在于：所述弹性连接件（15）设置在升降轴（8）和第一顶块（6）之间，弹性连接件（15）包括顶球（30）以及固定在顶球（30）上的第二弹簧（31），顶球（30）与升降轴（8）的下端相触，第二弹簧（31）设置在开设于第一顶块（6）上的弹簧槽内。4.根据权利要求1所述的一种摩擦磨损试验机，其特征在于：所述活动接口为开设在旋转轴（11）下端的锥孔，锥孔的孔径由下至上逐渐减小，旋转轴（11）为空心轴；所述刀具试样夹具（10）的数量为多个，多个刀具试样夹具（10）均包括小端与锥孔配合安装的锥柄（20）以及固定在锥柄（20）大端的卡盘（19），在多个刀具试样夹具（10）的卡盘（19）上相背于各自锥柄（20）的一侧分别设有用于固定成型刀具试样的成型刀具试样夹持机构、用于固定销形刀具试样的销孔（28）、用于固定球形刀具试样的半球形凹槽（27）或用于固定环形刀具试样的环形槽（29），在卡盘（19）与各自锥柄（20）相连的一侧并对...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，王红，刘建寿，赵振法，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41