一种用于材料测试试样纵向抛光的装置制造方法及图纸

一种用于材料测试试样纵向抛光的装置，包括电源、试样固定工作台运动控制模块、试样旋转运动控制模块、研磨头往复研磨运动模块、砂带驱动控制机构、压力加载机构与控制器，试样固定工作台运动控制模块与研磨头往复研磨运动模块固接于装置底板的顶面，试样旋转运动控制模块固接于试样固定工作台运动控制模块顶面，砂带驱动控制机构与压力加载机构安装在研磨头往复研磨运动模块上，控制器通过相应程序控制其他模块。本发明专利技术通过实现数字控制对金属材料疲劳试样进行轴向抛光，使研磨头和被加工件的相对运动能得到更好的控制，尤其是因加工引起的对材料本身的机械性能破坏的现象，对航空材料疲劳测试结果的可靠性和稳定性有重要意义。

A device for longitudinal polishing of material test specimens

A device for longitudinal polishing of test specimens of material, including power supply, motion control module of sample fixed worktable, rotation motion control module of sample, grinding head reciprocating grinding movement module, sand belt drive control mechanism, pressure loading mechanism and controller, motion control module of sample fixing workbench and grinding head reciprocating The grinding motion module is fixed to the top surface of the floor of the device, and the rotation motion control module of the sample is fixed to the top surface of the motion control module of the specimen fixed table. The sand belt drive control mechanism and the pressure loading mechanism are installed on the grinding head reciprocating grinding movement module, and the controller controls the other modules through the corresponding sequence. The invention makes the axial polishing of fatigue specimens of metal materials by digital control, so that the relative motion energy of the grinding head and the processed parts can be better controlled, especially the mechanical properties of the material itself caused by the processing, which is of great significance to the reliability and stability of the fatigue test of the aeronautical materials.

【技术实现步骤摘要】
一种用于材料测试试样纵向抛光的装置
本专利技术涉及材料检测试样特种加工设备，特别涉及一种用于材料测试试样纵向抛光的装置。
技术介绍
在金属材料机械特性测试领域，为了准确测定金属材料特别是航空材料的疲劳特性，需要对试样进行低应力加工。其目的就是要确保试样处于一定的已知损伤程度的状态，排除测试结果中由试样加工起因的不确定因素。这一点对航空发动机研发项目来说非常重要。我国的大飞机项目及民用发动机项目已经展开，航空材料的全生命周期检测评价技术要求对材料检测试样必须进行低应力加工。而国内现在一般采用手工研磨，或者采用砂轮头打磨等方法纵向抛光。手工研磨时用力大小因人而异且同一研磨者也会出现表面抛光不均现象。砂轮头打磨时由于被加工体金属不断进入砂轮表面而不能保证加工过程中试样和砂轮始终处于同样状态。因此这些方法难以为设计和产品质量保证提供可靠的测试数据。
技术实现思路
为了确保试样表明抛光均匀且研磨材料加工过程中加工和被加工体始终处于同样的接触和运动状态,本专利技术提供了一种用于材料测试试样纵向抛光的装置，其结构简单，方便推广。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于材料测试试样纵向抛光的装置，包括电源、试样固定工作台运动控制模块、试样旋转运动控制模块、研磨头往复研磨运动模块、砂带驱动控制机构、压力加载机构与控制器，所述试样固定工作台运动控制模块与所述研磨头往复研磨运动模块固接于装置底板的顶面，所述试样旋转运动控制模块固接于所述试样固定工作台运动控制模块顶面，所述砂带驱动控制机构与压力加载机构安装在所述研磨头往复研磨运动模块上，所述控制器通过相应程序控制所述试样固定工作台运动控制模块、所述试样旋转运动控制模块、所述研磨头往复研磨运动模块与所述砂带驱动控制机构；所述试样固定工作台运动控制模块包括辅助导轨、带减速器直线滚珠丝杆滑台与步进电机驱动器，所述带减速器直线滚珠丝杆滑台与所述辅助导轨固定在所述装置底板上；在加工过程中，所述试样固定工作台运动控制模块处于固定状态；可根据试样大小通过控制器调整加工中心轴位置；所述试样旋转运动控制模块包括安装在安装台上的三爪夹头、减速器、步进电机、尾座顶针及安装在所述装置底板上的砂带进给用电机驱动器，所述安装台活动连接于所述试样固定台模块底板，所述三爪夹头与所述步进电机一分别安装于所述减速器的两侧；所述研磨头往复研磨运动模块包括研磨头支架、步进电机驱动器及所述砂带驱动控制机构、所述压力加载机构，所述研磨头往复研磨运动模块底部固接有直线滚珠丝杆滑台与辅助导轨；所述砂带驱动控制机构包括步进电机、减速器、驱动器、砂带、砂带安装盘、砂带导向轮、砂带驱动轮与从动轮，所述砂带安装在所述砂带安装盘上，所述砂带通过所述沙袋过度轮、砂带驱动控制轮固定位置；所述压力加载机构包括橡皮轮、杠杆与弹簧压力调整装置，所述橡皮轮安装在杠杆一侧的端头，所述杠杆的另一侧连接所述弹簧压力调整装置，通过杠杆作用所述橡皮轮压住所述砂带并对被加工加载所需压力。作为优选的，所述电源采用250W直流电源，所述电源通过导线与控制的所述直线滚珠丝杆滑台的驱动器一、控制所述三爪夹头旋转运动的驱动器二、控制所述砂带的驱动器三与所述试样固定工作台运动控制模块驱动的驱动器四及所述控制器的电源入口连接。作为优选的，所述控制器采用4轴步进伺服电机控制器。作为优选的，所述砂带驱动控制机构与所述压力加载机构安装在所述研磨头支架上，在研磨头往复运动的同时所述砂带在压力加载机构的作用下保持低匀速移动。在本专利技术中，砂带安装在砂带盘上并通过各导向轮后插入砂带驱动轮与从动轮之间；所述砂带驱动控制机构与压力加载机构固定后，再与直线滚珠丝杆滑台的滑块及辅助导轨连接，通过步进电机的正反转运动使整个所述研磨头往复研磨运动模块实现往复运动；安装在砂带安装盘上的所述砂带经过所述砂带导向轮后插入所述砂带驱动控制机构，通过步进电机的牵引使所述砂带以均匀速度移动，保证加工过程中始终有未使用过的所述砂带面与加工面接触，同时通过控制直线滚珠丝杆滑台往复运动实现对被加工件的轴向低应力研磨。上述各驱动器的脉冲信号与控制器的对应控制轴入口连接。本专利技术的有益效果为：通过实现数字控制对金属材料疲劳试样进行轴向抛光，使研磨头和被加工件的相对运动能得到更好的控制，尤其是因加工引起的对材料本身的机械性能破坏的现象，对航空材料疲劳测试结果的可靠性和稳定性有重要意义。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术试样旋转运动控制模块的结构示意图；图3为本专利技术的研磨头往复研磨运动模块结构示意图；图4为本专利技术试样固定工作台运动控制模块的结构示意图；图5为本专利技术压力加载机构的结构示意图；图6为本专利技术砂带驱动控制机构的结构示意图；1-电源、2-导线、3-控制器、4-研磨头往复研磨运动模块、5-试样旋转运动控制模块、6-试样固定工作台运动控制模块、7-砂带驱动控制机构、8-驱动器二、9-驱动器一、10-驱动器四、11-驱动器三、12-装置底板、13-三爪夹头、14-减速器、15-步进电机一、16-尾座顶针、17-安装台、18-试样固定台模块底板、19-压力加载机构、20-砂带过度轮、21-砂带驱动控制机构、22-直线滚珠丝杆滑台、23-辅助导轨、24-砂带、25-砂带安装盘、26-研磨头支架、27-带减速器直线滚珠丝杆滑台、28-辅助导轨、29-弹簧压力调节装置、30-杠杆、31-弹簧、32-橡皮轮、33-杠杆支点、34-步进电机二、35-减速器、36-砂带驱动轮、37-从动轮。具体实施方式为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例一：本实施例用于棒状金属材料疲劳测试试样的加工。在本实施例中，控制器3通过控制程序对试样旋转运动控制模块5的试样旋转速度进行精确控制，可以满足不同加工工艺要求；试样固定工作台运动控制模块6处于锁定状态。如图1-图6所示，一种用于材料测试试样纵向抛光的装置，包括电源1、试样固定工作台运动控制模块6、试样旋转运动控制模块5、研磨头往复研磨运动模块4、砂带驱动控制机构7、压力加载机构19与控制器3，试样固定工作台运动控制模块6与研磨头往复研磨运动模块4固接于装置底板12的顶面，试样旋转运动控制模块5固接于试样固定工作台运动控制模块6顶面，砂带驱动控制机构7与压力加载机构19安装在研磨头往复研磨运动模块4上，控制器3通过相应程序控制试样固定工作台运动控制模块6、试样旋转运动控制模块5与研磨头往复研磨运动模块4；电源1采用250W直流电源，电源1通过导线2与控制的直线滚珠丝杆滑台22的驱动器一9、控制三爪夹头13旋转运动的驱动器二8、控制砂带24的驱动器三11与试样固定工作台运动控制模块6驱动的驱动器四10及控制器3的电源入口连接。试样固定工作台运动控制模块6包括辅助导轨28、带减速器直线滚珠丝杆滑台27与步进电机驱动器9，带减速器直线滚珠丝杆滑台27与辅助导轨28固定在装置底板12上；可根据试样大小通过控制器调整加工中心轴位置，在加工过程中工作台处于固定状态。试样旋转运动控制模块包括安装在安装台17上的三爪夹头13、减速器14、步进电机一15、尾座顶针16及安装在装置底板12上的砂带进给用电机驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于材料测试试样纵向抛光的装置，其特征在于，包括电源(1)、试样固定工作台运动控制模块(6)、试样旋转运动控制模块(5)、研磨头往复研磨运动模块(4)、砂带驱动控制机构(7)、压力加载机构(19)与控制器(3)，所述试样固定工作台运动控制模块(6)与所述研磨头往复研磨运动模块(4)固接于装置底板(12)的顶面，所述试样旋转运动控制模块(5)固接于所述试样固定工作台运动控制模块(6)顶面，所述砂带驱动控制机构(7)与压力加载机构(19)安装在所述研磨头往复研磨运动模块(4)上，所述控制器(3)通过相应程序控制所述试样固定工作台运动控制模块(6)、所述试样旋转运动控制模块(5)、所述研磨头往复研磨运动模块(4)与所述砂带驱动控制机构(7)；所述试样固定工作台运动控制模块(6)包括辅助导轨(28)、带减速器直线滚珠丝杆滑台(27)与步进电机驱动器(9)，所述带减速器直线滚珠丝杆滑台(27)与所述辅助导轨(28)固定在所述装置底板(12)上；所述试样旋转运动控制模块包括安装在安装台(17)上的三爪夹头(13)、减速器(14)、步进电机一(15)、尾座顶针(16)及安装在所述装置底板(12)上的砂带进给用电机驱动器(11)，所述安装台(17)活动连接于所述试样固定台模块底板(18)，所述三爪夹头(13)与所述步进电机一(15)分别安装于所述减速器(14)的两侧；所述研磨头往复研磨运动模块(4)包括研磨头支架(26)、步进电机驱动器(8)及所述砂带驱动控制机构(7)、所述压力加载机构(19)，所述研磨头往复研磨运动模块底部固接有直线滚珠丝杆滑台(22)与辅助导轨(23)；所述砂带驱动控制机构(7)包括步进电机二(34)、减速器(35)、驱动器(10)、砂带(24)、砂带安装盘(25)、砂带导向轮(20)、砂带驱动轮(36)与从动轮(37)，所述砂带(24)安装在所述砂带安装盘(25)上，所述砂带(24)通过所述沙袋过度轮(20)、砂带驱动控制轮(21)固定位置；所述压力加载机构(19)包括橡皮轮(32)、杠杆(30)与弹簧压力调整装置(29)，所述橡皮轮(32)安装在杠杆(30)一侧的端头，所述杠杆(30)的另一侧连接所述弹簧压力调整装置(29)。...

【技术特征摘要】
1.一种用于材料测试试样纵向抛光的装置，其特征在于，包括电源(1)、试样固定工作台运动控制模块(6)、试样旋转运动控制模块(5)、研磨头往复研磨运动模块(4)、砂带驱动控制机构(7)、压力加载机构(19)与控制器(3)，所述试样固定工作台运动控制模块(6)与所述研磨头往复研磨运动模块(4)固接于装置底板(12)的顶面，所述试样旋转运动控制模块(5)固接于所述试样固定工作台运动控制模块(6)顶面，所述砂带驱动控制机构(7)与压力加载机构(19)安装在所述研磨头往复研磨运动模块(4)上，所述控制器(3)通过相应程序控制所述试样固定工作台运动控制模块(6)、所述试样旋转运动控制模块(5)、所述研磨头往复研磨运动模块(4)与所述砂带驱动控制机构(7)；所述试样固定工作台运动控制模块(6)包括辅助导轨(28)、带减速器直线滚珠丝杆滑台(27)与步进电机驱动器(9)，所述带减速器直线滚珠丝杆滑台(27)与所述辅助导轨(28)固定在所述装置底板(12)上；所述试样旋转运动控制模块包括安装在安装台(17)上的三爪夹头(13)、减速器(14)、步进电机一(15)、尾座顶针(16)及安装在所述装置底板(12)上的砂带进给用电机驱动器(11)，所述安装台(17)活动连接于所述试样固定台模块底板(18)，所述三爪夹头(13)与所述步进电机一(15)分别安装于所述减速器(14)的两侧；所述研磨头往复研磨运动模块(4)包括研磨头支架(26)、步进电机驱动器(8)及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，
申请(专利权)人：张斌，
类型：发明
国别省市：上海,31