一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备及抛光方法技术

本发明专利技术公开了一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备及抛光方法，属于抛光设备的技术领域，包括床身，还包括控制系统、床头组件、尾座组件和抛光头组件，所述床头组件、尾座组件和抛光头组件均设于床身上且三者均与所述控制系统电连接，并通过床头组件驱动夹持于床头组件与尾座组件之间的试样转动；所述抛光头组件包括数控十字滑台和设于该数控十字滑台上的抛光头，所述数控十字滑台驱动抛光头沿X向和/或Y向运动并通过抛光头对转动的试样进行纵向抛光，以满足疲劳测试用试样低应力加工的轴向抛光需求，进而达到提高试样加工效率，大幅度提高了劳动生产率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备及抛光方法
本专利技术属于抛光设备的
，具体而言，涉及一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备及抛光方法。
技术介绍
试样制备在材料力学疲劳性能测试中占有非常重要的地位，加工后试样表面质量的好坏直接关系到测试数据的准确性和可靠性，特别是燃气轮机、航空发动机叶片的研发对疲劳试样加工要求更高，需要低应力加工工序和控制试样表面残余应力，以保证测试试样处于指定范围内的低应力状态，消除疲劳测试用试样径向加工痕迹，在20倍放大镜下观察试样表面无横向划痕。传统磨削加工技术虽然也可以获得试样的精度和表面粗糙度，但实际生产中经常出现磨削裂纹、表面烧伤、表面高应力状态等严重破坏构件表面完整性，降低构件疲劳强度或疲劳寿命等问题，影响疲劳测试数据的准确性，而且传统磨削技术加工试样，一般采用手工砂纸抛光，或者采用手持砂带抛光机打磨等方法进行纵向抛光，或采用现代数控砂带磨床加工技术。手工砂纸抛光或手持砂带抛光机打磨效率十分低下，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，还会出现横向纹路去除不彻底，加工质量不稳定等问题。手持砂带抛光机或数控砂带磨床抛光采用的是接触轮式砂带磨削，通过接触轮压住砂带接触试样表面，对试样表面进行抛磨，适用于磨削深度大，加工精度一般的外圆磨削。且受接触轮的尺寸大小限制，某些尺寸非常小的试样过渡圆弧将无法参与磨削。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
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备及抛光方法以满足疲劳测试用试样低应力加工的轴向抛光需求，进而达到提高试样加工效率，大幅度提高了劳动生产率的目的。本专利技术所采用的技术方案为：一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备，包括床身，还包括控制系统、床头组件、尾座组件和抛光头组件，所述床头组件、尾座组件和抛光头组件均设于床身上且三者均与所述控制系统电连接，并通过床头组件驱动夹持于床头组件与尾座组件之间的试样转动；所述抛光头组件包括数控十字滑台和设于该数控十字滑台上的抛光头，所述数控十字滑台驱动抛光头沿X向和/或Y向运动并通过抛光头对转动的试样进行纵向抛光。通过床头组件和尾座组件的配合能实现不同尺寸规格的工件夹持和顶紧，且在抛光头的运动下，能够对试样进行纵向抛光。进一步地，该设备还包括防护罩壳和设于防护罩壳上的排屑器，所述防护罩壳罩于所述床身的外部且防护罩壳的外壁上安装有所述控制系统，以使参与抛光作业的床头组件、尾座组件、抛光头组件以及床身均封闭在设备的防护罩壳内，对工作环境提供可靠保障；所述排屑器与控制系统电连接并控制排屑器自动排屑。进一步地，所述抛光头包括砂带和支架，所述支架上设有砂带驱动轮和多个砂带导向轮，砂带缠绕于砂带驱动轮和各个砂带导向轮上且砂带驱动轮配设有驱动其转动的驱动机；所述支架上开设有抛光缺口并通过横跨于抛光缺口上的砂带进行抛光。采用自由式砂带抛光的抛光头布置方式，试样直接与柔性的砂带接触，不用任何物体支撑砂带，利用砂带支撑后自身的挠性对试样进行磨削或抛光，这种方式在一定范围内很容易适应试样的轮廓，尤其对不规则形状的工件。在实际中，多用于加工外成型表面和倒棱、去毛刺、抛光等工序，能对试样中的任意圆弧过渡段的圆弧尺寸抛光，并且切除量小，表面质量好，粗糙度低，非常适用于抛光加工，特别是对表面质量要求高的燃气轮机、飞机发动机高温叶片试样加工。进一步地，所述抛光头还包括设于支架上的双导杆气动滑座，所述双导杆气动滑座上设有滑动架，滑动架上设有砂带张紧轮并通过砂带张紧轮对所述砂带的张紧度进行调节；双导杆气动滑座通入气压运动，气压压力控制砂带的张紧力，砂带与试样浮动式接触，达到试样的随形恒压式磨削，低应力加工的目的。进一步地，所述数控十字滑台包括X向滑台和Y向滑台，所述X向滑台上滑动设有所述Y向滑台且X向滑台配设有驱动Y向滑套滑动的驱动件；所述Y向滑台上滑动设有所述支架且Y向滑台配设有驱动支架滑动的驱动件，以通过数控十字滑台的运动确保抛光头在抛光过程中能够与试样的表面充分接触。进一步地，所述床头组件包括床头支撑座和设于该床头支撑座上的气动三爪卡盘，所述气动三爪卡盘配设有驱动其转动的驱动机，以通过气动三爪卡盘对试样进行夹持并驱动试样进行低速转动。进一步地，所述尾座组件包括直线滑台和设于该直线滑台上的尾座支撑座，所述尾座支撑座上转动设置有顶尖，且顶尖配设有驱动其朝向所述床头组件滑动的气缸，气缸压力控制顶紧力，保持工件始终处于顶紧状态且顶尖不影响试样的转动运动。由于顶尖自身能自由旋转，在抛光作业时，顶紧试样并能够随床头组件中的气动三爪卡盘同步低速旋转运动。进一步地，所述尾座支撑座内滑动设有滑动轴，滑动轴的一端转动连接有所述顶尖，另一端通过连接轴与所述气缸的活塞杆连接；所述尾座支撑座装配有导向键，且滑动轴上沿其滑动方向开设有与导向键对应匹配的导向键槽，在滑动轴的作用下一方面可保证顶尖能够自由转动；另一方面，可驱动顶尖按照导向键的导向方向运动并抵紧在试样的端部表面上。进一步地，所述直线滑台包括直线导轨和滑动设于该直线导轨上的滑板，所述滑板配设有驱动其滑动的驱动组件，以通过直线滑台将尾座组件中顶尖调整至靠近试样的端部位置上。在本专利技术中还公开了一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光方法，该方法适用于上述的疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备，该方法包括：(1)松开床头组件中的气动三爪卡盘，装入待抛光的试样；(2)调整尾座组件以使尾座组件的顶尖移动，待顶尖靠近试样的端面时，给尾座组件中的气缸供气，驱使顶尖顶紧试样；(3)启动控制系统的数控程序指令，通过数控指令启动数控十字滑台运动以调整抛光头与试样的表面充分接触、启动床头组件以使试样低速转动以及启动数控十字滑台以使抛光头沿试样的纵向作往返运动，直至抛光均匀；当抛光头经过试样中部的圆弧过渡面时，控制系统通过圆弧插补功能使抛光头沿着圆弧过渡面随形运动，以保持抛光头与试样的表面充分接触。本专利技术的有益效果为：1.采用本专利技术所公开的疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备及抛光方法，其通过床头组件的主轴旋转运动，且通过数控十字滑台带动抛光头在X、Y方向进给运动，同时，控制系统采用数控控制，能实现四轴联动控制，位置、速度精确控制，具备圆弧插补曲面加工功能，实现试样工作表面包括圆弧过渡段表面的精确轴向抛光，表面质量一致性好，改变了传统手工抛光的方式，实现试样的自动化生产，提高了试样加工效率，大幅度提高了劳动生产率，实现了低应力加工，有效控制试样表面残余应力，对疲劳测试用试样特别是燃气轮机，航空发动机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是待抛光试样的结构示意图；图2是本专利技术提供的疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备的整体结构示意图；图3是本专利技术提供的疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备中床头组件的结构示意图；图4是本专利技术提供的疲劳测试用试样专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备，包括床身，其特征在于，还包括控制系统、床头组件、尾座组件和抛光头组件，所述床头组件、尾座组件和抛光头组件均设于床身上且三者均与所述控制系统电连接，并通过床头组件驱动夹持于床头组件与尾座组件之间的试样转动；所述抛光头组件包括数控十字滑台和设于该数控十字滑台上的抛光头，所述数控十字滑台驱动抛光头沿X向和/或Y向运动并通过抛光头对转动的试样进行纵向抛光。/n

【技术特征摘要】
1.一种疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备，包括床身，其特征在于，还包括控制系统、床头组件、尾座组件和抛光头组件，所述床头组件、尾座组件和抛光头组件均设于床身上且三者均与所述控制系统电连接，并通过床头组件驱动夹持于床头组件与尾座组件之间的试样转动；所述抛光头组件包括数控十字滑台和设于该数控十字滑台上的抛光头，所述数控十字滑台驱动抛光头沿X向和/或Y向运动并通过抛光头对转动的试样进行纵向抛光。


2.根据权利要求1所述的疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备，其特征在于，该设备还包括防护罩壳和设于防护罩壳上的排屑器，所述防护罩壳罩于所述床身的外部且防护罩壳的外壁上安装有所述控制系统；所述排屑器与控制系统电连接并通过控制系统控制排屑器自动排屑。


3.根据权利要求1所述的疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备，其特征在于，所述抛光头包括砂带和支架，所述支架上设有砂带驱动轮和多个砂带导向轮，砂带缠绕于砂带驱动轮和各个砂带导向轮上且砂带驱动轮配设有驱动其转动的驱动机；所述支架上开设有抛光缺口并通过横跨于抛光缺口上的砂带进行抛光。


4.根据权利要求3所述的疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备，其特征在于，所述抛光头还包括设于支架上的双导杆气动滑座，所述双导杆气动滑座上设有滑动架，滑动架上设有砂带张紧轮并通过砂带张紧轮对所述砂带的张紧度进行调节。


5.根据权利要求3所述的疲劳测试用试样专用数控纵向抛光设备，其特征在于，所述数控十字滑台包括X向滑台和Y向滑台，所述X向滑台上滑动设有所述Y向滑台且X向滑台配设有驱动Y向滑套滑动的驱动件；所述Y向滑台上滑动设有所述支架且Y向滑台配设有驱动支架滑动的驱动件。


6.根据权利要求1所述的疲劳测试用试样专用数控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志成，张强，桂启志，许飞，李孝龙，张轶，周家刚，吉昌兵，张发，李德平，丁继明，曹杰，周红良，涂航，江滔，叶敏，童双双，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51