一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置，包括：底座，以底座的长度方向为Y轴方向，宽度方向为X轴方向，垂直与底座的上表面方向为Z轴方向，在底座上设置相机、微调机构、XY轴方向进给机构、旋转机构、可以调整刀具倾角的角度调节机构以及用于搭载刀具在Z轴方向移动的Z轴移动机构；微调机构包括双轴倾斜台和设置在双轴倾斜台下方用于带动其在X轴和Z轴方向移动的XZ轴滑台；本实用新型专利技术通过XZ轴滑台运动实现Z轴方向不同刻划深度；通过双轴倾斜台调整工件倾斜角度，实现高精度的变刻划深度，机构简单，操作方便，测试精度高，使用成本低；可以用来精确分析工程陶瓷材料去除机理和测定材料的临界切厚，方便后续加工。加工。加工。

【技术实现步骤摘要】
一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置


[0001]本技术涉及材料加工测试设备
，具体涉及一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置。

技术介绍

[0002]先进的工程陶瓷材料在现阶段已经成为不可缺少、且极具潜力的结构材料，因其具有具有优异的物理、化学性能，在多种恶劣化学条件情况下，具有比一般金属材料更优越的抗腐蚀性能。在国防、航空航天、现代高科技工业等领域中被广泛使用。但是因其韧性差，硬度大等特点，在加工中容易出现脆性破坏，影响加工质量，属于难加工材料，因此需要对材料刻划进行性能测试，通过模拟单颗磨粒刻划工程陶瓷材料，测得的结果可以分析该材料去除机制和变形机理，保证加工质量和效果；现有刻划设备功能单一，调整不便，无法精确进行刻划，对分析结果造成影响。

技术实现思路

[0003]技术目的：针对现有刻划设备精度低，导致分析结果不精确的不足，本技术公开了一种能够实现变刻划深度的微米级刻划的工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置。
[0004]技术方案：为实现上述技术目的，本技术采用了如下技术方案：
[0005]一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置，包括：底座，以底座的长度方向作为Y轴方向，宽度方向为X轴方向，垂直与底座的上表面方向为Z轴方向；
[0006]在底座上设置用于观察刻划后陶瓷表面的相机，用于调整陶瓷位置的微调机构，以及用于带动刀具沿X轴、Y轴方向移动的XY轴方向进给机构；
[0007]所述XY轴方向进给机构包括XY轴方向进给机构、旋转机构、用于调整刀具倾角的角度调节机构以及用于搭载刀具并在Z轴方向移动的Z轴移动机构；
[0008]XY轴方向进给机构设置在底座上；旋转机构设置在XY轴方向进给机构上，下方与XY轴方向进给机构转动连接；所述角度调节机构设置在所述旋转机构上；Z轴移动机构设置在角度调节机构的移动端。
[0009]所述相机设置在相机支架上，相机与相机之间转动连接，旋转调节相机拍摄角度。
[0010]优选地，本技术的微调机构包括双轴倾斜台和设置在双轴倾斜台下方用于带动其在X轴和Z轴方向移动的XZ轴滑台，在双轴倾斜台上设置力传感器，检测陶瓷受力；双轴倾斜台的底部沿X轴方向设置用于调节双轴倾斜台倾斜角度千分尺调节旋钮；通过千分尺调节旋钮调整陶瓷片沿X轴方向的倾斜角度，实现高精度的变刻划深度。
[0011]优选地，本技术的XY轴方向进给机构包括沿Y轴方向设置的第一伺服电机、第一滚珠丝杠模组，第一伺服电机和第一滚珠丝杠模组之间通过第一联轴器连接；还包括沿X轴方向设置的第二伺服电机和第二滚珠丝杠模组，第二伺服电机的驱动端通过第二联轴器与第二滚珠丝杠模组连接，第二滚珠丝杠模组位于第一滚珠丝杠模组的上方，底部底部通过沉头螺丝固定在第一滚珠丝杠模组的工作台表面，在第二滚珠丝杠模组的上方设置底
板，底板的底部通过与第二滚珠丝杠模组的方向平行的直线滑台与第二滚珠丝杠模组连接，旋转机构的底部与底板转动连接；通过双滚珠丝杠的结构，对刀具的位置进行精确的调整，保证刻划结果的准确性。
[0012]优选地，本技术的旋转机构包括导向轴、转动轴承座、旋钮柱塞、U型座；导向轴竖直设置在底板上，底部与底板之间螺纹连接，在导向轴的外圈套接有转动轴承座，U型座竖向设置在转动轴承座的上方，与转动轴承座通过螺栓固定连接；旋钮柱塞竖直设置在U型座上，底部与底板上开设的定位孔配合，定位好后配以螺栓固定，在刻划过程中限制U型座的转动；角度调节机构对称设置在U型座上；U型座能够实现刀具的灵活切换，再通过旋钮柱塞在调整后进行锁紧，防止在刻划过程中转动。
[0013]优选地，本技术在底板的上表面均布有钢珠滚轮，钢珠滚轮顶部与U型座的底部接触，辅助U型座的转动，减小转动阻力，便于人员进行操作。
[0014]优选地，本技术的角度调节机构包括旋转板、调整螺丝块、调整螺丝组件；旋转板设置在U型座两侧，通过沉头螺栓固定在U型座的侧面，旋转板采用凸型形状，调整螺丝块通过螺栓对称安装在旋转板凸头的左右两侧；调整螺丝安装在调整螺丝块中，通过旋动调整螺丝来对旋转板的旋转角度进行微小的调整；调整螺丝来对旋转板旋转角度进行微小的调整，刀具的工作角度也随之变化，起到精确调节的作用。
[0015]优选地，本技术的Z轴移动机构包括滑台、刀座、刀具；所述滑台设置在旋转板的板面上，与旋转板间沿竖直方向滑动连接；在滑台上设置用于锁紧的旋钮；刀座通过沉头螺栓固定在滑台面上；所述刀具为单刃金刚石刻划刀具，刀具的刀柄竖直安装在刀座内，通过设置在刀具一侧的锁紧螺栓固定；滑台带动刀具沿竖直方向移动，可以上下调整刀具的位置，进行精确对刀，保证刻划精度。
[0016]有益效果：本技术所提供的一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置具有如下有益效果：
[0017]1、本技术在进给控制装置基础上增加双轴倾斜台，实现低成本、高效、高精度、变刻划深度的微米级刻划，刻划样品不受尺寸影响，刻划长度、刻划速度、刻划深度都可以通过设定对应值进行控制，具有较大的灵活性，操作简单。
[0018]2、本技术采用双工位，两工位对称布置在旋转板两侧，可以有效减小换刀时间，在切换刀具时利用旋钮柱塞与底座定位孔配合进形精确定位，保证在切换工位后刀具定位准确，减少对刀操作，提高效率。此外增加了角度调节机构，可以实现对刀具工作角度的微小改变，从而降低加工过程中的受力大小，提高刀具使用寿命。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。
[0020]图1为本技术整体结构图；
[0021]图2为本技术图1中A向视图；
[0022]图3为本技术旋转机构结构图；
[0023]图4为本技术角度调节机构示意图；
[0024]其中，1
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底座、2
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第一联轴器、3
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第一伺服电机、4
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刀座、5
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滑台、6
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U型座、7
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转动
轴承座、8
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旋钮柱塞、9
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钢珠滚轮、10
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底板、11
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直线滑台、12
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刀具、 13
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实验样品、14
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相机、15
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力传感器、16
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双轴倾斜台、17
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XZ轴滑台、18
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第一滚珠丝杠模组、19
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旋转板、20
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调整螺丝块、21
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调整螺丝、22
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第二滚珠丝杠模组、23
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第二联轴器、24
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第二伺服电机、25
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导向轴、26
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置，其特征在于，包括：底座（1），以底座（1）的长度方向作为Y轴方向，宽度方向为X轴方向，垂直与底座的上表面方向为Z轴方向；在底座（1）上设置用于观察刻划后陶瓷表面的相机（14），用于调整陶瓷位置的微调机构，以及用于带动刀具沿X轴、Y轴方向移动的XY轴方向进给机构；所述XY轴方向进给机构包括XY轴方向进给机构、旋转机构、用于调整刀具倾角的角度调节机构以及用于搭载刀具（12）并在Z轴方向移动的Z轴移动机构；XY轴方向进给机构设置在底座（1）上；旋转机构设置在XY轴方向进给机构上，下方与XY轴方向进给机构转动连接；所述角度调节机构设置在所述旋转机构上；Z轴移动机构设置在角度调节机构的移动端；所述相机（14）设置在相机支架（26）上，相机与相机之间转动连接，旋转调节相机拍摄角度。2.根据权利要求1所述的一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置，其特征在于，所述微调机构包括双轴倾斜台（16）和设置在双轴倾斜台下方用于带动其在X轴和Z轴方向移动的XZ轴滑台（17），在双轴倾斜台（16）上设置力传感器（15），检测陶瓷受力；双轴倾斜台（16）的底部沿X轴方向设置用于调节双轴倾斜台倾斜角度千分尺调节旋钮。3.根据权利要求1所述的一种工程陶瓷临界切厚测定用变深度刻划装置，其特征在于，所述XY轴方向进给机构包括沿Y轴方向设置的第一伺服电机（3）、第一滚珠丝杠模组（18），第一伺服电机（3）和第一滚珠丝杠模组（18）之间通过第一联轴器（2）连接；还包括沿X轴方向设置的第二伺服电机（24）和第二滚珠丝杠模组（22），第二伺服电机（24）的驱动端通过第二联轴器（23）与第二滚珠丝杠模组（22）连接，第二滚珠丝杠模组（22）位于第一滚珠丝杠模组（18）的上方，底部通过沉头螺丝固定在第一滚珠丝杠模组的工作台表面，在第二滚珠丝杠模组（22）的上方设置底板（10），底板（10）的底部通过与第二滚珠丝杠模组（22）的方向平行...

【专利技术属性】
技术研发人员：周飞翔，卞荣，徐有峰，邓江徽，沈继涛，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：