一种仿古刀剑锋利度测试方法和测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种仿古刀剑锋利度测试方法，包括：驱动仿古刀剑匀速切割材料，其中速度范围为2

【技术实现步骤摘要】
一种仿古刀剑锋利度测试方法和测试装置


[0001]本专利技术涉及刀剑类工艺品测试领域，特别是指一种仿古刀剑锋利度测试方法和装置。

技术介绍

[0002]仿古刀剑是一种仿照中外古代兵器形式的收藏性工艺品，开刃的仿古刀剑相较不开刃的更为锋利，我国对于开刃的刀剑与匕首进行管制，主要规定刀剑整体长度与刀尖顶点角度。由于古代冷兵器形态各异，仿古刀剑的刃口形态多样，同一把刀剑不同位置的锋利程度也有差异，单凭几何标准不足以完全评价仿古刀剑的锋利程度及其危险性，有必要提出标准化的锋利度测量方法及其设备，实现对仿古刀剑特定位置锋利度的量化评价。
[0003]目前，对刃口锋利度评价的方法主要基于切割深度：切割深度法指使用一定压力按压切割介质(通常为纸或金属薄片)，使介质与仿古刀剑接触，通过记录介质断裂深度(或多层介质的层数)，对锋利度进行表征。上述切割深度测试在仿古刀剑上施加了冲击应力，对仿古刀剑表面造成损伤。
[0004]目前，对刃口锋利度测试方法主要使用较宽的介质进行下压，对仿古刀剑剑整个刃口进行一次宏观评价，无法对材料切割过程中进行精细监控，从而无法实现准确的刀剑锋利度分析。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种仿古刀剑锋利度测试方法和装置，本专利技术能够保证被切割材料与刀剑指定位置切割角度稳定、实现准静态切割，消除冲击应力对仿古刀剑刃口可能带来的破坏，减小测试过程对仿古刀剑的损伤，且材料切割过程中进行精细监控，获取切割过程中的各物理量，对其锋利度进行更准确的分析。
[0006]一种仿古刀剑锋利度测试方法，包括：
[0007]驱动仿古刀剑匀速切割固定材料，其中速度范围为2
‑
10mm/min，被切割材料高度与仿古刀剑切割高度持平，所述固定材料的邵氏硬度为40
‑
70A；
[0008]通过高速摄像机记录仿古刀剑切割材料过程随时间变化的图像；
[0009]通过测力仪记录仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力；
[0010]基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的图像获取切入时间点和断裂时间点，根据切入时间点和断裂时间点以及仿古刀剑速度计算切入时和断裂时的切割深度；
[0011]基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力以及切入时和断裂时的切割深度，计算切入功和断裂功；
[0012]根据切入时和断裂时的切割深度以及切入功和断裂功，计算仿古刀剑锋利度。
[0013]具体地，基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力以及切入时和断裂时的切割深度，计算切入功和断裂功，具体为：
[0014][0015][0016]其中，d1为切入时的切割深度，d2锻炼时的切割深度，F为仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力，W1为切入功，W2为断裂功。
[0017]具体地，根据切入时和断裂时的切割深度以及切入功和断裂功，计算仿古刀剑锋利度，具体为：
[0018][0019][0020]S＝Index1*Index2[0021]其中，Index1表示基于切入的表征锋利度的无量纲参数，Index2表示基于断裂的表征锋利度的无量纲参数，t为被切割工件的厚度，K为被切割材料的断裂韧性，S为仿古刀剑锋利度。
[0022]本专利技术另一实施例提供一种仿古刀剑锋利度测试装置，包括：包括仿古刀剑进给机构、仿古刀剑夹持装置、材料高度调整装置、材料固定装置、激光对刀装置、测力仪和高速摄像机；
[0023]所述仿古刀剑夹持装置设置在仿古刀剑进给机构上，所述仿古刀剑进给机构驱动仿古刀剑低速运动，所述仿古刀剑夹持装置在仿古刀剑进给机构的滑块上，所述材料固定装置设置在材料高度调整装置的移动块上，所述材料高度调节装置驱动调节仿古刀剑与切割材料的相对高度，所述激光对刀装置固定在仿古刀剑进给机构中心线上方，所述测力仪安装在仿古刀剑进给机构滑块与仿古刀剑夹持装置之间，所述高速摄像机安装在材料高度调整装置端部并垂直于切割面，所述测力仪与高速摄像机信号与计算机相连接，所述进给机构、激光对刀装置、测力仪与高速摄像机独立供电。
[0024]具体地，所述仿古刀剑进给机构通过步进电机控制丝杆传动实现，所述测力仪安装座与丝杆的滑块固定，所述仿古刀剑夹持装置与测力仪安装座通过导柱连接，所述仿古刀剑与仿古刀剑夹持装置手动调节连接。
[0025]具体地，所述材料高度调整装置通过步进电机控制杆传动实现，所述材料固定装置两侧与控制杆的移动块通过螺栓固定，所述被切割材料沿材料高度调整装置中心线对称放置于材料固定装置上，材料压片放置在被切割材料上，通过螺栓与材料固定装置固定连接。
[0026]具体地，所述仿古刀剑进给机构的滑块与夹持装置共同作直线运动，滑块运动范围在100
‑
300毫米，运动精度不大于0.02毫米，运动速度为不大于每分钟10毫米。
[0027]具体地，所述材料高度调整装置的移动块与材料固定装置共同作直线运动，移动块运动精度不大于0.05毫米。
[0028]具体地，被切割材料的厚度在2毫米到10毫米之间，长度在50毫米至100毫米之间，宽度在25毫米至40毫米之间。
[0029]由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0030](1)本专利技术提供一种仿古刀剑锋利度测试方法，包括：驱动仿古刀剑匀速切割固定
材料，其中速度范围为2
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10mm/min，被切割材料高度与仿古刀剑切割高度持平，所述固定材料的邵氏硬度为40
‑
70A；通过高速摄像机记录仿古刀剑切割材料过程随时间变化的图像；通过测力仪记录仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力；基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的图像获取切入时间点和断裂时间点，根据切入时间点和断裂时间点以及仿古刀剑速度计算切入时和断裂时的切割深度；基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力以及切入时和断裂时的切割深度，计算切入功和断裂功；根据切入时和断裂时的切割深度以及切入功和断裂功，计算仿古刀剑锋利度；本专利技术提供的方法，能够保证被切割材料与刀剑指定位置切割角度稳定、实现准静态切割，消除冲击应力对仿古刀剑刃口可能带来的破坏，减小测试过程对仿古刀剑的损伤，且材料切割过程中进行精细监控，获取切割过程中的各物理量，对其锋利度进行更准确的分析。
[0031](2)本专利技术提供提供一种仿古刀剑锋利度测试装置，仿古刀剑进给机构通过步进电机控制丝杆传动实现，测力仪安装座与丝杆的滑块固定，仿古刀剑夹持装置与测力仪安装座通过导柱连接，仿古刀剑与仿古刀剑夹持装置手动调节连接，能够保证仿古刀剑的被测试部分刀刃垂直于测试台平面，与被切割材料正交切割，消除冲击应力对仿古刀剑刃口可能带来的破坏。
[0032](3)本专利技术提供提供一种仿古刀剑锋利度测试装置，材料高度调整装置通过步进电机控制杆传动实现，材料固定装置两侧与控制杆的移动块通过螺栓固定，被切割材料沿材料高度调整装置中心线对称放置于材料固定装置上，材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿古刀剑锋利度测试方法，其特征在于，包括：驱动仿古刀剑匀速切割材料，其中速度范围为2
‑
10mm/min，被切割材料高度与仿古刀剑切割高度持平，所述材料的邵氏硬度为40
‑
70A；通过高速摄像机记录仿古刀剑切割材料过程随时间变化的图像；通过测力仪记录仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力；基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的图像获取切入时间点和断裂时间点，根据切入时间点和断裂时间点以及仿古刀剑速度计算切入时和断裂时的切割深度；基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力以及切入时和断裂时的切割深度，计算切入功和断裂功；根据切入时和断裂时的切割深度以及切入功和断裂功，计算仿古刀剑锋利度。2.根据权利要求1所述的一种仿古刀剑锋利度测试方法，其特征在于，基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力以及切入时和断裂时的切割深度，计算切入功和断裂功，具体为：体为：其中，d1为切入时的切割深度，d2锻炼时的切割深度，F为仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力，W1为切入功，W2为断裂功。3.根据权利要求2所述的一种仿古刀剑锋利度测试方法，其特征在于，根据切入时和断裂时的切割深度以及切入功和断裂功，计算仿古刀剑锋利度，具体为：裂时的切割深度以及切入功和断裂功，计算仿古刀剑锋利度，具体为：S＝Index1*Index2其中，Index1表示基于切入的表征锋利度的无量纲参数，Index2表示基于断裂的表征锋利度的无量纲参数，t为被切割工件的厚度，K为被切割材料的断裂韧性，S为仿古刀剑锋利度。4.应用权利要求1
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3之一所述方法的一种仿古刀剑锋利度测试装置，其特征在于，包括：包括仿古刀剑进给机构、仿古刀剑夹持装置、材料高度调整装置、材料固定装置、激光对刀装置、测力仪和高速摄像机；所述仿古刀剑夹持装置设置在仿...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯峰，冯平法，赵昊琳，乐祺中，刘金磊，姜恩来，李友生，刘章龙，林亮亮，
申请(专利权)人：厦门金鹭特种合金有限公司，
类型：发明
国别省市：