【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于硬脆材料鉆削加工，涉及硬脆材料深孔鉆削加工技術(shù)，尤其是一種用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具。
技術(shù)介紹
1、隨著加工技術(shù)和材料科學的發(fā)展，越來越多的硬脆材料(如玻璃，陶瓷等)被廣泛應用于航空航天，醫(yī)療器械，國防工業(yè)等行業(yè)。相較于其他材料，在針對硬脆材料進行鉆孔加工時，工件易損壞，刀具磨損嚴重，加工效率低，加工質(zhì)量差等問題更為凸顯。為了改善這一技術(shù)問題，研究人員主要采用特種加工的方式，如超聲波輔助加工等對硬脆材料進行處理。而研究不同加工方式對硬脆材料加工質(zhì)量的影響時，一般從兩個方面著手，一是測量鉆削加工過程中的軸向切削力，二是觀察已加工表面質(zhì)量。其中，軸向切削力的測量可以間接反映整體加工狀況，且可在加工過程中進行分析，是主要的研究手段。
2、在對硬脆材料進行鉆削加工過程中，軸向力是尤為關(guān)鍵的參數(shù)，若超過材料所能承受的臨界值，會導致工件出現(xiàn)裂紋甚至破碎，造成重大損失。此外，軸向力還可影響材料鉆削加工的加工效率和加工過程中的溫度，進而影響孔的表面質(zhì)量以及刀具磨損。通過對鉆削加工過程中的軸向力進行實時監(jiān)測，可以探究不同的鉆頭直徑，主軸轉(zhuǎn)速，進給速度，切削深度等加工參數(shù)對鉆削加工軸向力的影響規(guī)律。并對不同軸向力下加工成型的孔和刀具進行微觀觀測，重點關(guān)注孔的內(nèi)表面質(zhì)量和刀具的磨損程度，可得到軸向力對鉆削加工的作用規(guī)律。根據(jù)觀測結(jié)果得到的作用規(guī)律，可通過在加工過程中實時監(jiān)測軸向力的大小，準確控制鉆削加工的狀態(tài)。這對于鉆削加工中保證工件完整性，提高孔加工質(zhì)量，提高加工效率，減小刀具磨損等具有重要意義。p>
3、由此，對長軸形脆性材料進行鉆削加工時，需兼顧工件固定問題和對鉆削軸向力的準確控制，以保證加工過程穩(wěn)定，降低材料損壞率。目前，針對工件固定問題，國內(nèi)外學者通常根據(jù)不同的加工場合，設計出特定的工件夾具，以輔助加工生產(chǎn)過程，提高加工過程穩(wěn)定性。而對鉆削加工力的測量，研究人員重點關(guān)注對不同應用場景的測力儀器的研究，通過設計相應的輔助結(jié)構(gòu)實現(xiàn)切削力的測量。而對長軸形脆性材料，由于其形狀和材料特殊，所需要的夾具不僅需要具有工件固定功能，還需具備實時測量鉆削過程中軸向力的功能。
4、目前還未見到將這兩種功能復合的專用夾具。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種簡單實用，測量精度高的，適用于長軸形脆性材料的，可實時測量軸向力的夾具。
2、本技術(shù)解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
3、本技術(shù)涉及一種適用于長軸形硬脆材料的，具有實時測量鉆削加工軸向力功能的復合夾具。該夾具既可對工件進行夾持固定，還可實時測量軸向力。
4、該夾具具有工件夾持，軸向定向和位置調(diào)整功能。采用兩組同軸心的v型架和異形壓板實現(xiàn)對長軸形工件的固定；利用直線導軌消除在鉆削加工過程中施加于力傳感器上的非軸向力和扭矩，實現(xiàn)軸向力的準確測量；通過調(diào)整架和固定座調(diào)整整體位置，使裝置處于軸向。數(shù)據(jù)采集與處理模塊對可力傳感器的信號進行放大與采集，并在電腦上對信號進行實時讀取與顯示，實現(xiàn)鉆削加工軸向力的實時狀態(tài)監(jiān)測。
5、該夾具內(nèi)部裝有力傳感器，通過外接儀器設備，能夠直接對鉆削加工過程中工件受到的軸向力進行實時監(jiān)測，測量穩(wěn)定性好，精度高，結(jié)構(gòu)簡單，便于使用。
6、夾具結(jié)構(gòu)包括：調(diào)整架、導軌固定板、兩直線導軌、導軌調(diào)整板、調(diào)整塊、調(diào)節(jié)塊、壓電式力傳感器及夾具，所述導軌固定板具有內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，其中導軌固定板與所述調(diào)整架固裝連接；所述直線導軌具有導軌和滑塊，所述導軌與所述導軌固定板的內(nèi)側(cè)面固裝，兩直線導軌的導軌平行間隔設置，每一導軌上滑動安裝兩滑塊；所述導軌調(diào)整板具有內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，所述導軌調(diào)整板的內(nèi)側(cè)面與所述滑塊固裝連接；所述調(diào)整塊與所述導軌固定板的內(nèi)側(cè)面固裝，所述調(diào)整塊位于所述兩直線導軌之間；所述調(diào)節(jié)塊與所述導軌調(diào)整板的內(nèi)側(cè)面固裝，所述調(diào)節(jié)塊位于所述兩直線導軌之間；所述壓電式力傳感器位于所述調(diào)整塊與所述調(diào)節(jié)塊之間，所述壓電式力傳感器與所述調(diào)節(jié)塊通過螺紋連接；所述夾具與所述導軌調(diào)整板的外側(cè)面固裝。
7、進一步地，所述夾具包括v型架和異形壓板，所述v型架上具有第一卡槽，所述異形壓板上具有第二卡槽，所述第一卡槽與第二卡槽拼接后恰能在徑向上環(huán)抱長軸形硬脆材料。
8、進一步地，所述調(diào)整架具有第一支撐板和第二支撐板，所述第一支撐板與第二支撐板組成t形，所述第一支撐板具有內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，所述第一支撐板的內(nèi)側(cè)面與所述導軌固定板的外側(cè)面貼合。
9、進一步地，還包括一固定座，所述固定座與所述第二支撐板固裝連接。
10、進一步地，還包括第一連接件及固定塊，所述第一連接件及固定塊連接所述固定座與所述第二支撐板，配合調(diào)節(jié)固定座與第二支撐板的相對位置。
11、進一步地，還包括第二連接件，所述第二連接件連接所述調(diào)整架及所述導軌固定板，調(diào)節(jié)調(diào)整架與導軌固定板的相對位置。
12、進一步地，還包括多個定位鍵，所述定位鍵固裝在所述導軌調(diào)整板的外側(cè)面，所述v型架上制有鍵槽，與所述定位鍵配合定位v型架。
13、本技術(shù)的優(yōu)點和積極效果是：
14、1.本技術(shù)巧妙利用兩根平行的直線導軌約束導軌調(diào)整板和導軌固定板，使其只可進行軸向相互作用，極大程度減少了非軸向力和扭矩對力傳感器的作用，實現(xiàn)了鉆削軸向力的準確測量。
15、2.本技術(shù)同時具備工件夾持功能和鉆削加工軸向力實時在線測量功能，不僅可以提高鉆削過程的穩(wěn)定性，還可通過外接設備和上位機程序，實現(xiàn)對鉆削過程中軸向力的實時分析，顯示與結(jié)果保存。
16、3.本技術(shù)測量穩(wěn)定性好，精度高，結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝和使用。同時實現(xiàn)了工件夾持，軸向定向，位置調(diào)整以及軸向力在線測量功能，對硬脆材料的鉆孔加工實時狀態(tài)監(jiān)測具有重要意義。從而可降低硬脆材料的損壞率，提高加工效率和加工質(zhì)量，增加刀具壽命。
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1.一種用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，所述夾具包括V型架(11)和異形壓板(12)，所述V型架(11)上具有第一卡槽，所述異形壓板(12)上具有第二卡槽，所述第一卡槽與第二卡槽拼接后恰能在徑向上環(huán)抱長軸形硬脆材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，所述調(diào)整架(2)具有第一支撐板(21)和第二支撐板(22)，所述第一支撐板(21)與第二支撐板(22)組成T形，所述第一支撐板(21)具有內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，所述第一支撐板(21)的內(nèi)側(cè)面與所述導軌固定板(3)的外側(cè)面貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，還包括一固定座(1)，所述固定座(1)與所述第二支撐板(22)固裝連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，還包括第一連接件(13)及固定塊(15)
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，還包括第二連接件(14)，所述第二連接件(14)連接所述調(diào)整架(2)及所述導軌固定板(3)，調(diào)節(jié)調(diào)整架(2)與導軌固定板(3)的相對位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，還包括多個定位鍵(10)，所述定位鍵(10)固裝在所述導軌調(diào)整板(9)的外側(cè)面，所述V型架(11)上制有鍵槽，與所述定位鍵(10)配合定位V型架(11)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，所述夾具包括v型架(11)和異形壓板(12)，所述v型架(11)上具有第一卡槽，所述異形壓板(12)上具有第二卡槽，所述第一卡槽與第二卡槽拼接后恰能在徑向上環(huán)抱長軸形硬脆材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，所述調(diào)整架(2)具有第一支撐板(21)和第二支撐板(22)，所述第一支撐板(21)與第二支撐板(22)組成t形，所述第一支撐板(21)具有內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，所述第一支撐板(21)的內(nèi)側(cè)面與所述導軌固定板(3)的外側(cè)面貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于長軸形硬脆材料鉆削加工的可實時測量軸向力的夾具，其特征在于，還包括一固定座(1)，所述固定座(...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宮虎，廖芳潔，孫曉歡，敖圣鈞，
申請(專利權(quán))人：天津大學，
類型：新型
國別省市：
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