一種可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)及其工作方法，屬于材料殘余應(yīng)力測試的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械加工過程中，外力和溫度的變化引起的不均勻塑性形變是產(chǎn)生殘余應(yīng)力的主要原因。在鑄造、鍛造、焊接及各類切削加工過程中，工件均會(huì)由于受外力和溫度的作用而引起殘余應(yīng)力狀況的重新分布，就可能影響零件尺寸和形位精度以及零部件的裝配精度，降低零件的抗疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕及抗蠕變開裂的能力，最終影響到機(jī)器設(shè)備的性能與使用壽命。因此，測試原材料或零件的應(yīng)力環(huán)節(jié)至關(guān)重要。
[0003]測試殘余應(yīng)力的方法很多，如切槽應(yīng)力釋放法、盲孔法、射線衍射法、磁性法、超聲波法等，由于盲孔法測殘余應(yīng)力由于使用設(shè)備簡單，現(xiàn)場使用方便，且采用了電阻應(yīng)變測量技術(shù)，測量精度高，破壞性小，是目前工程上最常用的殘余應(yīng)力測量方法。鉆孔裝置操作是否方便和鉆孔的高精度(深度)是保證鉆孔質(zhì)量的關(guān)鍵，也是保證殘余應(yīng)力測量精度的重要因素。但是在實(shí)際操作中，特別是在被測工件表面或其他非平面、垂直和傾斜面上安裝鉆孔裝置常常需要2人協(xié)作，互相配合，增加了測試裝置對(duì)中和固定的難度，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。
[0004]目前市場上的應(yīng)力測試鉆孔一般采用手動(dòng)鉆孔設(shè)備，鉆孔時(shí)主要依據(jù)操作人員經(jīng)驗(yàn)，鉆孔精度(深度)無法保證，影響應(yīng)力測試結(jié)果。且測試時(shí)間長，效率低。因此涉及一種不再依靠操作人員經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)等，從結(jié)構(gòu)和功能上保證鉆孔深度和位置精度，大大提高測試準(zhǔn)確率和效率的鉆孔設(shè)備，成為本領(lǐng)域所亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)。
[0006]本發(fā)明還公開一種上述鉆孔機(jī)的工作方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)，包括底座和被所述底座架起設(shè)置的槍鉆部，所述槍鉆部包括驅(qū)動(dòng)裝置和受驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的槍鉆；
[0009]所述驅(qū)動(dòng)裝置包括與所述底座固定連接的固定部、活動(dòng)部和驅(qū)動(dòng)活動(dòng)部運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，所述固定部和活動(dòng)部通過傳動(dòng)軸軸向連接；
[0010]所述可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)還包括輔助精度桿，所述輔助精度桿包括直角彎折部和手持部，所述直角彎折部包括與所述槍鉆方向一致的垂直桿和與所述垂直桿垂直連接水平桿，所述手持部與所述垂直桿的頂端連接，所述手持部與垂直桿之間呈銳角設(shè)置;所述水平桿包括至少2個(gè)。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述槍鉆通過槍鉆座與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述槍鉆座通過齒條和定位齒輪與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接。
[0013]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述槍鉆通過彈簧夾頭與所述槍鉆座連接。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，提高槍鉆鉆孔精度和工作時(shí)的穩(wěn)定性。
[0014]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述電機(jī)設(shè)置在活動(dòng)部，在固定部設(shè)置有絲母，與所述電機(jī)依次連接有聯(lián)軸器和絲杠，所述絲杠軸向設(shè)置在絲母中并與所述絲母配合使用。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過絲母和絲杠的配合使所述活動(dòng)部和固定部能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)最終驅(qū)動(dòng)槍鉆軸向運(yùn)動(dòng)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述電機(jī)設(shè)置在固定部，在活動(dòng)部設(shè)置有絲母，與所述電機(jī)依次連接有聯(lián)軸器和絲杠，所述絲杠軸向設(shè)置在絲母中并與所述絲母配合使用。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過絲母和絲杠的配合使所述活動(dòng)部和固定部能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)最終驅(qū)動(dòng)槍鉆軸向運(yùn)動(dòng)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述底座包括架盤，在所述架盤上設(shè)置有前后方向滑動(dòng)設(shè)置的縱向架;在所述縱向架內(nèi)設(shè)置有左右方向滑動(dòng)設(shè)置的橫向架;所述橫向架通過銷軸與固定部連接;所述縱向架通過拉緊螺釘和縱向鎖緊螺釘調(diào)整鎖緊;所述橫向架通過橫向鎖緊螺釘調(diào)整鎖緊。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)對(duì)槍鉆部在小范圍內(nèi)精確位置調(diào)整，選定待測區(qū)域后無需再移動(dòng)鉆孔機(jī)即可實(shí)現(xiàn)位置精調(diào)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述底座還包括至少3個(gè)用于調(diào)節(jié)角度和高度的支腳設(shè)置在所述架盤的底部。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，方便底座安放時(shí)的角度和高度粗調(diào)，便于所述鉆孔機(jī)的穩(wěn)定安裝和調(diào)整整機(jī)在橫向上與待測樣品表面平行。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述支腳包括與所述架盤相連的球頭桿、壓緊螺母、磁力座和磁力吸盤，所述球頭桿通過在架盤底部設(shè)置的鎖緊螺母相連，所述球頭桿的球頭部通過壓緊螺母和磁力座配合使所述磁力座呈多角度設(shè)置。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，采用磁力部件實(shí)現(xiàn)整個(gè)鉆孔機(jī)的穩(wěn)固安裝。
[0019]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述槍鉆座與齒條固定連接的一側(cè)設(shè)置有燕尾形插條，在所述驅(qū)動(dòng)裝置與齒條相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有接受所述燕尾形插槽。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，提高槍鉆座的穩(wěn)定性和位置精確性。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述槍鉆的頂端部平面與槍鉆的軸向垂直，在所述槍鉆的頂端部平面設(shè)置有第一水平儀。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，便于對(duì)水平設(shè)置的待測樣品進(jìn)行快速測量，提高測量效率。
[0021]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述底座的水平面上設(shè)置有第二水平儀。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，便于底座安裝的迅速找平，提高所述鉆孔機(jī)工作穩(wěn)定度。
[0022]—種上述鉆孔機(jī)的工作方法，包括步驟如下:
[0023]1)將自動(dòng)應(yīng)力測試鉆孔機(jī)安放于待測樣品表面；
[0024]2)調(diào)整自動(dòng)應(yīng)力測試鉆孔機(jī)的槍鉆與所述待測樣品表面角度垂直；
[0025]3)調(diào)整自動(dòng)應(yīng)力測試鉆孔機(jī)的鉆孔位置；
[0026]4)控制所述自動(dòng)應(yīng)力測試鉆孔機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述槍鉆在所述待測樣品表面鉆孔。
[0027]其中步驟4)中是通過計(jì)算機(jī)編程控制所述自動(dòng)應(yīng)力測試鉆孔機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0028]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟4)之前，通過調(diào)整齒條和定位齒輪的嚙合進(jìn)而調(diào)整所述槍鉆與待測樣品表面之間的距離。
[0029]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟4)中，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠與絲母配合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)活動(dòng)部和槍鉆軸向運(yùn)動(dòng)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟2)中，將自動(dòng)應(yīng)力測試鉆孔機(jī)安放于待測樣品表面的調(diào)整方法如下:
[0031]1-1)位置微調(diào):通過調(diào)整前后方向滑動(dòng)設(shè)置的縱向架和左右方向滑動(dòng)設(shè)置的橫向架實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置及槍鉆部的位置微調(diào)；
[0032]1-2)角度微調(diào):通過調(diào)整所述銷軸實(shí)現(xiàn)對(duì)槍鉆對(duì)準(zhǔn)角度的微調(diào)，實(shí)現(xiàn)槍鉆對(duì)待測樣品表面的垂直。
[0033]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在步驟1)中，還包括對(duì)所述驅(qū)動(dòng)裝置和槍鉆部的精調(diào):通過調(diào)整架盤下部的調(diào)節(jié)角度的支腳實(shí)現(xiàn)對(duì)所述驅(qū)動(dòng)裝置和槍鉆部的安放角度的調(diào)整。
[0034]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在步驟1)中，參照底座上的第二水平儀調(diào)整底座下部的調(diào)節(jié)角度的支腳，將所述底座架調(diào)整至水平。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，利于本發(fā)明所述自動(dòng)應(yīng)力測試鉆孔機(jī)能夠在水平位置工作，利于所述鉆孔機(jī)正常工作，保證鉆孔與水平面垂直度，進(jìn)而保證了應(yīng)力測試的準(zhǔn)確度。
[0035]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在步驟2)中，調(diào)整自動(dòng)應(yīng)力測試鉆孔機(jī)的槍鉆與所述待測樣品表面角度垂直的方法:利用所述輔助精度桿調(diào)整槍鉆與待測樣品表面之間的夾角為90°，即，通過手持部將所述水平桿與所述待測樣品表面對(duì)齊，然后微調(diào)所述槍鉆角度，使其與垂直桿軸向?qū)R，然后鎖緊固定槍鉆與待測樣品表面之間的相對(duì)位置。
[0036]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0037]1、本發(fā)明所述的鉆孔機(jī)相比于手動(dòng)控制鉆孔深度和精度，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)功能，并且其結(jié)構(gòu)緊湊，操作更加方便準(zhǔn)確。
[0038]2、所述槍鉆部繞所述銷軸擺動(dòng)一定角度實(shí)現(xiàn)使其與待測樣品表面能夠微調(diào)角度，以適應(yīng)各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)位置的應(yīng)力測試鉆孔。
[0039]3、本發(fā)明所述的鉆孔機(jī)還可以通過架盤底部設(shè)置的支腳實(shí)現(xiàn)對(duì)所述底座安放角度和高度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而保證工作的穩(wěn)定度。
[0040]4、本發(fā)明中所述槍鉆采用彈簧夾頭方式固定，更方便槍鉆高精度的定位精度。
[0041]5、本發(fā)明利用縱向架和橫向架實(shí)現(xiàn)槍鉆部在平面內(nèi)的前后左右位置的快速定位。
【附圖說明】
[0042]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，側(cè)面局部剖視圖；
[0044]圖3是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，側(cè)面局部剖視圖；
[0045]圖4是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，俯視圖；
[0046]圖5是發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，立體圖；
[0047]圖6是本發(fā)明所述輔助精度桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]在圖1-6中，1、電機(jī);2、聯(lián)軸器;3、殼體;4、軸承;5、絲母;6、絲杠;7、球;8、銷軸;9、鎖緊螺母；10、壓緊螺母；11、球頭桿；12、磁力座；13、磁力吸盤；14、滑軌；15、橫向架；16、螺帽；17、彈簧夾頭；18、固定部；19、槍鉆座;20、齒條;21、定位齒輪;22、蝸輪箱;23、蝸桿;24、蝸輪;25、緊固定位盤;26、縱向架;27、槍鉆;28、支腳;29、架盤;30、拉緊螺釘;31、縱向鎖緊螺釘;32、橫向鎖緊螺釘;33、第二水平儀;34、第一水平儀;35、燕尾形插條;36、燕尾形插槽；37、水平桿;38、垂直桿;39、手持部。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明，但不限于此。
[0050]實(shí)施例1、
[0051 ] 一種可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)，包括底座和被所述底座架起設(shè)置的槍鉆部，所述槍鉆部包括驅(qū)動(dòng)裝置和受驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的槍鉆27;
[0052]所述驅(qū)動(dòng)裝置包括與所述底座固定連接的固定部18、活動(dòng)部和驅(qū)動(dòng)活動(dòng)部運(yùn)動(dòng)的電機(jī)1，所述固定部18和活動(dòng)部通過傳動(dòng)軸軸向連接；
[0053]所述可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)還包括輔助精度桿，所述輔助精度桿包括直角彎折部和手持部39，所述直角彎折部包括與所述槍鉆方向一致的垂直桿38和與所述垂直桿38垂直連接水平桿37，所述手持部39與所述垂直桿38的頂端連接，所述手持部39與垂直桿38之間呈銳角設(shè)置;所述水平桿37包括至少2個(gè)。
[0054]實(shí)施例2、
[0055]如實(shí)施例1所述的一種可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)，其區(qū)別在于，所述槍鉆27通過槍鉆座19與所述驅(qū)動(dòng)裝置連接。
[0056]實(shí)施例3、
[0057]如實(shí)施例1-2所述的一種可調(diào)高精度的自動(dòng)應(yīng)力測量鉆孔機(jī)，其區(qū)別在于，所述槍鉆座19通過齒條