一種測試殘余應力的高精密打孔裝置制造方法
【專利摘要】一種測試殘余應力的高精密打孔裝置，包括定心部分和打孔部分，其定心部分由吸附磁鐵、調整支架、百分表、對心顯微鏡和顯微鏡套筒構成，打孔部分有刀頭和中心鉆；刀頭吸附有吸附磁鐵，吸附磁鐵一側設置有調整支架，調整支架下方連接有百分表；刀頭下方安裝有中心鉆；中心鉆下方放置有對心顯微鏡，對心顯微鏡外套有顯微鏡套筒，顯微鏡套筒底端設置強力磁鐵，百分表設置百分表測頭。該裝置利用數控機床本身的精度來保證打孔精度，能精準定心，因而可實現精準打孔，解決了現有技術的缺陷。
【專利說明】一種測試殘余應力的高精密打孔裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及殘余應力測試裝置，具體是一種測試殘余應力的高精密打孔裝置。
【背景技術】
[0002]在制造加工過程中，構件將受到各種工序等因素的作用和影響，當這些影響因素消失后，仍有部分殘留作用和影響留在構件內部，從而產生殘余應力。殘余應力的存在對構件的強度、結構變形等方面有著重大的影響，因此，殘余應力的測試對生產和科學試驗有著重大的意義。
[0003]殘余應力的檢測國內外均已開展多年，其測定方法可分為機械測定法和物理測定法。機械測定法測定時須將局部分離或分割使應力釋放，這就要對工件造成一定損傷甚至破壞，典型的有切槽法和鉆孔法，這方面技術成熟，理論完善。其中尤以小直徑盲孔法因對工件損傷較小、測量較可靠，已成為現場實測的一種標準試驗方法(見ASTM E837-99)。在實際生產應用中，盲孔法的關鍵問題在于定心及打孔的精度和準確性。在現有的殘余應力打孔裝置中，大多采用顯微鏡進行定心，手電鉆夾持鉆頭來進行打孔，這種方式存在以下不足之處:一、手電鉆本身加工精度較差，時常會在打孔定心過程中造成很大偏差，影響測量結果；二、鉆頭在鉆孔過程中容易出震動、角度偏斜，破壞孔的圓度，從而無法保證其對精密性的要求。
【發明內容】
[0004]本發明為了解決現有技術的不足，提供一種測試殘余應力的高精密打孔裝置。
[0005]一種測試殘余應力的高精密打孔裝置，包括定心部分和打孔部分，其定心部分由吸附磁鐵、調整支架、百分表、對心顯微鏡和顯微鏡套筒構成，打孔部分有刀頭和中心鉆；刀頭吸附有吸附磁鐵，吸附磁鐵一側設置有調整支架，調整支架下方連接有百分表；刀頭下方安裝有中心鉆；中心鉆下方放置有對心顯微鏡，對心顯微鏡外套有顯微鏡套筒，顯微鏡套筒底端設置強力磁鐵，百分表設置百分表測頭。
[0006]對心顯微鏡與顯微鏡套筒采用過渡配合安裝的連接方式。
[0007]顯微鏡套筒外圓采用外圓磨床精加工，顯微鏡套筒外圓與對心顯微鏡的同軸度為Φ0.01毫米。
[0008]顯微鏡套筒外壁下部的位置設置有通光口。通光口最好為矩形。
[0009]作為優選，顯微鏡套筒底端設置的強力磁鐵(5)的數量為3-8個。
[0010]為了便于調整，調整支架為兩段支架構成，中間采用可旋轉連接方式連接。
[0011]本發明科學合理，設計巧妙。刀頭上吸附有吸附磁鐵，吸附磁鐵通過調整支架連接百分表，吸附磁鐵和調整支架都方便百分表的移動來進行角度調節和定心校準。對心顯微鏡外套有顯微鏡套筒，顯微鏡套筒底端設置有強力磁鐵固定位置，使對心顯微鏡更穩定的安置在被測構件上。顯微鏡套筒外壁下部的位置設置有矩形通光口，方便開啟照明燈觀測定心。顯微鏡套筒外圓采用外圓磨床精加工，顯微鏡套筒外圓與顯微鏡內孔的同軸度好，從而可確保對心顯微鏡十字中心與顯微鏡套筒外圓軸線重合，完成精準定心的功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明裝置的正視圖。
[0013]圖2是顯微鏡套筒斜視圖。
[0014]圖3是對心顯微鏡正視圖。
[0015]圖中標記與零部件對應為:1、被測構件，2、顯微鏡套筒，3、矩形通光口，4、對心顯微鏡，5、強力磁鐵，6、刀頭，7、百分表，8、調整支架，9、吸附磁鐵，10-百分表測頭，11-中心鉆。
具體實施例
[0016]見圖1-3。測試殘余應力的高精密打孔裝置，其定心部分由吸附磁鐵9、調整支架8、百分表7、對心顯微鏡4和顯微鏡套筒2構成，打孔部分有刀頭6、中心鉆11 ;刀頭6吸附有吸附磁鐵9，吸附磁鐵9 一側設置有調整支架8，調整支架8下方連接有百分表7 ;刀頭6下方安裝有中心鉆11 ;中心鉆11下方放置有對心顯微鏡4，對心顯微鏡4外套有顯微鏡套筒2，顯微鏡套筒2底端均勻分布設置四個強力磁鐵5，百分表7設置百分表測頭10。
[0017]對心顯微鏡4與顯微鏡套筒2采用過渡配合安裝的連接方式。顯微鏡套筒2外圓采用外圓磨床精加工，顯微鏡套筒2外圓與對心顯微鏡4的同軸度為Φ0.01毫米。
[0018]顯微鏡套筒2外壁下部的位置設置有矩形通光口 3。
[0019]調整支架8為兩段支架構成，中間采用可旋轉連接方式連接。
[0020]使用時，首先，在不破壞原有殘余應力場的前提下將被測構件I的測試部位打磨清理干凈，并用劃針在被測部位打上十字標記，利用502膠水將應變花按應變粘貼通用方法準確粘貼在被測構件上，確保應變花上的十字標記與所劃標記重合。
[0021]將顯微鏡套筒2放置于被測構件I上，由于強力磁鐵5的作用，顯微鏡套筒2得以穩定于被測構件I上，調整顯微鏡套筒2位置使得應變花位于套筒圓孔2內部；開啟照明燈(外設)，燈光通過矩形通光口 3到達套筒2內部，利用對心顯微鏡4觀察應變花十字位置，并通過不斷調整套筒位置，確保顯微鏡4的中心十字與應變花十字重合。
[0022]移動數控機床刀頭6到顯微鏡4正上方處，將百分表7安裝在調整支架8上，并讓調整支架8另一端上的吸附磁鐵9固定在數控機床刀頭6上，在確保不會觸動顯微鏡套筒2的前提下，使百分表測頭10與顯微鏡套筒2外圓良好接觸。
[0023]控制數控機床主軸低速轉動，百分表測頭10會伴隨著主軸旋轉的同時圍繞顯微鏡套筒2旋轉，并通過微調數控機床的X軸和Y軸來控制百分表7指針的擺動，利用其擺動范圍來確保顯微鏡套筒2中軸線與數控機床中心鉆11的中心偏差在0.01毫米以內。
[0024]最后，移走顯微鏡套筒2和強力磁鐵5，為減少在打孔過程中的發熱量，提高打孔精度，控制數控機床主軸轉速約為50r/min，并控制中心鉆11沿Z軸緩慢向下移動；到達預設孔深后，控制中心鉆11豎直向上移動至安全位置。至此，打孔結束。
[0025]本發明利用數控機床本身的精度來保證打孔精度，因而可實現精準打孔。
【權利要求】
1.一種測試殘余應力的高精密打孔裝置，包括定心部分和打孔部分，其特征在于:定心部分由吸附磁鐵(9 )、調整支架(8)、百分表(7)、對心顯微鏡(4)和顯微鏡套筒(2)構成，打孔部分有刀頭(6 )和中心鉆(11);刀頭(6 )吸附有吸附磁鐵(9 )，吸附磁鐵(9 ) 一側設置有調整支架(8)，調整支架(8)下方連接有百分表(7);刀頭(6)下方安裝有中心鉆(11);中心鉆(11)下方放置有對心顯微鏡(4)，對心顯微鏡(4)外套有顯微鏡套筒(2)，顯微鏡套筒(2)底端設置強力磁鐵(5)，百分表(7)設置百分表測頭(10)。
2.根據權利要求1所述的打孔裝置，其特征在于:對心顯微鏡(4)與顯微鏡套筒(2)采用過度配合安裝的連接方式。
3.根據權利要求1所述的打孔裝置，其特征在于:顯微鏡套筒(2)外圓采用外圓磨床精加工，顯微鏡套筒(2)外圓與對心顯微鏡(4)的同軸度為Φ0.01毫米。
4.根據權利要求1所述的打孔裝置，其特征在于:顯微鏡套筒(2)外壁下部的位置設置有通光口(3)。
5.根據權利要求4所述的打孔裝置，其特征在于:通光口(3)為矩形。
6.根據權利要求1所述的打孔裝置，其特征在于:顯微鏡套筒(2)底端設置的強力磁鐵(5)的數量為3-8個。
7.根據權利要求1所述的打孔裝置，其特征在于:調整支架(8)為兩段支架構成，中間采用可旋轉連接方式連接。
【文檔編號】B23B41/00GK104475805SQ201410733395
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】魏德強, 盧健, 隋欣夢, 洪明, 張曉媛 申請人:桂林電子科技大學