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原文传递基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置及方法

专利名称：	基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置及方法
摘要：	本发明公开了基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置及方法，该装置包括霍普金森压杆动力机构、切削机构、切削支架、工件夹持机构、导向机构、收捕机构、支座和高精度定位平台，依次沿整个装置的对称轴线排布；所述切削机构、工件夹持机构和收捕机构各有多组；霍普金森压杆动力机构包括轻气枪和入射杆，所述入射杆两侧固定连接切削支架，所述切削机构对称安装于切削支架上；所述轻气枪通过发射子弹撞击入射杆前行，固定连接在入射杆上的切削支架同时带动多组切削机构前行，切削机构前端设置的刀具依次切削工件夹持机构上固定的工件直至最后两组切削完毕；可实现不同道次不同速度的切削对比试验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛理工大学
发明人：	李云凯;王优强;谢奕浓;罗恒;于晓;菅光霄
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910542613.0
公开号：	CN110208129A
代理机构：	青岛华慧泽专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	张慧芳
分类号：	G01N3/58(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	266520 山东省青岛市经济技术开发区嘉陵江东路777号
主权项：	1.基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述装置呈轴对称分布，包括霍普金森压杆动力机构、切削机构、切削支架、工件夹持机构、导向机构、收捕机构、支座和高精度定位平台，依次沿整个装置的对称轴线排布；所述切削机构、工件夹持机构和收捕机构各有多组，每组切削机构、工件夹持机构和收捕机构也分别沿各自轴线依次排布；所述霍普金森压杆动力机构和切削支架固定安装于支座上，所述工件夹持机构安装于高精度定位平台上；所述霍普金森压杆动力机构包括轻气枪和入射杆，所述入射杆两侧固定连接切削支架，所述切削机构对称安装于切削支架上；所述轻气枪通过发射子弹撞击入射杆前行，固定连接在入射杆上的切削支架同时带动多组切削机构前行，切削机构前端设置的刀具依次切削工件夹持机构上固定的工件直至最后两组切削完毕；所述导向机构用于防止入射杆在推进和切削过程中发生歪斜和失稳；所述收捕机构用于抵挡前行的入射杆，使入射杆受到缓冲后快速停止。 2.根据权利要求1所述的基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述的切削机构与切削支架的左右位置关系固定、前后位置调节；每组切削机构前端设置有刀具夹持机构，用以夹持刀具，两侧刀具对称分布，每侧的刀具可以根据所需的不同切削速度调整排布方式。 3.根据权利要求2所述的基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述切削机构与切削支架通过导轨和定位销连接，所述切削支架上、与切削机构连接处设有导轨卡槽和多个定位销孔，所述切削机构上设有导轨和插入定位销孔的定位销。 4.根据权利要求1-3任一项所述的基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述高精度定位平台下部设有基座，高精度定位平台分为左右两部分，分别位于整个装置的对称轴线的左右两侧，所述高精度定位平台与基座的上下位置关系固定、左右移动调节位置，工件的位置及切削量通过调整高精度定位平台的左右位置来确定。 5.根据权利要求4所述的基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述高精度定位平台与基座之间通过滚珠丝杠调节左右位置关系，滚珠丝杠通过滚珠丝杠支座固定在高精度定位平台上，滚珠丝杠外侧连接有用于手动调节的旋柄。 6.根据权利要求1所述的基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述导向机构包括固定在支座上的入射杆支座和沿入射方向设置的导向槽，入射杆架设在入射杆支座上以及导向槽中，导向槽设置在入射杆支座与高精度定位平台之间，控制入射杆仅在轴线方向上移动。 7.根据权利要求1所述的基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述收捕机构设置在高精度定位平台的后方，前端设置柔性触头、后端连接有缓冲气垫和质量大于入射杆的回收杆，用于减小刀具撞击收捕机构给刀具带来的冲击。 8.根据权利要求1所述的基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述每组工件夹持机构上均设有用于捕获高速切削过程的瞬态图像的高速相机；每组刀具的切削速度均可由激光测速传感器测得。 9.根据权利要求8所述的基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验装置，其特征在于：所述激光测速传感器包括两组，一组布置在工件夹持机构上刀具刚切削到工件的位置，用于监测刀具切削瞬时速度；一组布置在高精度定位平台上最前端的两组刀具刚开始发生位移的地方，用于监测刀具初速。 10.基于霍普金森压杆加载的多道次高速切削试验方法，其特征在于，利用权利要求1所述的多道次高速切削试验装置实施，包括以下步骤：（1）安装所述的试验装置；（2）将工件安装于工件夹持机构上，确保刀具与工件呈垂直角度切削，同时轴向移动入射杆，保证最靠近轴线的两组工件与最前端的两组刀具尽量靠拢；逐步调节高精度定位平台使工件高度与刀具高度一致，并设置每组工件的切削厚度；（3）调节刀具的排布方式；（4）调节轻气枪的气压值；（5）轻气枪发射子弹，子弹经发射加速后撞击入射杆，入射杆带动刀具快速前行并完成对工件的高速切削后，撞击柔性触头后停止；此时每个道次上的刀具的切削速度经激光测速传感器测得。
所属类别：	发明专利