CN104483265A - 超硬材料磨具刀头连接强度检测装置及其测量检测方法 - Google Patents

Abstract

一种超硬材料磨具刀头连接强度检测装置及其测量检测方法，其特征在于：包括撞击块、导轨和零件固定装置；所述撞击块滑动式置于导轨内，导轨通过固定架固定，且至少竖直设置于空中，零件固定装置放置于导轨的正下方。检测前，首先通过测量得到所需的砝码质量，并放置适量的砝码于撞击块内，并利用定位块和释放抽条将撞击块定位于导轨内适当的高度；检测时，抽出释放抽条，释放撞击块做自由落体运动，在导轨的引导下，撞击块最终撞击零件固定装置上的待测零件，再根据撞击产生的破坏情况判断待测零件抗冲击强度是否合格。本装置对产品冲击强度进行粗略测试，检测效率高，其具有结构简单合理、性能可靠、成本低、应用广泛、操作方便快捷的特点。

Description

超硬材料磨具刀头连接强度检测装置及其测量检测方法

技术领域

本发明涉及一种超硬材料磨具刀头连接强度检测装置及其测量检测方法，特别涉及一种用于检测磨具刀头结合面抗冲击强度的检测装置及其测量方法和检测方法。

背景技术

目前为止，对于抛釉块粘接的抗冲击强度的检测装置未见报道，通常检测抛釉片与橡胶垫片的粘接强度时，往往需要按照国标GB/T529-2006及GB/T12833-2006另外制样，在拉伸机中测试。这种方法不仅繁琐，效率低，无法对实际产品进行检测，而且不存在对抛釉块工作时的模拟效果，其测试结果为应力破坏值，有别于在实际工作中碰撞冲击掉齿现象。中国专利文献号CN203758861U于2014年8月6日公开了一种冲击试验检测机，包括冲击件、竖向导向装置和用于放置试样的试样台，所述冲击件沿竖直方向导向移动装配在所述竖向导向装置上，所述试样台对应所述冲击件的下方设置，所述冲击试验检测机于所述冲击件的上方设有用于吸附和释放所述冲击件的吸盘，所述吸盘传动连接在相应的刚性升降机构上。需要抬升冲击件时，使用吸盘吸附冲击件，并由刚性提升机构带动抬升；需要对试样进行冲击时，使吸盘释放冲击件，冲击件即可向下运行并对试样台上的试样产生冲击。该结构复杂，操作繁琐，导致检测效率低。因此，有必要做进一步改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、性能可靠、成本低、应用广泛、操作方便快捷的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置及其测量检测方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，其特征在于：包括撞击块、导轨和零件固定装置；所述撞击块滑动式置于导轨内，导轨通过固定架固定，且至少竖直设置于空中，零件固定装置放置于导轨的正下方。检测前，需要放置适量的砝码于撞击块内，使撞击块达到需求的重量，并将撞击块静止置于导轨内；检测时，释放撞击块从导轨上由静止状态开始做自由落体运动，在导轨的引导下，撞击块最终撞击零件固定装置上的待测零件，从撞击产生的破坏情况判断待测零件抗冲击强度是否合格。本检测只是对产品冲击强度进行粗略简单测试，对产品品质检测具备良好的效果，且检测效率高，操作方便简单。

具体的结构如下：所述撞击块为钢制的圆桶状、方桶状或异形桶状，导轨对应撞击块为一根有一定长度的直圆管、方管或异形管，匹配的形状有助于撞击块的稳定下滑；所述撞击块上设置有置物腔用于放置砝码，其中该砝码为已知质量的标准件。所述撞击块侧面设置有防旋转翼，导轨对应设置有笔直的翼槽，由上至下贯穿导轨；所述导轨表面沿翼槽方向设置有刻度。防旋转翼除可防止撞击块水平自转外，还起到支承撞击块的作用；翼槽能及时排出导轨中的空气，减少下落阻力。所述撞击块底部水平设置有T形凹槽，并装配有金属材质的撞击头，检测过程中，撞击头撞击待测零件；撞击头为更换式设置，根据需要，更换不同撞击头，其截面呈T形或工字形。

所述翼槽上设置有截面呈T形的定位槽，该定位槽沿翼槽方向设置，内部对应装嵌有可移动的定位块，且通过螺钉固定于定位槽上的任何位置，定位块在刻度范围内移动。所述定位块设置有翼槽与导轨上的翼槽相对应；检测前，撞击块上的防旋转翼同时置于定位块和导轨的翼槽内。所述防旋转翼上设置有抽条卡口，定位块上对应设置有抽条插口；检测前，抽条卡口对齐抽条插口，并同时插设有释放抽条；所述释放抽条至少呈Y形，由手柄和抽条臂组成，抽条臂端部同时插设于抽条卡口和抽条插口内。

所述零件固定装置为具有一定质量的金属体，表面设置有零件腔，用于固定放置待测零件，且至少为竖直放置，零件腔的形状与待测零件形状相匹配。

测量方法如下：根据撞击头对待测零件的冲击，估计发生破坏的断面面积约为S m²，通过尺寸计算；撞击块体积(不包括砝码)约1.28×10^-4m³，若制备材料采用45^#钢，密度约7.85×10³kg/m³，因此在未加砝码时撞击块质量约为1kg，设撞击块添加质量为m的砝码后，从h处下落则撞击块给予的冲击强度约为I,g取9.8m/s²；

$I=\frac{(m+1)\mathrm{gh}}{S}=9.8\frac{(m+1)h}{S}$

其中，I为检测冲击强度估计算值，J/m²；m为砝码质量；S为断口面积，m²；h为定位块高度，且h≥0.5m。

检测方法包括以下步骤：

第一步：将装置固定在水平地面，确保导轨与水平面垂直；

第二步：调整零件固定装置位置，确保待测零件装入零件固定装置后，撞击面中心在导轨中心轴线上；

第三步：根据上述测量方法得到，调整定位块至合适高度，并用螺钉锁定，保证其在受到撞击块重力时不下滑；

第四步：将合适的撞击头嵌入撞击块底部的凹槽内，并用螺钉固定，同时将上述测量得出需要施加的砝码放入撞击块的置物腔内；

第五步：将准备好的撞击块放入导轨内，确保防旋转翼落入翼槽内，再使抽条卡口与抽条插口重合，并插入释放抽条；

第六步，握住释放抽条的手柄迅速抽出释放抽条，让撞击块自由下落，撞击待测零件；

若待测零件未发生破坏，说明待测零件抗冲击强度合格，否则不合格。

本发明设置可根据需求放置不同质量的砝码的撞击块，并依靠自由落体运动撞击待测零件，以检测待测零件的抗冲击强度是否合格，其结构相当简单，且效果明显直观。主要针对抛釉块产品的抛釉齿粘接强度检测，并可广泛应用于一般实物零件的冲击强度检测，装置结构简单，对于合格产品为无损检测，检测效率高。其具有结构简单合理、性能可靠、成本低、应用广泛、操作方便快捷的特点。

附图说明

图1为本发明第一实施例的分解结构示意图。

图2为本发明第一实施例的分解结构主视图。

图3为本发明第一实施例撞击块的主视图。

图4为本发明第一实施例撞击块的俯视图。

图5为本发明第一实施例撞击块的仰视图。

图6为本发明第一实施例导轨的主视图。

图7为本发明第一实施例导轨的俯视图。

图8为本发明第一实施例定位块的立体图。

图9为本发明第一实施例定位块的主视图。

图10为图9中A-A方向的剖视图。

图11为图9中B-B方向的剖视图。

图12为本发明第一实施例导轨与定位块装配后的俯视图。

图13为图12中C处的局部放大图。

图14为本发明第一实施例中的局部装配结构示意图。

图15为本发明第一实施例释放抽条的主视图。

图16为本发明第一实施例释放抽条的使用状态图。

图17为本发明第一实施例零件固定装置的俯视图。

图18为本发明第一实施例零件固定装置的剖视图。

图19为本发明第二实施例局部放大图。

图20为本发明第二实施例撞击头的主视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

第一实施例

参见图1-图2，本超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，包括撞击块1、导轨2和零件固定装置5；撞击块1滑动式置于导轨2内，导轨2通过固定架3固定，且竖直设置于空中，零件固定装置5放置于导轨2的正下方。检测前，需要放置适量的砝码1.6于撞击块1内，使撞击块1达到需求的重量，并将撞击块1静止置于导轨2内；检测时，释放撞击块1从导轨2上由静止状态开始做自由落体运动，在导轨2的引导下，撞击块1最终撞击零件固定装置5上的待测零件b，本实施例的待测零件b为长方体的抛釉块，短边竖直向上，为撞击检测面；从撞击产生的破坏情况判断待测零件b抗冲击强度是否合格。本检测只是对产品冲击强度进行粗略简单测试，对产品品质检测具备良好的效果，且检测效率高，操作方便简单。

具体的结构如下：参见图3-6，撞击块1为钢制的圆桶状，顶部开口设置，导轨2对应撞击块1为一根有一定长度的直圆管，彼此匹配的形状有助于撞击块1的稳定下滑。撞击块1上设置有置物腔1.1用于放置砝码1.6，其中该砝码1.6为已知质量的标准件。撞击块1侧面设置有防旋转翼1.2，导轨2对应设置有笔直的翼槽2.2，由上至下贯穿导轨2；导轨2表面沿翼槽2.2方向设置有刻度。防旋转翼1.2除可防止撞击块1水平自转外，还起到支承撞击块1的作用；翼槽2.2能及时排出导轨2中的空气，减少下落阻力。

由于翼槽2.2的贯穿设置，导轨2被分成左右两半圆管，彼此的固定通过固定架3实现：固定架3由四根主支架3.1和若干副支架3.2组成，主支架3.1呈正方形竖直于地面，导轨2置于正方形中心，主支架3.1与主支架3.1之间、导轨2与主支架3.1之间分别通过副支架3.2水平焊接起来，分上下两层焊接，导轨2最终固定于空中。

撞击块1底部水平设置有带螺孔的T形凹槽1.4，并装嵌有金属材质的撞击头1.5，通过螺钉按压撞击头1.5实现固定。检测过程中，撞击头1.5撞击待测零件b；撞击头1.5可根据不同需要进行更换，其截面呈T形。

参见图7-14，翼槽2.2上设置有截面呈T形的定位槽2.3，该定位槽2.3沿翼槽2.2方向设置，内部对应装嵌有可移动的定位块2.4；定位块2.4截面呈T形，表面设置有螺孔，通过螺钉可固定于定位槽2.3上的任何位置，且定位块2.4在刻度范围内移动，对撞击块1具有高度调节作用。定位块2.4设置有翼槽2.5与导轨2上的翼槽2.2相对应；检测前，撞击块1上的防旋转翼1.2同时置于定位块2.4和导轨2的翼槽内。

参见图15-16，防旋转翼1.2上设置有抽条卡口1.3，定位块2.4上对应设置有抽条插口2.6；检测前，抽条卡口1.3对齐抽条插口2.6，并同时插设有释放抽条4；释放抽条4呈Y形，由手柄4.1和抽条臂4.2组成，抽条臂4.2呈半圆张开，其端部同时插设于抽条卡口1.3和抽条插口2.6内，以卡住撞击块1，拔出释放抽条4即可触发撞击块1的自由落体运动。

参见图17-18，零件固定装置5为具有一定质量的方形金属体，表面设置有零件腔5.1，用于固定放置待测零件b，且为竖直放置，零件腔5.1的形状与待测零件b形状相匹配。

测量方法如下：根据撞击头1.5对待测零件b的冲击，估计发生破坏的断面面积约为S m²，一般掉齿情况发生在两端第一排齿，所以测试断裂面积S可估算为16.5×13mm²×3,即6.4×10^-4m²；撞击块1体积(不包括砝码)约1.28×10^-4m³，制备材料采用45^#钢，密度约7.85×10³kg/m³，因此在未加砝码1.6时撞击块质量约为1kg，设撞击块添加质量为m的砝码1.6后，从h处下落则撞击块给予的冲击强度约为I,通常要求承受冲击强度I约为80KJ/m²，g取9.8m/s²；因此撞击块1中的砝码1.6重量m与定位块2.4的高度h应满足如下关系：

$\frac{9.8(m+1)h}{6.4\×{10}^4}\≥8\×{10}^4$ 简化为： $h\≥\frac{5.22}{m+1}$

其中，m为砝码1.6质量；h为定位块2.4高度(可从导轨2上的刻度直接得到)。

通过上述测量计算，可设置定位块2.4高度为1m，砝码1.6质量为5kg，撞击头1.5应具备宽度与抛釉齿高度一致，保证撞击过程中，砝码1.6腔不接触抛釉块，长度覆盖整个撞击区域的要求，因此本实施例设计撞击头1.5突出部分尺寸为30×8×18mm³。

检测方法包括以下步骤：

第一步：将装置固定在水平地面，确保导轨2与水平面垂直；

第二步：调整零件固定装置5位置，确保待测零件b装入零件固定装置5后，撞击面中心在导轨2中心轴线上；

第三步：根据上述测量得出定位块2.4的高度为1m，参照导轨2上的刻度调整定位块2.4至1m处，并用螺钉锁定，保证其在受到撞击块1重力时不下滑；

第四步：将合适的撞击头1.5嵌入撞击块1底部的凹槽1.4内，并用螺钉固定，其突出部分尺寸为30×8×18mm³，同时将上述测量得出需要施加的5kg砝码1.6放入撞击块1的置物腔1.1内；

第五步：将准备好的撞击块1放入导轨2内，确保防旋转翼1.2落入翼槽2.2内，再使抽条卡口1.3与抽条插口2.6重合，并插入释放抽条4；

第六步，握住释放抽条4的手柄4.1迅速抽出释放抽条4，让撞击块1从静止状态自由下落，撞击待测零件b；

若待测零件b未发生破坏，说明待测零件b抗冲击强度合格，否则不合格。

第二实施例

本实施例对手机外壳抗冲击强度进行检测。

根据通常手机外壳设计，材料一般选用PC或ABS等树脂，厚度约为1mm，存在一定韧性，可吸收大部分冲击能，考虑其弯曲强度，弹性模量等属性，设测试冲击强度为20KJ/m²。若采用撞击面为60×60mm²，假设破坏面为一条长为不大于其周长的裂缝，则S为2.4×10^-4m²，则砝码1.6质量m与定位块2.4的高度h应满足如下关系：

$h\≥\frac{0.49}{m+1}$

其中：m为砝码1.6质量，h为定位块2.4高度(可从导轨2上的刻度直接得到)。

所以，参见图19，可以将定位块2.4通过螺钉定位在导轨2刻度为0.5m处，并在撞击块1不添加砝码1.6的情况下进行测试；参见图20，撞击块1底部装嵌工字形的撞击头1.5。

检测步骤以及其他未述部分同第一实例，这里不再分析说明。

上述为本发明的优选方案,本领域普通技术人员对其简单的变型或改造，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，其特征在于：包括撞击块(1)、导轨(2)和零件固定装置(5)；所述撞击块(1)滑动式置于导轨(2)内，导轨(2)通过固定架(3)固定，且至少竖直设置于空中，零件固定装置(5)放置于导轨(2)的正下方；检测时，撞击块(1)从导轨(2)内自由下落，在导轨(2)的引导下，撞击零件固定装置(5)上的待测零件(b)。

2.根据权利要求1所述的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，其特征在于：所述撞击块(1)为钢制的圆桶状、方桶状或异形桶状，导轨(2)对应撞击块(1)为一根有一定长度的直圆管、方管或异形管；所述撞击块(1)上设置有置物腔(1.1)用于放置砝码(1.6)。

3.根据权利要求2所述的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，其特征在于：所述撞击块(1)侧面设置有防旋转翼(1.2)，导轨(2)对应设置有笔直的翼槽(2.2)，由上至下贯穿导轨(2)；所述导轨(2)表面沿翼槽(2.2)方向设置有刻度。

4.根据权利要求3所述的零件冲击强度检测装置，其特征在于：所述翼槽(2.2)上设置有截面呈T形的定位槽(2.3)，定位槽(2.3)内对应装嵌有可移动的定位块(2.4)，通过螺钉定位块(2.4)可固定于定位槽(2.3)上的任何位置。

5.根据权利要求4所述的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，其特征在于：所述定位块(2.4)设置有翼槽(2.5)与导轨(2)上的翼槽(2.2)相对应；检测前，撞击块(1)上的防旋转翼(1.2)同时置于定位块(2.4)和导轨(2)的翼槽内。

6.根据权利要求5所述的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，其特征在于：所述防旋转翼(1.2)上设置有抽条卡口(1.3)，定位块(2.4)上对应设置有抽条插口(2.6)；检测前，抽条卡口(1.3)对齐抽条插口(2.3)，并同时插设有释放抽条(4)；所述释放抽条(4)至少呈Y形，由手柄(4.1)和抽条臂(4.2)组成，抽条臂(4.2)端部同时插设于抽条卡口(1.3)和抽条插口(2.3)内。

7.根据权利要求6所述的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，其特征在于：所述零件固定装置(5)为具有一定质量的圆形、方形或异形金属体，表面设置有零件腔(5.1)，用于固定放置待测零件(b)，且至少为竖直放置，零件腔(5.1)的形状与待测零件(b)形状相匹配。

8.根据权利要求1-7任一项所述的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置，其特征在于：所述撞击块(1)底部设置凹槽(1.4)，并装配有金属材质的撞击头(1.5)，检测过程中，撞击头(1.5)撞击待测零件(b)；撞击头(1.5)为更换式设置，根据需要，更换不同撞击头(1.5)，其截面呈T形或工字形。

9.如权利要求1所述的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置的测量方法，其特征在于：测量方法如下：根据撞击头(1.5)对待测零件(b)的冲击，估计发生破坏的断面面积约为S m²，通过尺寸计算；撞击块(1)体积(不包括砝码)约1.28×10^-4m³，若制备材料采用45^#钢，密度约7.85×10³kg/m³，因此在未加砝码(1.6)时撞击块质量约为1kg，设撞击块(1)添加质量为m的砝码(1.6)后，从h处下落则撞击块给予的冲击强度约为I,g取9.8m/s²；

$\frac{(m+1)\mathrm{gh}}{S}=9.8\frac{(m+1)h}{S}$

其中，I为检测冲击强度估计算值，J/m²；m为砝码质量；S为断口面积，m²；h为定位块(2.4)高度，且h≥0.5m。

10.如权利要求1所述的超硬材料磨具刀头连接强度检测装置的检测方法，其特征在于：检测方法包括以下步骤：

第一步：将装置固定在水平地面，确保导轨(2)与水平面垂直；

第二步：调整零件固定装置(5)位置，确保待测零件(b)装入零件固定装置(5)后，撞击面中心在导轨(2)中心轴线上；

第三步：根据权利要求9计算，调整定位块(2.4)至合适高度，并用螺钉锁定，保证其在受到撞击块(1)重力时不下滑；

第四步：将合适的撞击头(1.5)嵌入撞击块(1)底部的凹槽(1.4)内，并用螺钉固定，同时将权利要求9计算得出需要施加的砝码(1.6)放入撞击块(1)的置物腔(1.1)内；

第五步：将准备好的撞击块(1)放入导轨(2)内，确保防旋转翼(1.2)落入翼槽(2.2)内，再使抽条卡口(1.3)与抽条插口(2.6)重合，并插入释放抽条(4)；

第六步，握住释放抽条(4)的手柄迅速抽出释放抽条(4)，确保撞击块(1)由静止开始自由下落，最后撞击待测零件(b)；

若待测零件(b)未发生破坏，说明待测零件(b)抗冲击强度合格，否则不合格。