CN107907650B - 一种基于电化学抛光的多层台阶构造夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以对齿轮钢表面进行剥层实现阶梯状结构来测量深度方向残余应力分布的试验夹具。所述上模型盖底部结构中，除第一模型孔以外的第二模型孔以及更深层模型孔底部为内凹槽结构；所述主体结构与所述上模型盖上均有定位孔；所述下托底中心处开有通孔且有旋转手把装置；所述上模型盖两侧为曲面结构；本发明的上模型盖中除第一模型孔以外的其它模型孔背面均有凹槽，可在剥下层时将高于已剥层面的结构置于凹槽内，即使存在一定的误差，也能通过下托底旋转调节，确保紧密贴合。

Description

一种基于电化学抛光的多层台阶构造夹具
技术领域
本发明涉及一种基于电化学抛光的多层台阶构造夹具，具体涉及的是一种通过表面剥层实现圆柱状试验块表层阶梯状结构，实现深度方向上的剥层去测量深度方向上残余应力分布的装置，尤其适用于齿轮钢材料的残余应力试验。
背景技术
工件经机械加工后，其表面层都存在残余应力。有残余应力的零件处于一种不稳定状态。一旦其内应力的平衡条件被打破，内应力的分布就会发生变化，从而引起新的变形，影响加工精度。甚至当里层的拉应力值超过工件材料的疲劳强度极限时，工件表面会产生裂纹，加速工件的损坏。
残余应力测量技术源于20世纪30年代，发展到现在共形成了很多种测量方法，按方法对被测试样是否有破坏性，分为两类：有损测量法和无损测量法;有损测量具有一定的损伤性，通过破坏试样内部结构已达到释放残余应力的目的，测量残余应力释放后产生的释放应变，然后通过一些数学模型求解残余应力。有损法主要包括钻孔法，剥层法等。无损测量法不会对试样造成破坏，其基本原理是利用材料物理性质的变化或晶体结构参数的变化测量残余应力，主要包括X射线法，中子射线法和双折线法等。
要测量金属材料中残余应力沿深度方向的分布，可以采用剥层法对金属材料进行剥层，常用的有电化学剥层法、化学剥层法等，再配合X射线衍射法测量剥层后的表面应力，得到残余应力沿深度方向的分布。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种可以对齿轮钢表面进行剥层实现阶梯状结构来测量深度方向残余应力分布的试验夹具。
为解决上述问题，本发明采用了以下技术方案：
一种基于电化学抛光的多层台阶构造夹具，包括上模型盖、主体结构、下托底、圆柱状试验块；所述上模型盖与主体结构均有定位孔，使用前将上模型盖滑动到所需位置并通过定位孔限制上模型盖在使用过程中沿板方向的移动；所述下托底底部中心开有通孔，将与电源正极连接的阳极导线穿入通孔中，并与圆柱状试验块底部进行焊接，将圆柱状试验块固定于下托底表面上；所述下托底通过所述主体结构内螺纹旋入所述主体结构中，直至圆柱状试验块表面与所述上模型盖表面贴合；其特征在于，所述上模型盖底部结构中，除第一模型孔以外的第二模型孔以及更深层模型孔底部为内凹槽结构，圆柱状试验块在剥第二层结构以及更深层结构时，使已剥层完毕的结构与上模型盖背部表面紧密贴合，同时高于已剥层完毕的结构会凸入凹槽结构中；所述主体结构与所述上模型盖上均有定位孔；所述下托底中心处开有通孔且有旋转手把装置；所述上模型盖两侧为曲面结构。
所述上模型盖、主体结构、下托底材料均为聚四氟乙烯；所述圆柱状试验块材料为齿轮钢。
本发明的上模型盖中除第一模型孔以外的其它模型孔背面均有凹槽，可使已剥层完毕的结构与上模型盖背部表面紧密贴合，同时高于已剥层完毕的结构会凸入凹槽结构中，即使存在一定的误差，也能通过下托底旋转调节，确保紧密贴合。
附图说明
图 1 为本发明电化学抛光试验夹具的轴测图1。
图 2 为本发明电化学抛光试验夹具的轴测图2。
图 3 为本发明电化学抛光试验夹具的俯视图。
图 4 为本发明电化学抛光试验夹具的剖视图。
图 5 为本发明电化学抛光试验夹具的效果图。
具体实施方式
如图 1-4 所示，一种基于电化学抛光的多层台阶构造夹具，包括上模型盖4、主体结构3、下托底1、圆柱状试验块2；所述上模型盖4与主体结构3均有定位孔，使用前将上模型盖4滑动到所需位置并通过定位孔限制上模型盖4在使用过程中沿板方向的移动；所述下托底1底部中心开有通孔，将与电源正极连接的阳极导线穿入通孔中，并与圆柱状试验块2底部进行焊接，将圆柱状试验块2固定于下托底1表面上；所述下托底1通过所述主体结构3内螺纹旋入所述主体结构3中，直至圆柱状试验块2表面与所述上模型盖4表面贴合；其特征在于，所述上模型盖4底部结构中，除第一模型孔以外的第二模型孔以及更深层模型孔底部为内凹槽结构，圆柱状试验块2在剥第二层结构以及更深层结构时，使已剥层完毕的结构与上模型盖背部表面紧密贴合，同时高于已剥层完毕的结构会凸入凹槽结构中；所述主体结构3与所述上模型盖4上均有定位孔；所述下托底1中心处开有通孔且有旋转手把装置；所述上模型盖4两侧为曲面结构。
安装时，将上模型盖4插入主体结构3中，将上模型盖4滑动到所需模型孔，通过上模型盖4与主体结构3中的定位孔进行定位。将电源正极导线通过下托底1中心通孔上穿到下托底1上部与圆柱状试验块2底部进行焊接，将圆柱状试验块2固定于下托底1表面上。将下托底1通过手把装置旋入主体结构3内螺纹中，直至圆柱状试验块2表面与上模型盖4底部紧密贴合。在需要更换模型孔时，只需要转动下托底1的手把装置，使下托底1松开，将上模型盖4滑动到所需位置即可。
本领域技术人员应认识到，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (2)

1.一种基于电化学抛光的多层台阶构造夹具，包括上模型盖、主体结构、下托底、圆柱状试验块；所述上模型盖与主体结构均有定位孔，使用前将上模型盖滑动到所需位置并通过定位孔限制上模型盖在使用过程中沿板方向的移动；所述下托底底部中心开有通孔，将与电源正极连接的阳极导线穿入通孔中，并与圆柱状试验块底部进行焊接，将圆柱状试验块固定于下托底表面上；所述下托底通过所述主体结构内螺纹旋入所述主体结构中，直至圆柱状试验块表面与所述上模型盖表面贴合；其特征在于，所述上模型盖底部结构中，除第一模型孔以外的第二模型孔以及更深层模型孔底部为内凹槽结构，圆柱状试验块在剥第二层结构以及更深层结构时，使已剥层完毕的结构与上模型盖背部表面紧密贴合，同时高于已剥层完毕的结构会凸入凹槽结构中；所述主体结构与所述上模型盖上均有定位孔；所述下托底中心处开有通孔且有旋转手把装置；所述上模型盖两侧为曲面结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于电化学抛光的多层台阶构造夹具，其特征在于，所述圆柱状试验块不需参与剥层的所有表面，会被夹具覆盖并保护，避免由于剥层面积的增加而引起的电解液消耗，而且由于上模型盖存在的原因可以使被剥离表面具有规则性；所述上模型盖除第一模型孔以外的第二模型孔以及更深层模型孔底部为内凹槽结构。
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