CN109333083A - 一种面向非铁磁体零件的残余应力检测辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种面向非铁磁体零件的残余应力检测辅助装置，包括非铁磁体零件夹紧机构、非铁磁体零件打孔粗调机构和非铁磁体零件打孔细调机构。非铁磁体零件夹紧机构可根据零件最小长方体包容体的尺寸调节夹紧板的位置。非铁磁体零件打孔粗调机构可使应力—应变片处于细调机构的范围内。非铁磁体零件打孔细调机构可使打孔器固定机构轴心所在平面和应力—应变片上带打孔位置所在平面处于近垂直状态，以保证打孔的精确性。该辅助装置将盲孔法检测残余应力的方法应用到非铁磁体零件残余应力检测方面，提高了非铁磁体零件残余应力检测的准确性，增加了盲孔法残余应力检测设备的通用性，并且使设备的操作更为简易。

Description

一种面向非铁磁体零件的残余应力检测辅助装置
技术领域
本发明涉及盲孔法残余应力检测领域，特别涉及一种用于盲孔法应力检测设备的面向非铁磁体零件夹紧及多角度打孔辅助装置。
背景技术
随着工业的不断发展，铝合金、镁合金等非铁磁体零件因质量轻的特点越来越多地应用于航天、轨道、汽车等领域。加工完成后的非铁磁体零件内部存在的残余应力会使其发生形变，影响零件的使用寿命甚至造成零件的报废，因此对加工完成后的非铁磁体零件进行残余应力检测是有必要的。盲孔法是目前检测残余应力的主流方法之一，且相对X射线法能较为准确的检测零件的残余应力，现有的盲孔法残余应力检测设备是利用打孔装置底部的磁性吸盘将工件相对于打孔装置固定，因此盲孔法残余应力检测设备多用于铁磁体零件较为平整表面的残余应力检测。此外，由于磁性吸盘尺寸的限制，对于较小铁磁体零件无法进行固定。因此，应用盲孔法残余应力检测设备对非铁磁体零件进行残余应力检测存在两个难点，(1)如何将非铁磁体零件尤其是不规则非铁磁体零件夹紧固定；(2)如何对非铁磁体零件的不规则表面的某点进行残余应力检测，简单来说，就是如何对该点上的应力—应变片进行打孔。
针对以上两个问题，发明一种用于盲孔法残余应力检测设备的非铁磁体零件夹紧及多角度打孔辅助装置，提高非铁磁体零件残余应力检测的准确性，降低残余应力对非铁磁体零件使用寿命的影响。
发明内容
本发明所要解决的问题是在对非铁磁体零件进行残余应力检测前如何将非铁磁体零件夹紧及对该零件进行多角度打孔。本发明将盲孔法检测残余应力的方法应用到非铁磁体零件残余应力检测方面，提高了非铁磁体零件残余应力检测的准确性，增加了盲孔法残余应力检测设备的通用性，并且使设备的操作更为简易。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下所述。
一种向非铁磁体零件的残余应力检测辅助装置，本发明特征是，包括非铁磁体零件夹紧部分和多角度打孔部分。夹紧部分可根据零件的最小立方形包容体的尺寸和不规则零件的与夹紧部分接触部分的形状进行动态调节；多角度打孔部分分为粗调和细调部分，多角度打孔部分粗调部分可根据应力—应变片的位置沿Z轴调节和在XOY平面进行360度旋转，多角度打孔部分细调部分可根据应力—应变片的位置沿Y轴调节和在ZOY平面进行360度旋转。
本发明非铁磁体零件加紧部分中的四个夹紧板可分别由相应的齿轮带动沿Z轴进行上下调节，夹紧块和夹紧板通过带有螺纹的圆柱杆连接，可沿Y轴进行左右调节。
本发明非铁磁体零件加紧部分中的底板中心下沉三个梯度，梯度之间用圆弧连接。
本发明非铁磁体零件加紧部分中存在四个夹紧块，每个夹紧块中存在两块调节板，调节板和轴通过螺纹连接，轴和固定板之间装有轴承，轴的一端和固定板组成棘轮结构，同时调节板和固定板之间连接弹簧。调节板可以以轴心旋转并压缩弹簧，调节板不能反方向旋转。
本发明非铁磁体零件多角度打孔部分中的粗调部分包括旋转机构，旋转机构可沿导轨在XOY平面做旋转运动。
本发明非铁磁体零件多角度打孔部分中的粗调部分包括导轨机构，导轨机构在橡胶同步带的带动下可沿Z轴上下运动。
本发明非铁磁体零件多角度打孔部分中的细调部分在齿轮轴带动下可沿Y轴运动。
本发明非铁磁体零件多角度打孔部分中的细调部分包括涡轮蜗杆机构和安装打孔器的固定结构，安装打孔器的固定结构可在YOZ面做旋转运动。
本发明采用上述方案，将盲孔法检测残余应力的方法应用到非铁磁体零件方面，提高了非铁磁体零件残余应力检测的准确性，增加了盲孔法残余应力检测设备的通用性，并且使设备的操作更为简易。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中夹紧部分的结构示意图。
图3是本发明中夹紧部分中的夹紧块的结构示意图。
图4是本发明中多角度打孔部分的结构示意图。
图5是本发明中多角度打孔部分中的粗调部分结构示意图。
图6是本发明中多角度打孔部分中的粗调部分中的旋转机构的结构示意图。
图7和图8分别是本发明中多角度打孔部分中的细调部分结构示意图和打孔装置 和应力—应变片相对位置示意图。
图中，I为多角度打孔部分中的细调部分，II为夹紧部分,III为多角度打孔部分中的粗调部分，1为夹紧板，2为凹形底座，3为驱动螺杆1，4为驱动手柄，5为调节板，6为橡胶软垫，7为弹簧，8为棘轮结构，9为固定板，10为导轨机构，11为旋转机构，12为驱动螺杆2，13为橡胶同步带，14为齿轮1，15为电机1，16为齿轮轴，17为齿轮2，18为电机3，19为电机2，20为齿轮3，21为蜗杆，22为蜗轮，23为打孔器的固定机构，24为固定机构轴所在平面心，25为应力—应变片，26为应力—应变片所在平面。
具体实施方式
如图1，本发明一种用于盲孔法应力检测设备的面向非铁磁体零件夹紧及多角度打孔辅助装置的结构示意图。本发明特征是：包括非铁磁体零件夹紧部分，其结构如图2所示；包括非铁磁体零件多角度打孔部分，其结构如图3所示；多角度打孔部分包括粗调部分和细调部分，及结构如图4和图5所示。
如图2，将非铁磁体零件放在夹紧板之间，根据零件在Z方向的尺寸，通过旋转驱动手柄可分别调节四个夹紧板在Z方向的移动以适应被夹紧的零件在Z方向的尺寸。根据零件与夹紧块相接触的形状特征，可将四个夹紧块以相应的角度固定在相应的驱动螺杆上，通过旋转驱动螺杆可分别控制夹紧块在X和Y方向的移动。在零件加紧的过程中，调节板分别不同程度的压缩相应的弹簧，弹簧产生的弹力使工件固定，夹紧块上的棘轮结构可保证调节板在夹紧工件的过程中不会发生反弹，调节板上的橡胶软垫可以防止工件的损坏。此为零件的夹紧过程。
如图5，零件在夹紧过程完成后，将应力—应变片贴在需要测量残余应力的位置。根据应力—应变片在零件上Z方向的位置，通过电机1驱动齿轮1带动橡胶同步带进而控制驱动杆2的旋转，从而控制导轨机构在Z方向的移动。根据应力—应变片在零件XOY面上的位置，通过电机2驱动齿轮2进而控制旋转机构在XOY面旋转运动，将旋转机构固定在相应的位置。根据应力—应变片在零件上Y方向的位置，通过电机3驱动齿轮3进而控制齿条轴在Y方向的移动，将细调部分移动到相应的位置。此为打孔部分的粗调过程。
如图7，在夹紧过程和打孔部分粗调过程完成后，根据零件上所帖的应力—应变片所在平面和打孔点所在XOY面的夹角，通过旋转蜗杆控制蜗轮的运动，进而使打孔器的固定机构在YOZ面发生旋转运动，使打孔器的固定机构轴心所在平面和应力—应变片所在平面处以垂直状态，如图8所示，以保证打孔的准确度。此为打孔部分的细调过程。
本发明并不局限于所述的上述实施例，本领域的相关技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或者改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种面向非铁磁体零件的残余应力检测辅助装置，其特征在于：包括非铁磁体零件夹紧机构、非铁磁体零件打孔粗调机构和非铁磁体零件打孔细调机构；非铁磁体零件夹紧机构由夹紧板和夹紧块构成，夹紧块主要由调节板、固定板和弹簧构成；非铁磁体零件打孔粗调机构主要由导轨机构和旋转机构，旋转机构主要由电机，齿轮和齿轮轴构成；非铁磁体零件打孔细调机构主要由蜗轮、蜗杆和打孔器固定机构构成。
2.根据权利要求1所述的一种面向非铁磁体零件的残余应力检测辅助装置，其特征在于：所述的非铁磁体零件夹紧机构中的夹紧板可沿Z轴调节，夹紧块可沿Y轴调节，调节板可沿轴线做旋转运动。
3.根据权利要求1所述的一种面向非铁磁体零件的残余应力检测辅助装置，其特征在于：所述的非铁磁体零件打孔粗调机构中的导轨机构可沿Z轴调节，旋转机构可在XOY平面做旋转运动，细调机构可在齿轮轴的带动下沿Y轴运动。
4.根据权利要求1所述的一种面向非铁磁体零件的残余应力检测辅助装置，其特征在于：所述的非铁磁体零件打孔粗调机构中的打孔器固定机构在蜗轮蜗杆的带动下做旋转运动。
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