[發明專利]一種內圓切片機刀片張緊狀態的測試裝置

有效

• 申請號: 201810091674.5
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108088602B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 裴永臣;王軍恒;李皓;王佳煒;趙儒仕;楊帆;張帆
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發明提供了一種內圓切片機刀片張緊狀態的測試裝置，主要由電動推桿、電磁鐵、編碼器、多種傳感器及各種連接件組成。電動推桿帶動頂尖壓向內圓刀片，壓力傳感器與位移傳感器實時采集刀片的壓力與變形，根據兩者關系可求出刀片張緊后的剛度；計算機控制電磁鐵對內圓刀片產生激勵，位移傳感器采集刀片受激勵后的振動響應數據，經傅立葉變換可求出內圓刀片張緊后的固有頻率；轉動內圓切片機刀盤，位移傳感器測量刀片刃口的側向位移，編碼器記錄刀片轉過的角度，每個周期內側向位移的最大最小值之差為張緊后的內圓刀片刃口不平度。本套裝置裝配方便，操作靈活，可快速準確測試內圓切片機刀片張緊狀態，評判刀片張緊質量的優劣。

技術領域

本發明屬于內圓刀片測試領域，尤其涉及一種內圓切片機刀片張緊狀態的測試裝置。

背景技術

硬脆材料具有高硬度、耐磨損、耐腐蝕、化學穩定性好等優越性能，廣泛應用于工業和民用領域。在實際生產過程中，諸如磁性材料、半導體硅材料、陶瓷、石英、硬質合金等硬脆材料的切割和切片加工十分普遍。基于內圓切片機的內圓切片方法具有切割精度相對較高、切片厚度均勻穩定、晶向和厚度調整方便、多規格多品種加工靈活、切割輔料成本低、廢棄物環境污染微小等諸多優點，是目前中小尺寸硬脆材料小規模、小批量切片加工的主要手段。

內圓刀片厚度極薄，常見的刀片厚度僅有0.12mm，因此在切片加工前需要對刀片進行處理使之獲得較大的剛度，機械張緊方法是目前最常用的提高內圓刀片剛度的方法。但是，由于刀片過薄、張緊壓力環各處壓力調節不當等因素，經常會使得刀片刃口產生波浪變形，進而造成鋸口切縫損失嚴重、切片表面質量差等問題。因此開展內圓切片機刀片張緊特性研究對硬脆材料切片加工的發展具有重要意義。

開展內圓切片機刀片張緊特性研究，需要制定不同的張緊方案，并對張緊后內圓刀片的狀態進行測試，以評判刀片張緊質量的優劣。目前普遍采用的是千分表來粗略測量刃口處的變形情況，而千分表的擺放位置、人工讀取參數等因素的不確定性會產生很大誤差，且該方法也不能測量刀片張緊后刃口的剛度等其他狀態參數，因此這種方法不能系統精確地評判內圓刀片張緊質量的優劣。

綜上所述，內圓切片技術的發展迫切需要一種測試裝置，可以精確快速測試不同張緊方案下刀片的狀態：刀片刃口不平度、刃口剛度和固有頻率。設計開發出一套測試內圓切片機刀片張緊狀態的裝置，具有重要意義與實際應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種不同張緊方案下內圓刀片狀態的測試裝置，可快速準確測試內圓切片機刀片張緊后的刃口剛度、刃口不平度和固有頻率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種內圓切片機刀片張緊狀態的測試裝置，由機械裝置和電器設備組成。其中機械裝置包括L型支撐架、Z軸微調位移升降平臺、L型連接架、擋片、電動推桿連接柱、頂尖、編碼器雙折形連接架、編碼器固定架、編碼器套筒等；電器設備包括電渦流位移傳感器、激光位移傳感器、編碼器、壓力傳感器、電磁鐵、繼電器、電動推桿、采集卡、計算機與直流電源等。測試裝置分為剛度、刃口不平度、固有頻率測試三部分。

所述的L型支撐架底部有兩個U型槽，用于通過螺栓和內圓切片機可移動工作平臺連接；側部有三個圓形通孔、四個螺紋孔和一個方形通孔，用于固定電動推桿和激光位移傳感器L型連接架。

所述的電動推桿連接柱一端是螺紋，用于和電動推桿的推桿連接；另一端光滑，且該端的端面打有螺紋孔，用于和壓力傳感器一端的螺紋柱連接。

所述的頂尖一端為圓錐狀，用于頂向張緊后的內圓刀片；頂尖另一端打有螺紋孔，用于和壓力傳感器螺紋柱連接。

所述的編碼器雙折形連接架一端與內圓切片機機架連接，一端與編碼器固定架連接，且與機架連接一端的通孔要大于螺栓尺寸，螺栓長度要大于機架螺紋孔的長度，使得編碼器連接固定裝置在各個自由度都留有緩沖空隙，用于消除主軸轉動時的跳動誤差，從而實現編碼器和內圓切片機主軸的軟連接。