[發(fā)明專利]一種疲勞測試用試樣專用數(shù)控縱向拋光設備及拋光方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010259180.0
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN111546197A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 劉志成;張強;桂啟志;許飛;李孝龍;張軼;周家剛;吉昌兵;張發(fā);李德平;丁繼明;曹杰;周紅良;涂航;江滔;葉敏;童雙雙
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: B24B21/16
• 分類號: B24B21/16;B24B21/18;B24B21/20;B24B41/06;B24B47/12;B24B41/02;G01N1/32
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 李想

本發(fā)明公開了一種疲勞測試用試樣專用數(shù)控縱向拋光設備及拋光方法，屬于拋光設備的技術(shù)領(lǐng)域，包括床身，還包括控制系統(tǒng)、床頭組件、尾座組件和拋光頭組件，所述床頭組件、尾座組件和拋光頭組件均設于床身上且三者均與所述控制系統(tǒng)電連接，并通過床頭組件驅(qū)動夾持于床頭組件與尾座組件之間的試樣轉(zhuǎn)動；所述拋光頭組件包括數(shù)控十字滑臺和設于該數(shù)控十字滑臺上的拋光頭，所述數(shù)控十字滑臺驅(qū)動拋光頭沿X向和/或Y向運動并通過拋光頭對轉(zhuǎn)動的試樣進行縱向拋光，以滿足疲勞測試用試樣低應力加工的軸向拋光需求，進而達到提高試樣加工效率，大幅度提高了勞動生產(chǎn)率的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于拋光設備的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種疲勞測試用試樣專用數(shù)控縱向拋光設備及拋光方法。

背景技術(shù)

試樣制備在材料力學疲勞性能測試中占有非常重要的地位，加工后試樣表面質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到測試數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，特別是燃氣輪機、航空發(fā)動機葉片的研發(fā)對疲勞試樣加工要求更高，需要低應力加工工序和控制試樣表面殘余應力，以保證測試試樣處于指定范圍內(nèi)的低應力狀態(tài)，消除疲勞測試用試樣徑向加工痕跡，在20倍放大鏡下觀察試樣表面無橫向劃痕。

傳統(tǒng)磨削加工技術(shù)雖然也可以獲得試樣的精度和表面粗糙度，但實際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)磨削裂紋、表面燒傷、表面高應力狀態(tài)等嚴重破壞構(gòu)件表面完整性，降低構(gòu)件疲勞強度或疲勞壽命等問題，影響疲勞測試數(shù)據(jù)的準確性，而且傳統(tǒng)磨削技術(shù)加工試樣，一般采用手工砂紙拋光，或者采用手持砂帶拋光機打磨等方法進行縱向拋光，或采用現(xiàn)代數(shù)控砂帶磨床加工技術(shù)。

手工砂紙拋光或手持砂帶拋光機打磨效率十分低下，用力大小因人而異且同一研磨者也會出現(xiàn)表面拋光不均現(xiàn)象，還會出現(xiàn)橫向紋路去除不徹底，加工質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。手持砂帶拋光機或數(shù)控砂帶磨床拋光采用的是接觸輪式砂帶磨削，通過接觸輪壓住砂帶接觸試樣表面，對試樣表面進行拋磨，適用于磨削深度大，加工精度一般的外圓磨削。且受接觸輪的尺寸大小限制，某些尺寸非常小的試樣過渡圓弧將無法參與磨削。因此這些方法難以為設計和產(chǎn)品質(zhì)量保證提供可靠的測試數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種疲勞測試用試樣專用數(shù)控縱向拋光設備及拋光方法以滿足疲勞測試用試樣低應力加工的軸向拋光需求，進而達到提高試樣加工效率，大幅度提高了勞動生產(chǎn)率的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種疲勞測試用試樣專用數(shù)控縱向拋光設備，包括床身，還包括控制系統(tǒng)、床頭組件、尾座組件和拋光頭組件，所述床頭組件、尾座組件和拋光頭組件均設于床身上且三者均與所述控制系統(tǒng)電連接，并通過床頭組件驅(qū)動夾持于床頭組件與尾座組件之間的試樣轉(zhuǎn)動；所述拋光頭組件包括數(shù)控十字滑臺和設于該數(shù)控十字滑臺上的拋光頭，所述數(shù)控十字滑臺驅(qū)動拋光頭沿X向和/或Y向運動并通過拋光頭對轉(zhuǎn)動的試樣進行縱向拋光。通過床頭組件和尾座組件的配合能實現(xiàn)不同尺寸規(guī)格的工件夾持和頂緊，且在拋光頭的運動下，能夠?qū)υ嚇舆M行縱向拋光。

進一步地，該設備還包括防護罩殼和設于防護罩殼上的排屑器，所述防護罩殼罩于所述床身的外部且防護罩殼的外壁上安裝有所述控制系統(tǒng)，以使參與拋光作業(yè)的床頭組件、尾座組件、拋光頭組件以及床身均封閉在設備的防護罩殼內(nèi)，對工作環(huán)境提供可靠保障；所述排屑器與控制系統(tǒng)電連接并控制排屑器自動排屑。

進一步地，所述拋光頭包括砂帶和支架，所述支架上設有砂帶驅(qū)動輪和多個砂帶導向輪，砂帶纏繞于砂帶驅(qū)動輪和各個砂帶導向輪上且砂帶驅(qū)動輪配設有驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機；所述支架上開設有拋光缺口并通過橫跨于拋光缺口上的砂帶進行拋光。采用自由式砂帶拋光的拋光頭布置方式，試樣直接與柔性的砂帶接觸，不用任何物體支撐砂帶，利用砂帶支撐后自身的撓性對試樣進行磨削或拋光，這種方式在一定范圍內(nèi)很容易適應試樣的輪廓，尤其對不規(guī)則形狀的工件。在實際中，多用于加工外成型表面和倒棱、去毛刺、拋光等工序，能對試樣中的任意圓弧過渡段的圓弧尺寸拋光，并且切除量小，表面質(zhì)量好，粗糙度低，非常適用于拋光加工，特別是對表面質(zhì)量要求高的燃氣輪機、飛機發(fā)動機高溫葉片試樣加工。