[發(fā)明專利]一種空間三向力加載試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110250890.1
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113155600B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬陽;李偉;王權(quán)岱;陳云帥
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 戴媛

本發(fā)明公開了一種空間三向力加載試驗(yàn)裝置，包括直線導(dǎo)軌部分、施力部分和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動部分，直線導(dǎo)軌部分包括X方向?qū)к墕卧蚙方向?qū)к墕卧D(zhuǎn)運(yùn)動部分包括XZ平面旋轉(zhuǎn)單元和XY平面旋轉(zhuǎn)單元；X方向?qū)к墕卧慕Y(jié)構(gòu)是，包括一對直線導(dǎo)軌二及配套的導(dǎo)軌滑塊二，導(dǎo)軌滑塊二向上與轉(zhuǎn)盤座固定為一體；滾珠絲杠二設(shè)置在一對直線導(dǎo)軌二之間，滾珠絲杠二設(shè)置有手輪二；滾珠絲杠二上套裝的絲母座二向上與轉(zhuǎn)盤座固定連接；滾珠絲杠二一端還配套有絲杠鎖緊組件二；XY平面旋轉(zhuǎn)單元的結(jié)構(gòu)是，包括轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動套裝在轉(zhuǎn)盤座中，轉(zhuǎn)盤座設(shè)置有緊固螺母，轉(zhuǎn)盤配套有刻度尺。本發(fā)明裝置，能夠準(zhǔn)確調(diào)節(jié)三向旋壓分力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超聲振動加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空間三向力加載試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

新型戰(zhàn)機(jī)噴管、航天飛行器頭罩等典型回轉(zhuǎn)體零件，具有大徑厚比、超薄壁、高性能的特征，該類零件用強(qiáng)力旋壓的方式制造，具有結(jié)構(gòu)完整、精度高、綜合性能好、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。但是超薄壁筒由于其壁厚薄、徑厚比大、剛度差而易出現(xiàn)擴(kuò)徑、隆起、翹曲等缺陷，同時多道次旋壓時超薄壁筒容易因周向扭曲變形的累積而導(dǎo)致其表面撕裂。如果能夠在旋壓加工過程中引入超聲振動，能夠有效地降低成形力，減小摩擦，提高零件表面精度，從而解決零件表面質(zhì)量問題。

超磁致超聲振動系統(tǒng)在無負(fù)載的情況下一般能夠很好的運(yùn)行，但是在受力加工的時候會出現(xiàn)停振、失諧等問題，導(dǎo)致超聲振動主軸無法正常運(yùn)行，更嚴(yán)重的可能甚至?xí)p壞超聲振動的元件。這些現(xiàn)象很明顯是由于加了負(fù)載之后導(dǎo)致的。超聲輔助旋壓難加工材料過程中較大負(fù)載的出現(xiàn)會使超聲振動系統(tǒng)頻率偏移，導(dǎo)致超聲振動系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至失諧。目前，實(shí)際加工過程中超聲振動系統(tǒng)輸出參數(shù)難以采集。因此，需要模擬加工過程中振動工具頭受力情況，從而探究力負(fù)載對超聲振動系統(tǒng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種空間三向力加載試驗(yàn)裝置，來模擬超聲振動系統(tǒng)加工過程中所受的三向旋壓分力，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的三向旋壓分力難以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)及確定的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種空間三向力加載試驗(yàn)裝置，包括直線導(dǎo)軌部分、施力部分和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動部分，直線導(dǎo)軌部分又包括X方向?qū)к墕卧蚙方向?qū)к墕卧D(zhuǎn)運(yùn)動部分又包括XZ平面旋轉(zhuǎn)單元和XY平面旋轉(zhuǎn)單元，以下具體描述，

X方向?qū)к墕卧慕Y(jié)構(gòu)是，包括固定在底板上表面的一對直線導(dǎo)軌二，直線導(dǎo)軌二上配套有導(dǎo)軌滑塊二，導(dǎo)軌滑塊二向上與轉(zhuǎn)盤座固定為一體；在底板上表面還設(shè)置有滾珠絲杠二，滾珠絲杠二并排設(shè)置在一對直線導(dǎo)軌二之間，滾珠絲杠二的一端頭設(shè)置有手輪二，滾珠絲杠二的兩端分別支撐在支承座二和軸承座二中，支承座二和軸承座二分別固定在底板上表面；滾珠絲杠二上套裝的絲母座二向上與轉(zhuǎn)盤座固定連接；滾珠絲杠二一端還配套設(shè)置有絲杠鎖緊組件二，絲杠鎖緊組件二設(shè)置有鎖緊手柄二，絲杠鎖緊組件二主體與底板固定連接；

XY平面旋轉(zhuǎn)單元的結(jié)構(gòu)是，包括轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動套裝在轉(zhuǎn)盤座中，轉(zhuǎn)盤座還設(shè)置有緊固螺母，緊固螺母內(nèi)端頭與轉(zhuǎn)盤對應(yīng)，轉(zhuǎn)盤配套設(shè)置有刻度尺，刻度尺固定在轉(zhuǎn)盤座上。

本發(fā)明的空間三向力加載試驗(yàn)裝置，其特征還在于：

所述的Z方向?qū)к墕卧Y(jié)構(gòu)是，包括支撐肋板，支撐肋板安裝在轉(zhuǎn)盤上表面中心位置，支撐肋板正面安裝有一對直線導(dǎo)軌一，直線導(dǎo)軌一上滑動套裝有導(dǎo)軌滑塊一，導(dǎo)軌滑塊一與鋁板固定為一體；一對直線導(dǎo)軌一之間并排設(shè)置有滾珠絲杠一，滾珠絲杠一上端頭設(shè)置有手輪一，滾珠絲杠一兩端分別支撐在支承座一和軸承座一中，支承座一和軸承座一分別固定在支撐肋板的正面上下位置，滾珠絲杠一上套裝的絲母座一與鋁板固定連接；滾珠絲杠一配套設(shè)置有絲杠鎖緊組件一，絲杠鎖緊組件一固定在支撐肋板的正面上部，絲杠鎖緊組件一設(shè)置有鎖緊手柄一。

所述的XZ平面旋轉(zhuǎn)單元的結(jié)構(gòu)是，包括旋轉(zhuǎn)滑臺，旋轉(zhuǎn)滑臺的臺座固定在鋁板正面，旋轉(zhuǎn)滑臺的臺座上設(shè)置有刻度盤及鎖緊螺母二。