一种便携式钻孔法残余应力测试辅助钻孔装置 |
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| 申请号 | CN201910613971.6 | 申请日 | 2019-07-09 | 公开(公告)号 | CN110238426B | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 沈阳农业大学; | 发明人 | 来佑彬; 梁云东; 王冬阳; 杨波; 孙铭含; 吴海龙; 李响; 孙世杰; 苑仁月; | ||||
| 摘要 | 一种便携式钻孔法残余应 力 测试辅助钻孔装置，属于测试用平台技术领域。包括底座、平台 外壳 、内限位环、外限位环、限位 块 、移动块和 钻头 套筒，所述底座上固定连接平台外壳，平台外壳上开有所述内限位环上下移动的轨道和观察孔；在平台外壳内的内限位环和底座之间设置 弹簧 ，内限位环的伸出部置于平台外壳上开有的轨道内，沿所述轨道上下移动；外限位环套置于平台外壳外周，限制内限位环移动位移；限位块置于内限位环上方，通过其上设置限位螺钉与移动块 接触 固定，套筒置于移动块内，端部与钻头配合。本 发明 可以实现对待钻孔件的钻孔 位置 对中调整，直接安装手电钻即可精准钻孔，且可根据需要调整钻孔深度，效率高， 稳定性 好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种便携式钻孔法残余应力测试辅助钻孔装置，其特征在于：包括底座、平台外壳、内限位环、外限位环、限位块、移动块和钻头套筒，其中： |
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| 说明书全文 | 一种便携式钻孔法残余应力测试辅助钻孔装置技术领域背景技术[0002] 残余应力是平衡于材料内部的一种不稳定的应力状态，残余应力的存在严重影响了工件的疲劳强度、静力强度及抗腐蚀性能，使工件在制造时产生变形和开裂等缺陷，进而影响零件的使用寿命。此外，在零件的加工制造过程中，为了确保其安全性和可靠性，控制机械加工变形，需要控制毛坯的残余应力水平。因此，应了解残余应力在毛坯中的分布情况，从而采用最合适的加工工艺，减少或避免残余应力突然释放或不均匀释放造成工件的变形。由此可见，有效地测量工件的残余应力具有重大意义。 [0003] 目前残余应力的测量方法有很多种，其中钻孔法技术成熟、理论完善、操作简单、能准确测量残余应力。为了保证测量的稳定性和可靠性，通常需要辅助一种专用的钻孔平台。现有的钻孔法残余应力测试平台存在造价较高、操作复杂、拆装不便等问题。 发明内容[0004] 针对上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种便携式钻孔法残余应力测试辅助钻孔装置，该装置能有效解决传统测量方法测量时存在的对心误差大、测量深度不可控、操作复杂、效率低下和测量结果稳定性差等问题。具有体积小、拆装方便、操作技术要求低、适用于多种不同的工况等优点。 [0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： [0007] 所述底座上固定连接所述平台外壳，所述平台外壳上开有所述内限位环上下移动的轨道和观察孔； [0008] 所述内限位环套置于所述平台外壳内，在所述平台外壳内的所述内限位环和底座之间设置弹簧，所述内限位环的伸出部置于所述平台外壳上开有的轨道内，沿所述轨道上下移动； [0009] 所述外限位环套置于所述平台外壳外周，沿平台外壳外周调节其位置固定，以限制内限位环及以上部分的移动位移，从而控制钻孔深度； [0010] 所述限位块置于所述内限位环上方，其上设置限位螺钉，所述移动块套置于所述限位块，其底面位于所述限位块内置平台上，沿所述限位块内置平台水平移动，在移动块回转中心投影与工作位置点重合时，通过限位螺钉接触限位； [0011] 所述钻头套筒一端套置于移动块内，一端为与钻头配合的圆筒；工作时，钻头置于钻头套筒内，钻头回转中心与套筒回转中心重合。 [0012] 优选地，所述平台外壳为圆筒结构，沿圆筒外周均匀间隔开有多个条形槽，所述条形槽延伸至圆筒一端，形成开口条形槽，作为内限位环移动的轨道，与所述内限位环伸出部配合；在相邻开口条形槽之间开有用于观察激光灯光路的观察孔。 [0014] 优选地，所述内限位环为沿圆环外周均匀间隔设置伸出部构成，所述伸出部水平宽度和数量分别与所述平台外壳上开有的条形槽的宽度和数量相配合，且伸出部外径大于外限位环外径。 [0015] 优选地，所述限位块为圆筒状，在圆筒一端内设有内置平台，所述内置平台与所述移动块配合，限位块的圆筒内径略大于移动块外径，所述限位块内置平台的内径小于移动块底面内径，使移动块沿限位块内置平台移动，沿限位块圆筒外周均匀间隔开有限位孔，其上设置限位螺钉，且所述限位螺钉与平台外壳上开有的条形槽轨道相配合。 [0016] 优选地，所述套筒与手电钻旋转部分输出始端配合，即：套筒内壁与手电钻输出始端外壁相配合。 [0017] 优选地，所述移动块为圆筒状，在圆筒一端内设有内置圆台，套筒套置于圆筒端与圆台相贴合，圆台端与限位块的内置平台端配合接触。 [0018] 优选地，所述底座为三角底座，带有与所述平台外壳的圆筒内接的圆筒连接段和三角底板；所述圆筒连接段外径与所述平台外壳的内径相等，三角底板的三个顶角处分别开有地脚安装孔，通过安装可调节地脚调节安装高度。 [0020] 优选地，所述台外壳外壁上设置有刻度线，所述内限位环下底面与顶端的“0”刻度线位于同一水平面，内限位环和外限位环间的距离即为钻孔深度。 [0021] 本发明的有益效果为： [0022] 1.本发明采用平台外壳、内外限位环、限位块、移动块及套筒配合装配结构，实现对待钻孔件的钻孔位置对中调整，直接安装手电钻即可精确钻孔位置，且可根据需要调整钻孔深度，效率高，稳定性好，有效地解决了传统测量方法测量时存在的对心误差大、测量深度不可控、操作复杂、效率低下和测量结果稳定性差等问题。 [0023] 2.本发明平台外壳内安装内限位环，外套置外限位环，内外限位环配合限位块共同作用，限制移动块及其以上部件的移动距离。 [0025] 图1为本发明的整体组成结构示意图。 [0026] 图2为图1中平台外壳结构示意图。 [0027] 图3为图1中底座结构示意图。 [0028] 图4为图1中内限位环结构示意图。 [0029] 图5为图1中限位块结构示意图。 [0030] 图6为图1中移动块结构示意图。 [0031] 图7为本发明对中操作示意图。 [0032] 图8为本发明钻孔操作示意图。 [0033] 图中：1.套筒，2.移动块，21.圆筒，22.内置圆台，3.限位块，31.限位螺钉，32.内置平台，33.限位孔，4.内限位环，41.伸出部， 5.弹簧，6.外限位环，7.平台外壳，71.轨道，72.观察孔，8.固定螺钉，9.底座，91.圆筒连接段，92.三角底板，10.可调节地脚，11.激光灯，12.灯座，13.手电钻。 具体实施方式[0034] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。 [0035] 实施例：如图1所示，本发明一种便携式钻孔法残余应力测试辅助钻孔装置，包括底座9、平台外壳7、内限位环4、外限位环6、限位块3、移动块2和套筒1，其中： [0036] 所述底座9，位于最下方，连接所述平台外壳7，用于支撑整个测试平台，使用时置于待钻孔工件上方； [0037] 所述平台外壳7置于底座9上，与底座9固定连接，所述平台外壳7上开有所述内限位环4上下移动的轨道71和观察孔72； [0038] 所述内限位环4套置于所述平台外壳7内，在所述平台外壳7内的所述内限位环4和底座9之间设置弹簧5，所述内限位环4的伸出部41置于所述平台外壳7上开有的轨道71内，沿所述轨道71上下移动； [0039] 所述外限位环6套置于所述平台外壳7外周，沿平台外壳7外周调节其位置固定，以限制内限位环4及以上部分的移动位移，从而控制钻孔深度； [0040] 所述限位块3置于所述内限位环4上方，其上设置限位螺钉31，所述移动块2套置于所述限位块3内，移动块2的外径是小于限位块3的内径，所述移动块2的底面位于所述限位块3内置圆台33上，沿所述限位块内置圆台33水平移动，在移动块2回转中心投影与工作位置点重合时，通过限位螺钉31接触限位； [0041] 所述套筒1一端套置于移动块2内，一端为与钻头配合的圆筒；工作时，钻头置于套筒1内，钻头回转中心与套筒回转中心重合； [0042] 本发明在使用时，对中装置套在套筒1内的随套筒移动,先通过在套筒1上方采用对中装置对准钻孔点，调节限位螺钉31进行移动块2的限位，并固定外限位环至要求的钻孔深度,然后取下对中装置，安装手电钻通过其钻头进行钻孔。 [0043] 如图2所示，所述平台外壳7为圆筒结构，沿圆筒外周均匀间隔开有多个条形槽，所述条形槽延伸至圆筒一端，形成开口条形槽，作为内限位环4移动的轨道71，与所述内限位环4的伸出部41配合；在相邻开口条形槽之间开有用于观察激光灯11光路的观察孔72。本例所开观察孔72用于观察激光灯的灯路。 [0044] 在平台外壳7的条形槽封闭端和圆筒端部间开有螺栓固定孔，本例为4个螺栓固定孔，通过固定螺栓8连接底座9；如图3所示，所述底座9为三角底座，带有与所述平台外壳7的圆筒内接的圆筒连接段91和三角底板92；所述圆筒连接段91外径与所述平台外壳7的内径相等，外表面与外壳内表面紧密贴合；三角底板92的三个顶角处分别开有地脚安装孔，用来安装可调节地脚10，以适应不同的工件表面情况，同时地脚10的下表面安装有磁铁，能够保证所述测试平台和待钻孔零件表面紧密接触，提供的吸力能起到固定平台的作用，在钻孔时保证了测试平台不会移动。 [0045] 所述平台外壳内设置的弹簧8置于所述三角底座的圆筒连接段91上表面，弹簧8顶端与内限位环4的下表面接触，所述弹簧8外径等于平台外壳7内径，平台外壳7对弹簧8起限位作用。 [0046] 如图2所示，所述平台外壳7上开有的轨道71为四个，沿圆周均匀间隔设置，为内、外限位环4、6、限位块3提供运动路径；所开有的观察孔72也为四个，均匀间隔90度设置；在对中操作时用于观察对中装置的激光灯11的光路，以便于调节移动块2，进行对中调整操作。 [0047] 如图4所示，所述内限位环4为沿圆环外周均匀间隔设置伸出部41构成，所述伸出部41水平宽度和数量分别与所述平台外壳7上开有的条形槽的宽度和数量相配合，且伸出部41外径大于外限位环6外径，与外限位环6配合限位。所述内限位环4的圆环外径与所述平台外壳7的内径相等，使得内限位环4能够沿着所述平台外壳7的内壁下滑，所述内限位环4的圆环下表面与弹簧8相接触，弹簧8预紧力等于移动块2、限位块3、套筒1以及内限位环4的重量总和，防止在设定好钻孔深度后各零件下滑。 [0048] 如图1所示，所述外限位环6为一带有开口的环形箍，具有一定的刚度，并可以有微量的弹性形变，通过连接螺栓连接紧固，所述外限位环6内径等于所述平台外壳7的外径，通过调节连接螺栓的松紧改变外限位环6的内径，所述外限位环6可以沿着所述平台外壳7的外表面运动，利用外限位环4的内表面与平台外壳7的外表面之间的摩擦作用，将外限位环6固定于指定位置；与内限位环4的伸出部41配合，以此限制内限位环4及以上部分的移动距离，进而准确的控制钻孔深度。 [0049] 如图5所示，所述限位块3为圆筒状，在圆筒一端内设有内置平台32，所述内置平台32为圆环结构，与所述移动块2配合，限位块3的内径略大于移动块2外径，一般为0‑4mm，本例中限位块3内径比移动块2外径大4mm，沿限位块3圆筒外周均匀间隔开有限位孔33，其上设置限位螺钉31，且所述限位螺钉31与平台外壳7上开有的条形槽轨道71相配合。 [0050] 所述移动块2为圆筒状，在圆筒21一端内设有内置圆台22，所述内置圆台22为圆环结构，套筒1套置于圆筒端与内置圆台22相贴合，内置圆台22与限位块3的内置平台32端配合接触。 [0051] 所述内置平台32用以承载移动块2、套筒1及手电钻，限位块3与移动块2配合，即：移动块2下表面与限位块3的内置平台32上表面贴合，限位块3的内径略大于移动块2外径，使得移动块2可在表面有限的自由移动，用于对中调整操作，移动范围约为 0‑2mm。 [0052] 如图5所示，限位块3的四个限位孔33与限位螺钉34配合，限位螺钉34用以限制移动块2在限位块3底部内置平台32的最终位置。四个限位孔33间隔90度位于限位块3的圆周。限位螺钉34同时与平台外壳7表面的轨道71相配合，以致于限位螺钉34多余部分不影响限位块3及以上部分的下降。限位块3能够沿着平台外壳7内壁下降，所述平台外壳7外壁上设置有刻度线，刻度线是由0到50mm范围内变化的，目的是使钻孔深度以刻度的形式反映出来；所述内限位环4下底面与顶端的“0”刻度线位于同一水平面，内限位环4和外限位环6间的距离即为钻孔深度。这样能够保证限位块3及内限位环4下降的高度与钻孔深度一致，进而反应实际钻孔的深度。 [0053] 所述套筒1与手电钻旋转部分输出始端配合，即：套筒1内壁与手电钻输出始端外壁相配合。 [0054] 如图7、图8所示，本发明在使用时，先通过在套筒1上方采用对中装置对准钻孔点，所述对中装置由激光灯11和灯座12组成，灯座12外径等于套筒1内径。在进行对中操作过时，将对中装置套置于套筒1内，激光灯11的灯路与套筒1回转中心重合，套筒1和对中装置整体套置于移动块2内，在对移动块2限位时，旋松限位螺钉31，移动移动块2使得移动块2下表面在限位块3内置平台32上表面上移动，当移动块2回转中心投影即激光灯灯路与工作位置点重合时进行限位：旋紧限位块3四周的限位螺钉31。本例限位螺钉31对称布置，共4个，限位螺钉31末端与移动块2外圆面接触并产生力的作用。旋紧限位螺钉31后移动块2的位置可能会有微量移动，这时采取旋松一侧限位螺钉旋紧对应另一侧限位螺钉的方式进行微调。然后固定外限位环6至要求的钻孔深度，取下对中装置，安装手电钻通过其钻头进行钻孔。 |
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