專利名稱：裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置及加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工程應用力學試驗方法領域和切縫加工技術領域，特別是一種裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置及加工方法。
背景技術：
在工程巖石力學中，經常遇到巖石破碎(鉆孔、爆破、隧道掘進、不同要求巖石切割等)問題，需要應用巖石斷裂力學來進行研究，而巖石斷裂力學的基本參數(shù)是巖石的斷裂韌度，它是用來衡量巖石材料在特定的應力作用下是否會發(fā)生破裂或裂紋擴展的一種特殊的材料強度參數(shù)。巖石斷裂韌度實驗與以往的金屬斷裂韌度實驗不同，對試件的尺寸、外形以及預制裂紋的寬度、角度、深度都有很高的要求。目前國際巖石力學學會測試方法委員會(ISRM)建議的斷裂韌度測試方法中提到了三種類型的試件，其預制裂紋的傾斜深度、角度都各不相同。另外，實驗室進行巖石、陶瓷、混凝土等非金屬脆性材料的斷裂力學實驗時經常要加工一些復雜形式切口和復雜形狀的試件，普通石材切割機無法完成多角度切割，即使能夠完成，精度也不能滿足要求。大型的多功能機床(集鉆、銑、切、磨功能于一體)可以通過設計專門的夾具實現(xiàn)這種切縫的加工，但是成本太高，價格昂貴，普通的實驗室無力支付。而且?guī)r石加工需要水冷卻液，而這對于機床的保養(yǎng)很不利。這就需要一套能精確調整進刀方向和試件軸線夾角、靈活的改變切割刀片高度和角度的輕型切割裝置來滿足不同的加工要求。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種輕型的便于組裝操作的萬能切割裝置，通過該裝置將普通的小型機床、小型砂輪機以及虎鉗裝配到一起實現(xiàn)切割目的，同樣能達到滿足精度要求的加工，甚至對于實驗室內部進行探索性試驗，經常根據(jù)需要改變切縫的方向來說，這種裝置更加經濟適用，節(jié)省了復雜試件和復雜切縫加工的大量開支。
本發(fā)明所采用的技術方案是設計一套組合裝置1，用來把小型砂輪機4(或磨石機)固定在輕型鉆銑床鉆軸2上。組合裝置1關鍵主要包括一個金屬卡環(huán)5、轉動軸座7、固定軸座6和配套轉軸8以及一個單向行走的小型工作臺9。其中金屬卡環(huán)5做成有一段缺口的非封閉圓環(huán)，用一根螺絲穿過有預制螺紋的缺口，通過調節(jié)螺絲的松勁使卡環(huán)夾緊或脫離鉆軸，卡環(huán)上刻有標志角度的刻度；轉動軸座7的主要特征是一塊金屬板，一個面上開有與工作臺9的轉軸相配合的孔洞，便于轉軸穿過，與軸位置對應處可以從側面穿過銷釘鎖緊，也可以采用與金屬卡環(huán)(5)同樣的不閉合方式來鎖緊。轉動軸座7的另一個特征是在與孔軸線垂直的平面內固定有一個轉軸，與固定軸座6配套；固定軸座6的特征是一個帶孔洞的金屬板，用側面的銷釘實現(xiàn)對轉軸的鎖緊，也可以采用與金屬卡環(huán)(5)同樣的不閉合方式來鎖緊；單向工作臺9的底座固定一個與轉動軸座7配套的轉軸；本組合裝置1另附帶砂輪機4的固定裝置3，主要為組合板，板上相應位置開有螺孔，可以用幾個螺栓很方便的把砂輪機4固定在工作臺9上。
由上述方案可以看出，本發(fā)明所提供的輕型萬向角度切縫精密加工裝置的優(yōu)點在于1)整個固定裝置是裝配式的，組合原理不復雜，各個組成部分構造簡單，加工方便，只要按照正確順序組裝，一人即可操作；2)根據(jù)實驗角度需要，可自行選擇組裝部分，放棄不必要的部分，如果只加工一般的直向切縫，兩組軸座都不需要裝，只要把砂輪機直接固定在卡環(huán)上即可；如果加工直向但深度有所變化的切縫，則只安裝第一組固定軸座，將單向工作臺固定在這個軸座上既可；如果要求的切縫在兩個互相垂直且都垂直于鉆軸的平面內均有傾斜角度，則需要全套安裝；3)不需要借助萬向虎鉗、調整角度的墊塊或夾具，也不一定依賴于鉆銑床的十字工作臺，就可以切出滿足要求的切縫。沒有破壞鉆銑床的任何功能，拆掉本發(fā)明裝置后仍為一臺完好的設備；4)由于鉆銑床的鉆軸本身具有精密的調節(jié)高度的功能，而卡環(huán)、絞盤和單向工作臺的位移也都可以精確的控制，所以通過該組裝設備實現(xiàn)的切縫，完全可以保證加工精度，但整個設備的體積和造價卻遠遠小于大型機床，對于實驗室進行巖石或類似的脆性材料樣品的復雜精密切割和切縫加工，是非常適合的儀器；5)本發(fā)明裝置不限于裝在鉆銑床上，只要固定卡環(huán)處為具有精密升降功能的圓柱形軸，本裝置都適用。
本發(fā)明可用作實驗室進行巖石、陶瓷、混凝土等非金屬脆性材料的斷裂力學實驗或進行復雜形狀試件的精密切割加工使用。


下面結合附圖對本發(fā)明再做進一步詳細的說明。
圖1為本發(fā)明裝置組裝在鉆銑床上的總體示圖；圖2為發(fā)明裝置的正視圖；圖3為發(fā)明裝置的側視圖；圖4為本發(fā)明裝置的一個實施例子的工作狀態(tài)。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置1組裝在鉆銑床上的總體示意圖，組合裝置1是本發(fā)明萬能切縫精密加工裝置的總體結構，包括一個金屬卡環(huán)5、轉動軸座7、固定軸座6和配套轉軸8以及一個單向行走的小型工作臺9。其中，金屬卡環(huán)5固定在轉動軸座7的前端，固定軸座6在金屬卡環(huán)5、轉動軸座7之間，配套轉軸8在轉動軸座7的后部，小型工作臺9與配套轉軸8連接在一起，固定在轉動軸座7上。試件11位于鉆銑床下部工作臺10上。
圖1表示本發(fā)明的裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置組裝在鉆銑床上的總體示意圖，有圖案填充的部分為本發(fā)明組合裝置。僅僅是一個示例，本發(fā)明的組合裝置不限于此，本發(fā)明的組合裝置可安裝在任何有升降功能且可固定發(fā)明裝置的設備上。
本發(fā)明組合裝置具體的操作步驟為見圖21)發(fā)明裝置安裝步驟先將金屬卡環(huán)5固定于鉆銑床的鉆軸2上，調整好所需角度后夾緊；將一個固定軸座6固定于金屬卡環(huán)5之上，固定好后，這個軸座在加工過程中不能轉動和松動；將轉動軸座7的轉軸套進固定軸座6內，調好所需的角度后，采用側面安裝銷釘?shù)姆椒▽㈡i緊；將小型單向工作臺9上固定好的轉軸8伸入轉動軸座7的配套孔洞內，調整好所需角度，同樣用銷釘將其鎖緊；2)切縫加工步驟先將砂輪機4用固定裝置3夾好；經過操作步驟1)將整個組合裝置1牢牢固定于鉆軸2上，安裝的同時調整好需要的角度；再將砂輪機固定裝置3安裝到十字工作臺9上；將試件11固定在鉆銑床的下部十字工作臺10上，用工作臺10的兩向行走功能調整好試件11要切縫的位置；把金剛石云石片裝在砂輪機4上固定好，開動砂輪機4，搖動組合裝置1中的小工作臺9，完成切縫。
圖3是發(fā)明裝置的側視圖，在正視圖中是站在右側對本發(fā)明進行觀察的結果。
圖4是本發(fā)明裝置的一個實施例子的工作狀態(tài)。試件11位于鉆銑床下部工作臺10上，調整好位置，用鉆銑床的升降功能調整好切割深度，即把砂輪機4降到所需高度，夾緊鉆軸2。開動砂輪機4，搖動工作臺9，實現(xiàn)切縫。
權利要求
1.一種裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置，包括一個金屬卡環(huán)(5)、轉動軸座(7)、固定軸座(6)和配套轉軸(8)以及一個單向行走的小型工作臺(9)，其中，金屬卡環(huán)(5)固定在轉動軸座(7)的前端，固定軸座(6)在金屬卡環(huán)(5)、轉動軸座(7)之間，配套轉軸(8)在轉動軸座(7)的后部，小型工作臺(9)與配套轉軸(8)連接在一起，固定在轉動軸座(7)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置，其特征在于，金屬卡環(huán)(5)做成有一段缺口的非封閉圓環(huán)，用一根螺絲穿過有預制螺紋的缺口，通過調節(jié)螺絲的松勁使卡環(huán)夾緊或脫離鉆軸，卡環(huán)上刻有標志角度的刻度。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置，其特征在于，轉動軸座(7)的主要特征是一塊金屬板，一個面上開有與工作臺的轉軸相配合的孔洞，便于轉軸穿過，與軸位置對應處可以從側面穿過銷釘鎖緊，也可以采用與金屬卡環(huán)(5)同樣的不閉合方式來鎖緊。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置，其特征在于，固定軸座(6)的特征是一個帶孔洞的金屬板，用側面的銷釘實現(xiàn)對轉軸的鎖緊，也可以采用與金屬卡環(huán)(5)同樣的不閉合方式來鎖緊。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置，其特征在于，單向工作臺(9)的底座固定一個與轉動軸座(7)配套的轉軸。
6.根據(jù)權利要求1所述的裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置，其特征在于，還附帶砂輪機(4)的固定裝置(3)，主要為組合板，板上相應位置開有螺孔，可以用幾個螺栓很方便的把砂輪機(4)固定在工作臺上。
7.一種裝配式輕型萬能切縫精密加工方法，其步驟包括發(fā)明裝置安裝步驟和切縫加工步驟，1)發(fā)明裝置安裝步驟先將金屬卡環(huán)(5)固定于鉆銑床的鉆軸(2)上，調整好所需角度后夾緊；將一個固定軸座(6)固定于金屬卡環(huán)(5)之上，固定好后，這個軸座在加工過程中不能轉動和松動；將轉動軸座7的轉軸套進固定軸座(6)內，調好所需的角度后，采用側面安裝銷釘?shù)姆椒▽㈡i緊；將小型單向工作臺(9)上固定好的轉軸(8)伸入轉動軸座7的配套孔洞內，調整好所需角度，同樣用銷釘將其鎖緊；2)切縫加工步驟先將砂輪機(4)用固定裝置(3)夾好；經過操作步驟1)各整個組合裝置(1)牢牢固定于鉆軸(2)上，安裝的同時調整好需要的角度；再將砂輪機固定裝置(3)安裝到十字工作臺(9)上；將試件(11)固定在鉆銑床的下部十字工作臺(10)上，用工作臺(10)的兩向行走功能調整好試件(11)要切縫的位置；把金剛石云石片裝在砂輪機(4)上固定好，開動砂輪機(4)，搖動組合裝置(1)中的小工作臺(9)，完成切縫。
全文摘要
本發(fā)明涉及工程應用力學試驗方法領域和切縫加工技術領域，特別是一種裝配式輕型萬能切縫精密加工裝置及加工方法。裝置包括金屬卡環(huán)、轉動軸座、固定軸座和配套轉軸以及一個單向行走的小型工作臺。方法包括1)安裝步驟先將金屬卡環(huán)固定于鉆銑床的鉆軸上，調整好所需角度后夾緊。2)工作步驟先將砂輪機用固定裝置夾好；經過操作步驟1)將整個組合裝置牢牢固定于鉆軸上。再將砂輪機固定裝置安裝到十字工作臺上；將試件固定在鉆銑床的下部十字工作臺上，用工作臺的兩向行走功能調整好試件要切縫的位置；把金剛石云石片裝在砂輪機上固定好，開動砂輪機，搖動組合裝置中的小工作臺，完成切縫。
文檔編號B28D1/00GK1979117SQ200510126319
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權日2005年12月7日
發(fā)明者劉大安, 孫曉穎 申請人:中國科學院地質與地球物理研究所