本發(fā)明涉及輥壓加工領(lǐng)域，尤其是一種滾壓加工力熱測試平臺。

背景技術(shù)：

關(guān)研究實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明，在普通的零件使用過程中，單單由于零件表面粗糙度、強(qiáng)度、剛度不足而引起的零件失效占了絕大多數(shù)，通常這些因素均與零件自身的表面質(zhì)量有關(guān)。為了提高零件表面質(zhì)量，我們對零件表面實(shí)施一種有效改變材料表面性能的方法——滾壓加工。通常情況下，所使用的滾壓技術(shù)是采用滾子或者滾珠對零件表面進(jìn)行連續(xù)的滾壓變形，從而改變零件自身的質(zhì)量。而在滾壓加工中的壓力大小以及溫度的高低極大的影響到了零件的表面性能。所以需要知道當(dāng)對某種材料進(jìn)行滾壓加工時(shí)，通過控制滾壓刀具的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等外界參數(shù)來控制工件上的力和熱，以達(dá)到工件表面質(zhì)量的最優(yōu)解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有滾壓加工方式的無法測量加工力熱、無法保證工件表面質(zhì)量的不足，本發(fā)明提供一種有效測量加工力熱、有效保證工件表面質(zhì)量的滾壓加工力熱測試平臺。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種滾壓加工力熱測試平臺，所述測試平臺包括X-Y運(yùn)動(dòng)平臺，所述X-Y運(yùn)動(dòng)平臺是由步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)以此來使立柱在X、Y方向上運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，立柱上設(shè)有由步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)以此來使主軸箱在Z軸上平移的Z方向驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)，所述立柱安裝在所述X-Y運(yùn)動(dòng)平臺的動(dòng)作端，所述主軸箱安裝在所述Z方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上端，所述主軸箱的輸出端安裝滾壓刀具，所述X-Y運(yùn)動(dòng)平臺、工件夾具均安裝在機(jī)床底座上；

所述工件夾具包括錐形套，所述錐形套位于所述機(jī)床底座的錐形槽內(nèi)，所述錐形套底部有一段圓柱，所述圓柱與氣缸主軸聯(lián)接，氣缸固定在工件夾具上，所述錐形套的錐角大于工件夾具的錐角，當(dāng)氣缸吸氣將氣缸主軸拉下，從而將錐形套向下拉使得錐形套將會向內(nèi)收縮從而將工件夾牢。

進(jìn)一步，所述氣缸和工件夾具通過夾具連接套固定，所述夾具連接套設(shè)有使氣缸主軸在其中上下平移的圓柱孔，所述夾具連接套內(nèi)部安裝有用以保證氣缸主軸在Z方向運(yùn)動(dòng)不偏襯套的襯套。

再進(jìn)一步，所述夾具連接套下方由氣缸底板、汽缸壁、氣缸前板組成密封的缸體，密封套安裝在缸體內(nèi)與氣缸主軸連接，所述密封套邊上安有橡膠圈。

在平臺底座上安裝有第一滾珠導(dǎo)軌副，第一滾珠導(dǎo)軌副由螺栓固定在平臺底座上；在立柱上安裝有第二滾珠導(dǎo)軌副，以此來支撐主軸箱的重量和減少移動(dòng)時(shí)的摩擦力。

所述夾具基座下面伸出4根圓柱通過螺栓固定在機(jī)床底座上，在夾具基座的4根圓柱上貼用于測量工件上受到的力的應(yīng)變片，在工件中間制作出縫隙，在縫隙內(nèi)安上用于測量工件溫度的云母片。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：當(dāng)在測試平臺上得出加工參數(shù)與作用在工件上的力熱之間的一一對應(yīng)的關(guān)系時(shí)，就可以在普通的滾壓加工機(jī)床上通過控制加工參數(shù)來控制工件的力熱，以達(dá)到工件表面質(zhì)量的最優(yōu) 解。

主軸箱中間安裝有變速箱，其上由螺栓固定了一個(gè)三相異步電機(jī)，通過控制三相異步電機(jī)的電流頻率結(jié)合變速箱可以使?jié)L壓刀具擁有更大的變速范圍。變速箱可以實(shí)現(xiàn)12檔變速，三相異步電動(dòng)機(jī)安裝在變速箱最左邊的上面，通過軸和變速齒輪將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩傳遞到最右邊的主軸套。主軸套內(nèi)有主軸，主軸上方有液壓裝置，通過液壓裝置將主軸向上拉起，使主軸下方的夾子收緊，以此來將滾壓刀具固定。

滾壓刀具下方就是工件的夾具了。測試平臺工件的形狀必須事先加工成固定的形狀，否則將無法夾持。工件由錐形套來固定，錐形套上端的內(nèi)部有幾個(gè)凸塊，工件中間有幾個(gè)凹槽，凸塊與凹槽相契合。錐形套安裝在夾具底座上，夾具底座下方有一氣缸通過螺栓與夾具底座相連。氣缸與錐形套通過螺紋聯(lián)接，當(dāng)氣缸吸氣時(shí)將錐形套向下拉。錐形套由于夾具基座的形狀的限制而向內(nèi)縮小從而將工件給固定主。夾具基座下面伸出4根圓柱通過螺栓固定在基體上。在夾具基座的4根圓柱上貼應(yīng)變片，通過應(yīng)變片來測量工件上受到的力。在工件中間制作出縫隙，在縫隙內(nèi)安上云母片，這樣就可以直接測量出工件的溫度。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：有效測量加工力熱、有效保證工件表面質(zhì)量。

附圖說明

圖1是滾壓加工力熱測試平臺的總裝圖

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是工件夾具的示意圖

圖4是氣缸的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照圖1～圖4，一種滾壓加工力熱測試平臺，包括X-Y運(yùn)動(dòng)平臺1、立柱2、主軸箱3、三相異步電機(jī)4、滾壓刀具5、工件夾具6和機(jī)床底座7，X-Y運(yùn)動(dòng)平臺1實(shí)現(xiàn)了滾壓刀具在X,Y方向上的平移，可以實(shí)現(xiàn)更大的加工面積。立柱2用來控制滾壓刀具5在Z軸的位移，從而控制滾壓刀具5作用在工件表面垂直方向上的力。通過三相異步電機(jī)4和主軸箱3中的變速箱一同控制滾壓刀具5的轉(zhuǎn)速。通過控制轉(zhuǎn)速和垂直作用在工件上的力，可以控制工件表面的溫度以及工件表面所受的摩擦力等力。

X-Y運(yùn)動(dòng)平臺1、工件夾具6通過螺栓固定在機(jī)床底座7上，立柱2通過螺栓固定在X-Y運(yùn)動(dòng)平臺1上。

工件8被工件夾具6所固定。為了測量出工件表面的力和溫度，需要將工件加工成特定的形狀。工件上半層直徑較大，下半層直徑較小，上半層沿直徑有個(gè)凹槽，凹槽中放有云母片9，當(dāng)工件被夾緊時(shí)，云母片被卡在工件中。工件的中間有幾個(gè)凹槽塊，這可以與錐形套10上端的凸塊相契合，以達(dá)到傳遞力矩的目的。

參照圖3，工件夾具6最上面是錐形套10，錐形套10放在機(jī)床底座11的錐形槽內(nèi)，錐形套10底部有一段圓柱，圓柱上有螺紋。錐形套10可以與氣缸主軸13通過螺紋聯(lián)接。氣缸14通過螺栓12固定在工件夾具上。錐形套10的錐角大于工件夾具11的錐角，當(dāng)氣缸14 吸氣將氣缸主軸13拉下，從而將錐形套10向下拉。這樣錐形套將會向內(nèi)收縮，從而將工件夾牢。

參照圖4，夾具連接套15通過螺栓將氣缸和工件夾具連接起來并固定住。夾具連接套15有個(gè)圓柱孔可以使氣缸主軸12在其中上下平移。夾具連接套15內(nèi)部安有襯套16，襯套可以保證氣缸主軸在Z方向運(yùn)動(dòng)不偏。夾具連接套15下方由氣缸底板1、汽缸壁19、氣缸前板22組成密封的缸體，密封套20安裝在缸體內(nèi)與氣缸主軸12連接。密封套20邊上安有橡膠圈21可以防止漏氣。

參照圖3，當(dāng)氣缸14吸氣將錐形套10向下拉，錐形套收緊將工件夾牢。然后進(jìn)行滾壓加工，由于云母片9與工件8一同與刀具接觸，這樣就可以通過云母片直接測量溫度，這樣所測的溫度較為準(zhǔn)確。作用在工件上的力都通過工件夾具底部的4根圓柱傳遞到機(jī)床底座上。這樣只要測出工件夾具圓柱的受力情況就能算出工件的受力情況，所以在4根圓柱上貼上應(yīng)變片來測量圓柱的受力情況。