專利名稱：高精度曲面力學(xué)性能測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種力學(xué)性能檢測(cè)儀器，尤其是高精度曲面的力學(xué)性能檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
針對(duì)材料微納米級(jí)尺度下的力學(xué)性能檢測(cè)，目前的檢測(cè)儀器能測(cè)試材料的硬度、楊氏模量、蠕變、斷裂韌度等，但被測(cè)試零件的表面必須是平面或近似為平面，對(duì)于曲面無法進(jìn)行檢測(cè)，也無法對(duì)試樣整個(gè)曲面微納米級(jí)表層的力學(xué)性能做出完整性的評(píng)價(jià)，這必然會(huì)限制微機(jī)械系統(tǒng)、微納米技術(shù)、微小零件加工等技術(shù)和科學(xué)的發(fā)展。通過在放置被測(cè)試零件的二維工作臺(tái)上，安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，則在二維工作臺(tái)和旋轉(zhuǎn)裝置的配合運(yùn)動(dòng)下，可以實(shí)現(xiàn)任意曲面力學(xué)性能的檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型采用一個(gè)二維工作臺(tái)，在其上面安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)卡緊裝置，帶動(dòng)被測(cè)試零件實(shí)現(xiàn)二維的直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過力學(xué)檢測(cè)裝置，對(duì)被測(cè)試零件曲面上任意一點(diǎn)的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，得到被測(cè)試零件微納米級(jí)表層完整的力學(xué)性能指標(biāo)。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型采用一個(gè)二維工作臺(tái)，包括二維工作臺(tái)，旋轉(zhuǎn)卡緊裝置，力學(xué)性能檢測(cè)裝置，旋轉(zhuǎn)卡緊裝置安裝在二維工作臺(tái)上，二維工作臺(tái)由壓電陶瓷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在相應(yīng)的導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，力學(xué)檢測(cè)裝置通過龍門架與二維工作臺(tái)固定在一起，力學(xué)檢測(cè)裝置的端部具有壓頭。二維工作臺(tái)由由壓電陶瓷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，并由光柵尺檢測(cè)運(yùn)動(dòng)位移，實(shí)現(xiàn)X、Y兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)卡緊裝置與二維工作臺(tái)固定連接在一起，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過頂尖和電機(jī)軸連接件定位和固定被測(cè)試試件，從而帶動(dòng)試件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。力學(xué)檢測(cè)裝置可以在Z向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，調(diào)整壓頭與試件之間的距離，到達(dá)一定的距離后，由電磁驅(qū)動(dòng)，使壓頭壓入試樣，位移和載荷的通過電容傳感器檢測(cè)，通過標(biāo)定的曲線，可以計(jì)算得到壓痕深度和施加載荷的大小，并通過相應(yīng)的算法，得到被檢測(cè)零件微納米尺度下的各種力學(xué)性能。


圖1為高精度曲面力學(xué)性能檢測(cè)儀的示意圖；圖2為二維運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，力學(xué)檢測(cè)裝置9通過龍門架7與二維工作臺(tái)1固定連接在一起，通過二維工作臺(tái)1的帶動(dòng)零件在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，二維工作臺(tái)1的X向運(yùn)動(dòng)，由壓電陶瓷電機(jī)3驅(qū)動(dòng)，并在導(dǎo)軌2上運(yùn)動(dòng)；Y向運(yùn)動(dòng)由壓電陶瓷電機(jī)4驅(qū)動(dòng)，在導(dǎo)軌5上運(yùn)動(dòng)；力學(xué)檢測(cè)裝置9可以通過調(diào)整機(jī)構(gòu)8在Z向運(yùn)動(dòng)，使其上面的壓頭10接近被測(cè)試零件表面。由旋轉(zhuǎn)卡緊裝置6中的頂尖11和連接件12將零件安裝固定在工作臺(tái)上，電機(jī)13帶動(dòng)零件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過二維工作臺(tái)1和旋轉(zhuǎn)裝置6的配合運(yùn)動(dòng)，力學(xué)檢測(cè)裝置9可以對(duì)零件的任意曲面做力學(xué)性能檢測(cè)，并給出零件微納米級(jí)表層力學(xué)性能的完整性評(píng)價(jià)。
權(quán)利要求1.一種高精度曲面力學(xué)性能測(cè)試儀器，包括二維工作臺(tái)(1)，旋轉(zhuǎn)卡緊裝置(6)，力學(xué)性能檢測(cè)裝置(9)，其特征在于，旋轉(zhuǎn)卡緊裝置(6)安裝在二維工作臺(tái)(1)上，二維工作臺(tái)(1)由壓電陶瓷電機(jī)(3，4)驅(qū)動(dòng)，在相應(yīng)的導(dǎo)軌(2，5)上運(yùn)動(dòng)，力學(xué)檢測(cè)裝置(9)通過龍門架(7)與二維工作臺(tái)(1)固定在一起，力學(xué)檢測(cè)裝置(9)的端部具有壓頭(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度曲面力學(xué)性能測(cè)試儀器，其特征在于，二維工作臺(tái)(1)和旋轉(zhuǎn)卡緊裝置(6)疊加在一起，它們配合運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度曲面力學(xué)性能測(cè)試儀器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)卡緊裝置(6)具有可互換的頂尖(11)和連接件(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度曲面力學(xué)性能測(cè)試儀器，其特征在于，旋轉(zhuǎn)卡緊裝置(6)由電機(jī)(13)驅(qū)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及零件曲面力學(xué)性能的高精度檢測(cè)儀器。通過二維工作臺(tái)(1)和旋轉(zhuǎn)卡緊裝置(6)帶動(dòng)被測(cè)試零件做二維平面運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，龍門架(7)將力學(xué)檢測(cè)裝置(9)與二維工作臺(tái)(1)固定連接在一起，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)試零件的任意曲面做力學(xué)性能檢測(cè)。本測(cè)試儀器精度高、檢測(cè)方便，能對(duì)零件的任意曲面微納米級(jí)表層的力學(xué)性能做出完整性評(píng)價(jià)，從而促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。
文檔編號(hào)G01N3/00GK2879163SQ20062001238
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者周亮, 姚英學(xué) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)