实现高速切削的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种实现高速切削的实验装置，实验装置设在加热炉内，包括：分离式霍普金森压杆系统，分离式霍普金森压杆系统的入射杆与透射杆间隔开设置且相对于透射杆可活动，驱动件被构造成可驱动入射杆向透射杆所在方向活动；加工件，加工件设在透射杆的朝向入射杆的一端上，加工件内限定有腔室，加工件的内壁面上设有沿腔室的径向向内突出的凸部；套筒，套筒设在入射杆的朝向加工件的一端上，套筒上设有切削刃，切削刃与凸部的位置对应，驱动件驱动入射杆产生脉冲应力波并驱动切削刃切削凸部。根据本发明专利技术实施例的实现高速切削的实验装置，可以实现加工件的高速切削的目的，从而便于研究加工件的材料特性和切削加工特性，安全、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速切削加工
，更具体地，涉及一种实现高速切削的实验装置。
技术介绍
零部件通过高速切削加工后具有较高的表面完整性，因此，高速切削工艺常用于核能、石油、化工等行业的关键零部件的加工制造。相关技术中，在研究工件的材料特性、切削加工特性、高速切削加工机理等时，主要采用在通用机床上通过快速地停车实现刀具和切屑的分离，从而来研究高速切削过程，然而，采用该方法危险性大、成功率低，反复快速地启停机床，会降低机床的使用寿命，并且工件在高速切削时，各特性指标测试难度大，给研究带来了极大的困难。再者，通用机床也只能用于常温实验，不能满足实验要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种实现高速切削的实验装置，该实现高速切削的实验装置的结构简单、紧凑，可以实现高速切削，便于研究加工件的材料特性、切削加工特性以及高速切削加工机理等，安全、可靠。根据本专利技术实施例的实现高速切削的实验装置，所述实验装置设在加热炉内，包括：分离式霍普金森压杆系统，所述分离式霍普金森压杆系统包括驱动件、入射杆和透射杆，所述入射杆与所述透射杆间隔开设置且相对于所述透射杆可活动，所述驱动件被构造成可驱动所述入射杆向所述透射杆所在方向活动；加工件，所述加工件设在所述透射杆的朝向所述入射杆的一端上，所述加工件内限定有朝向所述入射杆的一端敞开的腔室，所述加工件的内壁面上设有沿所述腔室的径向向内突出的凸部；套筒，所述套筒设在所述入射杆的朝向所述加工件的一端上，所述套筒上设有切削刃，所述切削刃与所述凸部的位置对应，所述驱动件驱动所述入射杆产生脉冲应力波并驱动所述切削刃切削所述凸部。根据本专利技术实施例的实现高速切削的实验装置，通过在分离式霍普金森压杆系统上设置套筒、切削刃和加工件，可以实现加工件的高速切削的目的，并且，可以通过加热炉调节切削环境温度，从而便于对加工件在不同的切削速度、切削深度、环境温度下的高速切削过程进行研究，既利于研究加工件的材料特性和切削加工特性，又有助于深入研究高速切削加工机理，从而通过优化切削工艺参数，实现提高加工效率的目的，该实验装置的结构简单、紧凑，装拆方便、操作简单，实验安全、可靠性高。另外，根据本专利技术实施例的实现高速切削的实验装置，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述套筒具有朝向所述透射杆开口的安装槽，所述切削刃可转位地设在所述套筒的内壁上且所述切削刃的至少一部分露出所述安装槽的开口。根据本专利技术的一个实施例，所述安装槽的截面形状形成方形，所述安装槽的两个相对内侧壁分别设有所述切削刃。根据本专利技术的一个实施例，所述腔室的截面形状大致形成为矩形，所述凸部设在所述腔室的至少一个内壁面上。根据本专利技术的一个实施例，所述凸部包括两个，两个所述凸部设在所述腔室的相对两个内壁面上。根据本专利技术的一个实施例，所述切削刃超出所述开口的部分的最大宽度尺寸大于所述凸部的宽度尺寸。根据本专利技术的一个实施例，所述切削刃的截面形状形成圆形、方形或菱形。根据本专利技术的一个实施例，所述加工件上设有测温孔，所述测温孔内设有热电偶以检测所述加工件的亚表层温度。根据本专利技术的一个实施例，还包括切削液喷嘴，所述切削液喷嘴设在所述安装槽内且所述切削液喷嘴的喷口朝向所述切削刃。根据本专利技术的一个实施例，所述套筒和所述加工件分别套设在所述入射杆和所述透射杆上且通过螺栓与所述入射杆和所述透射杆相连。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术实施例的实现高速切削的实验装置的结构示意图；图2是图1中所示的结构的套筒与切削刃的装配图；图3是图1中所示的结构的加工件的结构示意图。附图标记：实验装置100；分离式霍普金森压杆系统10；入射杆11；透射杆12；加工件20；凸部21；热电偶22；腔室23；套筒30；安装槽31；切削刃32；螺栓33；垫片34；切削液喷嘴40；加热炉200。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面结合附图1至图3具体描述根据本专利技术实施例的实现高速切削的实验装置100。根据本专利技术实施例的实现高速切削的实验装置100包括分离式霍普金森压杆系统10、加工件20和套筒30。具体而言，该实验装置100设在加热炉200内，其中，分离式霍普金森压杆系统10包括驱动件(未示出)、入射杆11和透射杆12，入射杆11与透射杆12间隔开设置且相对于透射杆12可活动，驱动件被构造成可驱动入射杆11向透射杆12所在方向活动，加工件20设在透射杆12的朝向入射杆11的一端上，加工件20内限定有朝向入射杆11的一端敞开的腔室23，加工件20的内壁面上设有沿腔室23的径向向内突出的凸部21，套筒30设在入射杆11的朝向加工件20的一端上，套筒30上设有切削刃32，切削刃32与凸部21的位置对应，驱动件驱动入射杆11产生脉冲应力波并驱动切削刃32切削凸部21。参考图1，该实现高速切削的实验装置100的分离式霍普金森压杆系统10主要由驱动件、入射杆11和透射杆12组成，其中，入射杆11与透射杆12分别沿水平方向(如图1所示的左右方向)延伸且间隔开布置，入射杆11设在透射杆12的左侧且入射杆11与透射杆12同轴设置。进一步地，入射杆11的右端设有可拆卸的套筒30，而透射杆12的左端设有可拆卸的加工件20，套筒30与加工件20相对设置，其中，加工件20内限定有朝向套筒30开口的腔室23，加工件20的内壁设有凸部21，而套筒30上设有与加工件20的凸部21的位置对应的切削刃32。也就是说，该实验在分离式霍普金森压杆系统10上进行，实验前将切削刃32和加工件20的凸部21对齐，通过加热炉200调节实验温度，然后通过压缩气体驱动分离式霍普金森压杆系统10的驱动件(例如子弹)冲击入射杆11，入射杆11中产生脉冲应力波，使其驱动切削刃32冲击加工件20的凸部21，从而实现切削刃32对加工件20的材料进行切削的目的。再者，该实验装置100可以通过调节气压可以调节切削刃32的冲击距离，在此过程中，该实验装置100可以通过分离式霍普金森压杆系统10的入射杆11和透射杆12测的电压信号(该电压信号是由结构的变形而产生的)，然后求得切削本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现高速切削的实验装置，其特征在于，所述实验装置设在加热炉内，包括：分离式霍普金森压杆系统，所述分离式霍普金森压杆系统包括驱动件、入射杆和透射杆，所述入射杆与所述透射杆间隔开设置且相对于所述透射杆可活动，所述驱动件被构造成可驱动所述入射杆向所述透射杆所在方向活动；加工件，所述加工件设在所述透射杆的朝向所述入射杆的一端上，所述加工件内限定有朝向所述入射杆的一端敞开的腔室，所述加工件的内壁面上设有沿所述腔室的径向向内突出的凸部；套筒，所述套筒设在所述入射杆的朝向所述加工件的一端上，所述套筒上设有切削刃，所述切削刃与所述凸部的位置对应，所述驱动件驱动所述入射杆产生脉冲应力波并驱动所述切削刃切削所述凸部。

【技术特征摘要】
1.一种实现高速切削的实验装置，其特征在于，所述实验装置设在加热炉内，包括：
分离式霍普金森压杆系统，所述分离式霍普金森压杆系统包括驱动件、入射杆和透射
杆，所述入射杆与所述透射杆间隔开设置且相对于所述透射杆可活动，所述驱动件被构造
成可驱动所述入射杆向所述透射杆所在方向活动；
加工件，所述加工件设在所述透射杆的朝向所述入射杆的一端上，所述加工件内限定
有朝向所述入射杆的一端敞开的腔室，所述加工件的内壁面上设有沿所述腔室的径向向内
突出的凸部；
套筒，所述套筒设在所述入射杆的朝向所述加工件的一端上，所述套筒上设有切削刃，
所述切削刃与所述凸部的位置对应，
所述驱动件驱动所述入射杆产生脉冲应力波并驱动所述切削刃切削所述凸部。
2.根据权利要求1所述的实现高速切削的实验装置，其特征在于，所述套筒具有朝向
所述透射杆开口的安装槽，所述切削刃可转位地设在所述套筒的内壁上且所述切削刃的至
少一部分露出所述安装槽的开口。
3.根据权利要求2所述的实现高速切削的实验装置，其特征在于，所述安装槽的截面
形状形成方形，所述安装槽的两个相对内侧壁分别设有所述切削刃。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王罡，俞建超，魏绍鹏，融亦鸣，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11