剪切刀具的热力学测试制造技术

本发明专利技术涉及剪切刀具的热力学测试。一种用于测试剪切刀具的热疲劳抗力的方法，包括：使剪切刀具与旋转的目标柱体接合；使剪切刀具沿着旋转的目标柱体移动，直至剪切刀具被加热到阈值温度；响应于剪切刀具加热到阈值温度，冷却剪切刀具；以及重复剪切刀具的加热和冷却。

【技术实现步骤摘要】
剪切刀具的热力学测试公开的技术背景
本公开总的涉及一种剪切刀具的热力学测试。有关技术的描述美国专利No.8,453,497公开了一种夹具，该夹具用于保持用于立式转塔车床的刀具，车床包括带有盲孔的块体。在远端上具有压头的刀具可以被固定在孔内，使得压头的一部分包括正的前角。用于测试刀具的方法可以包括将刀具固定在具有邻近刀具定位的切削材料的立式转塔车床的夹具上。该切削材料可以以恒定转速绕旋转轴线旋转。夹具可以被横向推压，使得刀具逐渐朝向切削材料的周界移动。转速可以随着刀具横向移动而减小，以在切削材料和刀具之间维持相对恒定的线速度。美国专利No.9,222,350公开了一种用于挖洞钻具的切削元件及其制造方法。切削元件包括基材、超硬层和感应元件。超硬层可沿交界面粘结到基材。超硬层可以具有与交界面相反的工作表面和外周界表面。外周界表面可在工作表面和交界面之间延伸。感应元件包括至少一部分超硬层。美国专利申请公开No.2011/0148021公开了一种目标柱体(targetcylinder)和用于制造目标柱体的方法。目标柱体包括第一端、第二端和从第一端延伸到第二端的侧壁。第二端和侧壁中的至少一个为暴露部分，该暴露部分与超硬部件接触，以确定超硬部件的至少一个性能。暴露部分包括至少一个软性材料和至少一个硬性材料，该至少一个硬性材料以预定的且可重复的图案以介于中间的方式定位在软性材料之间或内部。在一个实施方式中，硬性材料和软性材料之间的无侧限抗压强度的差值介于大约1,000psi到大约60,000psi中间。美国专利申请公开No.2013/0067985公开了一种用于测试PDC刀具或其它超硬材料的耐磨粒磨损抗力的方法和设备。该方法包括：获得具有第一基材和与第一基材联接的第一切削台的第一刀具，以及获得具有第二基材和与第二基材联接的第二切削台的第二刀具。该方法还包括将第一切削台的表面定位为与第二切削台的表面接触。该方法还包括在第一切削台和/或第二切削台的至少一部分被移除的地方旋转第一刀具和第二刀具中的至少一个。该方法包括确定第一切削台和/或第二切削台被移除的量。该设备包括联接到第一刀具的第一支架和联接到第二刀具的第二支架，其中至少一个支架周向旋转。美国专利申请公开No.2013/0239652公开了一种目标柱体、一种用于在该目标柱体上测试超硬部件的方法和一种用于选择供现场应用使用的未测试部件的方法。目标柱体包括第一端、第二端和从第一端延伸到第二端的侧壁。第二端和侧壁中的至少一个为暴露部分，该暴露部分与超硬部件接触，以确定超硬部件的至少一个性能。目标柱体由均匀分布在整个第二材料中的第一材料形成。在以一种或多种冲击频率测试超硬部件时，根据现场预期的冲击频率选择未测试超硬部件。美国专利申请公开No.2014/0250973公开了一种用于测试超硬磨料(superabrasive)刀具的系统和方法。测试超硬磨料刀具的系统可以包括：转轮，该转轮保持超硬磨料刀具；岩石，该岩石进给到转轮上的超硬磨料刀具的旋转中；以及多个传感器，该多个传感器可操作附接到转轮和岩石，以检测超硬磨料刀具的性能。测试超硬磨料刀具的方法可以包括如下步骤：将超硬磨料刀具附接到转轮；使岩石移动到转轮上的超硬磨料刀具的旋转中；以及将第一传感器可通信地耦合到超硬磨料刀具。美国专利申请公开No.2015/0075252公开了用于确定超硬部件(例如用在井下钻具中的刀具)的耐磨性的方法和技术。该方法和技术通过由立式转塔车床测试获得的数据产生超硬部件的效率比。该效率比是立式转塔车床测试期间通过超硬部件移除的目标柱体的体积与通过目标柱体施加到超硬部件上的法向力之间的比值。效率比表示超硬部件的能效。
技术实现思路
本公开总的涉及一种剪切刀具的热力学测试。在一个实施方式中，用于测试剪切刀具的热疲劳抗力的方法包括：使剪切刀具与旋转的目标柱体接合；使剪切刀具沿着旋转的目标柱体移动，直至剪切刀具被加热到阈值温度；响应于将剪切刀具加热到阈值温度，冷却剪切刀具；以及重复剪切刀具的加热和冷却。在另一个实施方式中，用于测试剪切刀具的热疲劳抗力的方法包括：使剪切刀具与旋转的目标柱体接合；在没有冷却剂的情况下使剪切刀具沿着旋转的目标柱体移动，从而加热剪切刀具；在加热剪切刀具一段时间后，冷却剪切刀具；以及重复剪切刀具的加热和冷却。附图说明对于可以详细理解本公开的上述特征的方式，以上简要概述的本公开的更具体描述可以通过参考实施方式知道，其中一些实施方式图示在附图中。然而，值得注意的是，附图仅图示了本公开的典型实施方式，且因此不应被认为限制本公开的范围，因为本公开可承认其它同等有效的实施方式。图1图示出根据本公开的一个实施方式通过剪切刀具与目标柱体的接合的热力学立式转塔车床(VTL)测试的开始。图2A是图1中一部分的放大图。图2B图示出剪切刀具与目标柱体的接合。图3图示出测试的加热循环。图4图示出加热循环的结束。图5图示出测试的冷却循环。图6图示出在多个剪切刀具上进行的测试的结果。具体实施方式图1图示出根据本公开的一个实施方式通过剪切刀具1与目标柱体2的接合的热力学立式转塔车床(VTL)测试的开始。为了准备测试的开始，剪切刀具1可以被安装到VTL4的刀架3上。VTL4可以包括刀架3、轨道5、柱塞6、转子7、转盘8、冷却系统9、可编程逻辑控制器(PLC)10和框架11。轨道5和转盘8可以被安装到框架11。转子7可通过轨道致动器(未示出)、例如齿条与小齿条的操作而沿轨道5横向移动。齿条可沿轨道5延伸并且小齿轮马达可以被安装到转子7。小齿轮马达可经由控制线通过PLC10进行操作。柱塞6可以是活塞和缸体组件，该组件具有连接到转子7的上端和连接到刀架3的下端。柱塞6可经由控制线通过PLC10进行操作，以相对于转盘8升降刀架3。轨道致动器和柱塞6中的每一个还包括与PLC10通讯的位置传感器。目标柱体2可以被安装在转盘8上。转盘8可以包括用于相对于刀架3旋转目标柱体2的马达(未示出)。转盘8还包括与PLC10通讯的转速计(未示出)。目标柱体2可由硬性天然岩石制成，例如花岗岩、大理石或者砂岩。选择性地，目标柱体2可以是合成复合材料，具有混凝土基质和以一定图案设置在基质周围的硬性天然岩石或者合成陶瓷制成的板。混凝土可以包括水泥，例如用石英砂增强的波特兰(Portland)水泥。选择性地，岩石或者陶瓷可以大颗粒的形式分散在整个水泥中。冷却系统9可以包括贮存器12、泵13、喷嘴14和多个流体导管。贮存器12和泵13可以被安装到框架11并且喷嘴14可以被安装到刀架3或者柱塞6。供给导管可以将贮存器12连接到泵13的进口并且排出导管可以将泵的出口连接到喷嘴14。排出导管可以是柔性的，例如软管，以适应刀架3相对于转子7的移动以及转子7相对于框架11的移动。一定量的冷却剂15可以被放置在贮存器12中。冷却剂15可以是液体，例如水。喷嘴14可邻近安装的剪切刀具1设置并且用于将冷却剂15喷射到剪切刀具1上。PLC10可经由控制线与泵13通讯，用来选择性地启用和停用泵。选择性地，喷嘴14可被安装到框架11。选择性地，喷嘴14可以用于将冷却剂喷射到目标柱体2上而不是剪切刀具1上，从而间接冷却剪切刀具1。选择性地，贮存器12可被省略，冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试剪切刀具的热疲劳抗力的方法，包括使所述剪切刀具与旋转的目标柱体接合；使所述剪切刀具沿着所述旋转的目标柱体移动，直至所述剪切刀具被加热到阈值温度；响应于将所述剪切刀具加热到所述阈值温度，冷却所述剪切刀具；以及重复所述剪切刀具的加热和冷却。

【技术特征摘要】
2016.06.30 US 15/198,6451.一种用于测试剪切刀具的热疲劳抗力的方法，包括使所述剪切刀具与旋转的目标柱体接合；使所述剪切刀具沿着所述旋转的目标柱体移动，直至所述剪切刀具被加热到阈值温度；响应于将所述剪切刀具加热到所述阈值温度，冷却所述剪切刀具；以及重复所述剪切刀具的加热和冷却。2.根据权利要求1所述的方法，其中：重复所述剪切刀具的加热和冷却，直至所述剪切刀具失效，并且所述方法进一步包括计数所述剪切刀具经受的测试循环的次数。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：针对第二刀具重复所述方法；以及比较所述剪切刀具的测试循环的次数和所述第二刀具的测试循环的次数。4.根据权利要求1所述的方法，其中通过与所述剪切刀具接合的热电偶检测所述阈值温度。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述热电偶与所述刀具的切削台接合。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法使用立式转塔车床实施。7.根据权利要求6所述的方法，其中：所述剪切刀具被夹紧到所述立式转塔车床的刀架，并且所述热电偶的触头被设置在夹钳和所述剪切刀具之间。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：费德里科·贝林，
申请(专利权)人：威达国际工业有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国,US