一种温度压力可控的扩散实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种温度压力可控的扩散实验装置，包括工作台、横向进给装置、纵向进给装置、压力调节装置、压力测量装置、刀具夹持装置、温度调节装置及温度测量装置；纵向进给装置包括支架及纵向驱动机构；温度调节装置包括加热机构及冷却机构；加热机构设置于工作台处，平板形工件固定设置于加热机构上；支架架设于加热机构上方，横向进给装置与支架传动连接；压力调节装置可纵向移动地设置于支架处；纵向驱动机构与压力调节装置传动连接；刀具夹持装置、冷却机构均设置于平板形工件上方；温度测量装置设置于平板形工件及刀具之间；压力测量装置设置于刀具夹持装置内。本发明专利技术可模拟实际工况，具有实验更为准确的优点。

A Diffusion Experimental Device with Controllable Temperature and Pressure

The invention discloses a diffusion experimental device with controllable temperature and pressure, including a worktable, a transverse feed device, a longitudinal feed device, a pressure regulating device, a pressure measuring device, a tool clamping device, a temperature regulating device and a temperature measuring device; a longitudinal feed device includes a support and a longitudinal driving mechanism; and a temperature regulating device includes a heating mechanism and a cooling mechanism; The structure is set at the worktable, and the flat workpiece is fixed on the heating mechanism; the bracket is set above the heating mechanism, and the transverse feeding device is connected with the bracket; the pressure regulating device can be moved longitudinally to the bracket; the longitudinal driving mechanism is connected with the pressure regulating device; the tool clamping device and the cooling mechanism are arranged above the flat workpiece; and the temperature measuring device is arranged on the top of the flat workpiece. The pressure measuring device is arranged between the flat workpiece and the cutter, and the pressure measuring device is arranged in the cutter clamping device. The invention can simulate actual working conditions and has the advantages of more accurate experiments.

【技术实现步骤摘要】
一种温度压力可控的扩散实验装置
本专利技术涉及扩散实验设备领域，尤其涉及一种温度压力可控的扩散实验装置。
技术介绍
硬质合金刀具在切削铁碳合金、镍基合金时会发生扩散磨损、粘结破损，本质原因是刀-屑间的元素扩散，其主要因素主要是材料之间的化学亲性、温度、压力、浓度梯度等。为了研究刀-屑间的元素扩散，目前的刀-屑间扩散实验方式是将刀-工材料装夹或焊接到一起，经高温炉加热后冷却，得出扩散实验结果，这种实验方案不仅无法模拟刀具材料和工件材料的相对运动；而且在将两者装夹后，浓度梯度的变化率与实际工况不一致；另外，由于夹具和刀、工材料的热膨胀系数的不同，将导致常温和高温下的刀-工表面承受的法向压力发生变化。因此，现有的扩散实验方式无法准确研究压力、浓度梯度变化对扩散的影响。
技术实现思路
为此，需要提供一种温度压力可控的扩散实验装置,以解决现有技术中扩散实验的无法反应实际的扩散因素的问题。为实现上述目的，专利技术人提供了一种温度压力可控的扩散实验装置，包括工作台、横向进给装置、纵向进给装置、压力调节装置、压力测量装置、刀具夹持装置、温度调节装置及温度测量装置；所述纵向进给装置包括支架及纵向驱动机构；所述温度调节装置包括加热机构及冷却机构；所述加热机构设置于工作台处，平板形工件固定设置于加热机构上；所述支架架设于加热机构上方，所述横向进给装置与支架传动连接，用于驱动支架横向移动；所述压力调节装置可纵向移动地设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加挤压平板形工件的压力；所述纵向驱动机构与压力调节装置传动连接，用于驱动压力调节装置纵向移动；所述刀具夹持装置、冷却机构均设置于平板形工件上方，且均与压力调节装置连接，分别用于夹持刀具、降低刀具和平板形工件的接触温度；所述温度测量装置设置于平板形工件及刀具之间，用于测量管形工件与刀具接触温度；所述压力测量装置设置于刀具夹持装置内，且与压力调节装置连接，用于测量压力调节装置向刀具夹持装置施加挤压平板形工件的压力。作为本专利技术的一种优选结构，所述加热机构为氮化硅陶瓷加热板。作为本专利技术的一种优选结构，所述冷却机构包括气管和空气泵，所述气管的一端连接于压力调节装置的底部，且朝向平板形工件和刀具的接触面，所述气管的另一端于空气泵的出气口连接。作为本专利技术的一种优选结构，所述压力调节装置包括直线往复机构和第一加压平台，所述直线反复机构为直线电机、液压缸或气缸；所述直线往复机构纵向移动地设置于支架处，且直线反复运动的输出端朝下设置；所述第一加压平台连接于直线反复机构的输出端下；所述刀具夹持装置、冷却机构均连接于第一加压平台下。作为本专利技术的一种优选结构，还包括第二加压平台，所述第二加压平台的背面设置有第一滑块，所述压力调节装置连接于第二加压平台的背面；所述支架包括横梁及两个支撑件；所述横梁纵向跨于作业台上，横梁设置有纵向滑轨；两个支撑件分别可横向滑动地设置于横梁的两端；所述第二加压平台通过第一滑块可纵向滑动地连接与横梁的纵向滑轨处。作为本专利技术的一种优选结构，所述纵向驱动机构为丝杆电机，所述第二加压平台的背面设置有第一传动螺母；所述丝杆电机的机体连接与横梁处；丝杆电机的丝杆与纵向滑轨平行设置，且与第一传动螺母螺纹传动连接。作为本专利技术的一种优选结构，所述作业台设置有两条横向滑轨，两条横向滑轨相对设置；两个支撑件的底部均设置有第二滑块，两个支撑件分别通过第二滑块可横向滑动地连接于两条滑轨处。作为本专利技术的一种优选结构，所述横向进给装置包括连接架、横向驱动机构，所述横向驱动机构为直线电机；所述连接架位于作业台下方，且与两个第二滑块连接；所述直线电机与连接架连接，用于驱动连接架带着两个第二滑块横向移动。作为本专利技术的一种优选结构，所述刀具夹持装置包括壳体，所述壳体的内部为空腔，所述压力测量装置固定设置于空腔内；壳体开设有开口，刀具的一端可活动地穿于开口处，且顶靠着压力测量装置。作为本专利技术的一种优选结构，所述空腔内还设置有隔热垫，所述隔热垫位于压力测量装置和刀具之间，用于隔绝刀具传导至压力测量装置处的热度。区别于现有技术，上述技术方案所述的温度压力可控的扩散实验装置，通过在工作台上设置加热机构，并将平板形工件固定于加热机构上，则可以对平板形工件加热，这样则可以在实验过程中，模拟实际工况下平板形工件与刀具之间温度。通过在平板形工件和刀具之间设置冷却机构，则可以对平板形工件和刀具进行降温，进而达到温度调节的作用，这样不仅可以将过高的温度调节至实验所需的温度值，还可以避免各个机构因温度过高而损坏。通过在平板形工件和刀具之间设置温度测量装置，则可以实现对平板形工件和刀具的接触温度的测量，即起到监测的作用，在监测到温度未达到实验所需的温度值时，加热机构则可以继续加热以提高温度，在监测到温度超过实验所需的温度值时，冷却机构则可以启动以降低温度。通过设置横向进给装置，则可以实现驱动设置有刀具夹持装置的纵向进给装置横向移动，通过设置纵向进给装置，则可以实现驱动刀具夹持装置纵向移动，进而可以实现在实验过程中，模拟实际工况下刀具相对平板形工件的相对移动。通过将刀具夹持装置设置于压力调节装置下，则可以施加并调节刀具挤压平板形刀具的压力。通过在刀具夹持装置内设置压力测量装置，则可以实现对压力的测量，在测量得压力值未到达实验所需的压力值时，压力调节装置则可以增加压力，在测量得压力值超过实验所需的压力值时，压力调节装置则可以减少压力。因此，本实验装置则可以模拟实际工况，并对压力和温度可控地进行扩散实验，即可以反应实际的扩散因素，且实验结果更加准确。附图说明图1为本专利技术一实施例涉及的温度压力可控的扩散实验装置的结构图；图2为本专利技术一实施例涉及的温度压力可控的扩散实验装置的底部结构图；图3为本专利技术一实施例涉及的刀具夹持装置的结构图；图4为本专利技术一实施例涉及的刀具夹持装置的剖视图。附图标记说明：1.工作台；2.台上横向滑轨；3.氮化硅陶瓷加热板；4.平板形工件；5.第二滑块；6.支撑件；7.红外传感器；8.温度测量装置支架；9.光杠支座；10.光杠；11.液压缸；12.第一滑块；13.纵向滑轨；14.横梁；15.气管；16.刀具夹持装置；17.台底滑轨；18.圆柱销；19.台下横向滑轨；20.连接架；21.夹持装置法兰盘；22.压力测量装置缸体；23.压盖；24.刀具；25.陶瓷隔热垫；26.圆板式测力仪。具体实施方式为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。请参阅图1至图4，本专利技术提供了一种温度压力可控的扩散实验装置，为研究硬质合金刀具切削合金发生元素扩散的影响因素提供实验装置，尤其是提供一种能够反应实际扩散因素，且能够准确控制扩散因素的实验装置。在具体的实施例中，所述温度压力可控的扩散实验装置包括工作台1、横向进给装置、纵向进给装置、压力调节装置、压力测量装置、刀具夹持装置、温度调节装置及温度测量装置；所述纵向进给装置包括支架及纵向驱动机构；所述温度调节装置包括加热机构及冷却机构。其中，所述工作台1为本实验装置的操作平台，用于安装温度压力可控的扩散实验装置的其他装置，以及为用户提供放置工件的平台。所述横向进给装置和纵向进给装置用于分别驱动夹持有刀具的刀具夹持装置16相对平板形工件4横向移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度压力可控的扩散实验装置，其特征在于，包括工作台、横向进给装置、纵向进给装置、压力调节装置、压力测量装置、刀具夹持装置、温度调节装置及温度测量装置；所述纵向进给装置包括支架及纵向驱动机构；所述温度调节装置包括加热机构及冷却机构；所述加热机构设置于工作台处，平板形工件固定设置于加热机构上；所述支架架设于加热机构上方，所述横向进给装置与支架传动连接，用于驱动支架横向移动；所述压力调节装置可纵向移动地设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加挤压平板形工件的压力；所述纵向驱动机构与压力调节装置传动连接，用于驱动压力调节装置纵向移动；所述刀具夹持装置、冷却机构均设置于平板形工件上方，且均与压力调节装置连接，分别用于夹持刀具、降低刀具和平板形工件的接触温度；所述温度测量装置设置于平板形工件及刀具之间，用于测量管形工件与刀具接触温度；所述压力测量装置设置于刀具夹持装置内，且与压力调节装置连接，用于测量压力调节装置向刀具夹持装置施加挤压平板形工件的压力。

【技术特征摘要】
1.一种温度压力可控的扩散实验装置，其特征在于，包括工作台、横向进给装置、纵向进给装置、压力调节装置、压力测量装置、刀具夹持装置、温度调节装置及温度测量装置；所述纵向进给装置包括支架及纵向驱动机构；所述温度调节装置包括加热机构及冷却机构；所述加热机构设置于工作台处，平板形工件固定设置于加热机构上；所述支架架设于加热机构上方，所述横向进给装置与支架传动连接，用于驱动支架横向移动；所述压力调节装置可纵向移动地设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加挤压平板形工件的压力；所述纵向驱动机构与压力调节装置传动连接，用于驱动压力调节装置纵向移动；所述刀具夹持装置、冷却机构均设置于平板形工件上方，且均与压力调节装置连接，分别用于夹持刀具、降低刀具和平板形工件的接触温度；所述温度测量装置设置于平板形工件及刀具之间，用于测量管形工件与刀具接触温度；所述压力测量装置设置于刀具夹持装置内，且与压力调节装置连接，用于测量压力调节装置向刀具夹持装置施加挤压平板形工件的压力。2.根据权利要求1所述的温度压力可控的扩散实验装置，其特征在于，所述加热机构为氮化硅陶瓷加热板。3.根据权利要求1所述的温度压力可控的扩散实验装置，其特征在于，所述冷却机构包括气管和空气泵，所述气管的一端连接于压力调节装置的底部，且朝向平板形工件和刀具的接触面，所述气管的另一端于空气泵的出气口连接。4.根据权利要求1所述的温度压力可控的扩散实验装置，其特征在于，所述压力调节装置包括直线往复机构和第一加压平台，所述直线反复机构为直线电机、液压缸或气缸；所述直线往复机构纵向移动地设置于支架处，且直线反复运动的输出端朝下设置；所述第一加压平台连接于直线反复机构的输出端下；所述刀具夹持装置、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金国，陈庆堂，林金兰，林舒萍，陈春华，谢圣江，
申请(专利权)人：莆田学院，
类型：发明
国别省市：福建,35