一种恒温恒压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恒温恒压扩散实验装置，包括工作台、管形工件夹持装置、温度调节装置、管形工件旋转装置、横向进给装置、压力调节装置、刀具夹持装置、压力测量装置、第一温度测量装置及第二温度测量装置；横向进给装置包括立于工作台处的支架、驱动机构；管形工件夹持装置包括两个相对立于工作台处的支撑件；温度调节装置设置于两个支撑件之间，且管形工件旋转装置与之传动连接；压力调节装置设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加压力；驱动机构用于驱动压力调节装置横向移动；刀具夹持装置连接于压力调节装置下方。本发明专利技术能够真实地模拟刀‑屑的切削过程，且准确控制温度和压力，具有能准确研究压力、浓度梯度变化对扩散的影响的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种恒温恒压扩散实验装置
本专利技术涉及扩散实验器材领域，尤其涉及一种恒温恒压扩散实验装置。
技术介绍
硬质合金刀具在切削不锈钢、2.25Cr1Mo0.25V等多种铁碳合金、镍基合金的过程中，前刀面易发生扩散磨损、粘结破损，其本质原因是刀-屑间的元素扩散。由菲克扩散定律和臼井英治教授的研究结论可知，从宏观角度来看，影响刀-屑间元素扩散的因素主要有：材料之间的化学亲性、温度、压力、浓度梯度等。为深入的研究刀-屑间的元素扩散，需要针对不同的材料在不同的切削温度和切削力度下的扩散过程展开研究。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，这种实验方案主要存在的缺陷主要有：一是无法模拟刀具材料和工件材料的相对运动；二是将两者装夹后，浓度梯度的变化率与实际工况不一致；三是由于夹具和刀、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，需要提供一种恒温恒压扩散实验装置,以解决现有技术中扩散实验方式与实际切削环境相差甚远，进而无法准确的研究压力、浓度梯度变化对扩散的影响的问题。为实现上述目的，专利技术人提供了一种恒温恒压扩散实验装置，包括工作台、管形工件夹持装置、温度调节装置、管形工件旋转装置、横向进给装置、压力调节装置、刀具夹持装置、压力测量装置、第一温度测量装置及第二温度测量装置；所述横向进给装置包括支架、驱动机构；所述管形工件夹持装置包括两个支撑件，两个支撑件相对立于工作台处；温度调节装置可旋转地设置于两个支撑件之间，管形工件套接于温度调节装置外；所述管形工件旋转装置与温度调节装置连接，用于驱动温度调节装置带动管形工件轴向旋转；所述支架立于工作台处；所述压力调节装置可横向移动地设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加挤压管形工件的压力；所述驱动机构与压力调节装置连接，用于驱动压力调节装置横向移动；所述刀具夹持装置设置于温度调节装置上方，且与压力调节装置连接；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管形工件的压力；所述第一温度测量装置和均与温度调节装置连接，第二温度测量装置与第二压力机平台相连，所述第一温度测量装置设置于温度调节装置内，用于测量温度调节装置内的温度；所述第二温度测量装置设置于第二压力机平台下方，用于测量管形工件与刀具接触温度。作为本专利技术的一种优选结构，所述驱动机构为丝杆电机，所述丝杆电机的机体与支架连接，且丝杆电机的丝杆可旋转地横向设置；所述压力调节装置包括压力机、第一压力机平台、第二压力机平台；所述压力机的侧面与第一压力机平台连接，且压力机的输出轴朝下设置；所述第一压力机平台的背面设置有传动螺母，所述传动螺母与丝杆电机的丝杆螺纹传动连接；所述第二压力机平台水平连接于压力机的输出轴处，所述刀具夹持装置设置于第二压力机平台下。作为本专利技术的一种优选结构，还包括导向装置，所述导向装置包括光杠，所述光杠设置于支架处，且与丝杆电机的丝杆平行设置；所述第一压力机平台的背面还设置有滑块，所述滑块可滑动地穿于光杠处。作为本专利技术的一种优选结构，还包括稳定机构，所述稳定机构包括稳定杆和稳定杆支座；所述稳定杆支座设置于第一压力机平台处，且稳定杆支座设置有竖向的套管；所述稳定杆穿过套管，且稳定杆与第二压力机平台连接。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。作为本专利技术的一种优选结构，所述温度调节装置包括旋转主轴、加热机构和冷却机构；所述主轴固定地设置于两个支撑件之间；所述加热机构固定套接于主轴外，用于加热管形工件；所述冷却机构固定套接于加热机构外，用于在温度高于设定温度值时降低管形工件或加热机构的温度。作为本专利技术的一种优选结构，所述加热机构为陶瓷加热器，所述陶瓷加热器固定套接于主轴外，管形工件套接于陶瓷加热器外。作为本专利技术的一种优选结构，所述冷却机构包括陶瓷滚筒、联轴器、旋转喷嘴及空气泵；所述陶瓷滚筒套接于陶瓷加热器与管形工件之间，且两端通过联轴器密封；陶瓷滚筒的一端设置有气室，管形工件和陶瓷滚筒之间为第一气流通路，陶瓷滚筒与陶瓷加热器之间为陶瓷滚筒的第二气流通路，所述第二气流通路设置有旋转喷嘴；气室开设有连通第一气流通路的气孔；所述空气泵与气室连接，用于向气室导入气体流入第一气流通路、以及通过旋转喷嘴导入气体流入第二气流通路的气体；远离气室的联轴器设置有排气孔，用于排出吸收有热度的气体。作为本专利技术的一种优选结构，所述管形工件旋转装置包括旋转电机及行星轮系机构；所述行星轮系机构包括旋转电机、中心轴、内齿圈、行星轮及行星架；所述中心轴轴向设置于两个支撑件之间，所述温度调节装置及管形工件依次套接于中心轴外；所述内齿圈套接于主轴的一端，且管形工件与内齿圈同轴连接；所述行星架设置于内齿圈内，且与主轴连接；所述行星轮可旋转地与行星架连接，且与内齿圈啮合；所述旋转电机设置于支撑件处，且与行星轮同轴传动连接，用于驱动行星轮旋转以带动内齿圈旋转。区别于现有技术，上述技术方案所述的恒温恒压扩散实验装置，包括工作台、管形工件夹持装置、温度调节装置、管形工件旋转装置、横向进给装置、压力调节装置、刀具夹持装置、压力测量装置、第一温度测量装置及第二温度测量装置；所述横向进给装置包括支架、驱动机构；所述管形工件夹持装置包括两个支撑件，两个支撑件相对立于工作台处；温度调节装置可旋转地设置于两个支撑件之间，管形工件套接于温度调节装置外；所述管形工件旋转装置与温度调节装置连接，用于驱动温度调节装置带动管形工件轴向旋转；所述支架立于工作台处；所述压力调节装置可横向移动地设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加挤压管形工件的压力；所述驱动机构与压力调节装置连接，用于驱动压力调节装置横向移动；所述刀具夹持装置设置于温度调节装置上方，且与压力调节装置连接；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管形工件的压力；所述第一温度测量装置和第二温度测量装置均与温度调节装置连接，所述第一温度测量装置设置于温度调节装置内，用于测量温度调节装置内的温度；所述第二温度测量装置第二压力机平台下方，用于测量管形工件与刀具接触温度。通过横向进给装置和管形工件旋转装置，能够实现管形工件和刀具之间的相互运动；通过压力调节装置及压力测量装置能够实现对刀具挤压管形工件的压力的准确调节，进而可以实现在恒压的条件下进行实验；通过温度调节装置、第一温度测量装置及第二温度测量装置能够实现温度调节装置内的温度、管形工件与刀具接触温度的准确调节，进而可以实现在恒温的条件下进行实验，这样则能够真实地模拟刀-屑的切削过程，且准确控制温度和压力，能准确研究压力、浓度梯度变化对扩散的影响。附图说明图1为本专利技术一实施例涉及的恒温恒压扩散实验装置主视图；图2为本专利技术一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒温恒压扩散实验装置，其特征在于，包括工作台、管形工件夹持装置、温度调节装置、管形工件旋转装置、横向进给装置、压力调节装置、刀具夹持装置、压力测量装置、第一温度测量装置及第二温度测量装置；所述横向进给装置包括支架、驱动机构；所述管形工件夹持装置包括两个支撑件，两个支撑件相对立于工作台处；温度调节装置可旋转地设置于两个支撑件之间，管形工件套接于温度调节装置外；所述管形工件旋转装置与温度调节装置连接，用于驱动温度调节装置带动管形工件轴向旋转；所述支架立于工作台处；所述压力调节装置可横向移动地设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加挤压管形工件的压力；所述驱动机构与压力调节装置连接，用于驱动压力调节装置横向移动；所述刀具夹持装置设置于温度调节装置上方，且与压力调节装置连接；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管形工件的压力；所述第一温度测量装置和第二温度测量装置均与温度调节装置连接，所述第一温度测量装置设置于温度调节装置内，用于测量温度调节装置内的温度；所述第二温度测量装置设置于第二压力机平台，用于测量管形工件与刀具接触温度。...

【技术特征摘要】
1.一种恒温恒压扩散实验装置，其特征在于，包括工作台、管形工件夹持装置、温度调节装置、管形工件旋转装置、横向进给装置、压力调节装置、刀具夹持装置、压力测量装置、第一温度测量装置及第二温度测量装置；所述横向进给装置包括支架、驱动机构；所述管形工件夹持装置包括两个支撑件，两个支撑件相对立于工作台处；温度调节装置可旋转地设置于两个支撑件之间，管形工件套接于温度调节装置外；所述管形工件旋转装置与温度调节装置连接，用于驱动温度调节装置带动管形工件轴向旋转；所述支架立于工作台处；所述压力调节装置可横向移动地设置于支架处，用于向刀具夹持装置施加挤压管形工件的压力；所述驱动机构与压力调节装置连接，用于驱动压力调节装置横向移动；所述刀具夹持装置设置于温度调节装置上方，且与压力调节装置连接；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管形工件的压力；所述第一温度测量装置和第二温度测量装置均与温度调节装置连接，所述第一温度测量装置设置于温度调节装置内，用于测量温度调节装置内的温度；所述第二温度测量装置设置于第二压力机平台，用于测量管形工件与刀具接触温度。2.根据权利要求1所述的恒温恒压扩散实验装置，其特征在于，所述驱动机构为丝杆电机，所述丝杆电机的机体与支架连接，且丝杆电机的丝杆可旋转地横向设置；所述压力调节装置包括压力机、第一压力机平台、第二压力机平台；所述压力机的侧面与第一压力机平台连接，且压力机的输出轴朝下设置；所述第一压力机平台的背面设置有传动螺母，所述传动螺母与丝杆电机的丝杆螺纹传动连接；所述第二压力机平台水平连接于压力机的输出轴处，所述刀具夹持装置设置于第二压力机平台下。3.根据权利要求2所述的恒温恒压扩散实验装置，其特征在于，还包括导向装置，所述导向装置包括光杠，所述光杠设置于支架处，且与丝杆电机的丝杆平行设置；所述第一压力机平台的背面还设置有滑块，所述滑块可滑动地穿于光杠处。4.根据权利要求2所述的恒温恒压扩散实验装置，其特征在于，还包括稳定机构，所述稳定机构包括稳定杆和稳定杆支座；所述稳定杆支座设置于第一压力机平台处，且稳定杆支座设置有竖向的套管；所述稳...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑敏利，高思远，赵东旭，陈金国，李健男，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23