【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂层制备，具体涉及一种制备变厚度涂层样块的夹具及其使用方法。
技术介绍
1、由于切削液的成本较高且会对环境造成污染，因此干式切削得到越来越广泛的应用，干式切削在加工时会产生大量切削热，对刀具的机械性能要求较高，且随着冷硬铸铁、高温合金、不锈钢、钛合金、复合材料等难加工材料的应用，对刀具材料的硬度、韧性、抗高温氧化性、热稳定性等性能提出了更高要求。刀具涂层的应用使刀具获得了良好的切削加工性能，延长了切削加工。
2、在高速切削、干切削(无冷却液)等领域，为满足不同的切削加工的要求，对涂层厚度、成分等会更加趋向于针对性，目前刀具涂层的制备方法主要包括为化学气相沉积法、物理气相沉积法、等离子体化学气相沉积法和离子束辅助沉积法等，其中以上工艺制备的涂层厚度对刀具切削性能、切削寿命、耐磨性能有重要影响。因此，在采用刀具涂层制备时，一般需要通过前期实验制备不同的涂层厚度，然后在不同厚度涂层上进行划痕实验，测量涂层的一些性质，从而选择出最佳涂层厚度进行喷涂。现有技术中，在前期实验制备不同厚度涂层时，主要为不同厚度的涂层单独制备，而现有的制备涂层的工艺均存在加工时间较长的问题，导致整个实验周期较长，影响后期涂层的制备。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种制备变厚度涂层样块的夹具及其使用方法，解决了传统一次实验只可以加工一种厚度涂层的样块的问题，极大提高了实验过程中的涂层加工效率，同时保证实验对比更加准确。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、在本专利技术的第一方面，提供了一种制备变厚度涂层样块的夹具，包括夹具壳，所述夹具壳上设置样块容纳空间、多个腔体和多个定时器安装孔；所述样块容纳空间位于夹具壳的中间位置，所述多个腔体与样块容纳空间连通，每个腔体内均设置挡盖和挡盖锁定装置；所述定时器安装孔内安装机械定时器，所述定时器安装孔通过连通区域与腔体连通；所述挡盖与挡盖锁定装置连接，所述挡盖锁定装置通过连通区域与机械定时器的击发拨杆连接。
4、在本专利技术的一些实施方式中，所述挡盖的形状与腔体的形状相匹配且通过滑槽安装在腔体内，使所述挡盖能够在腔体内滑动；在初始状态下，多个挡盖位于样块容纳空间的上方，多个挡盖能够对待涂覆的样块上表面进行遮挡。
5、在本专利技术的一些实施方式中，所述挡盖锁定装置包括支撑柱、弹簧、顶块和摆杆，所述支撑柱的底部固定在夹具壳的腔体内，所述摆杆转动安装在所述支撑柱的顶部；所述顶块固定在腔体内侧的开口处。
6、在本专利技术的一些实施方式中，所述顶块上设置圆孔，所述圆孔内穿过推杆，所述推杆的一端与挡盖固定，另一端设置圆形挡片，所述圆形挡片与顶块之间安装弹簧。
7、在本专利技术的一些实施方式中，所述摆杆整体呈不规则v字型，所述摆杆的一端与机械定时器的击发拨杆接触连接，另一端与推杆的圆形挡片接触连接。
8、在本专利技术的一些实施方式中，所述机械定时器包括计时组和击发区域，所述计时组包括擒纵机构、游丝、摆轮、齿轮组和发条；所述击发区域包括击发拨杆、异形齿轮和击发凸轮。
9、在本专利技术的一些实施方式中，所述机械定时器的中心连接转动手轮，所述转动手轮用于储存势能，进而通过调节转动手轮的转动角度调节样块表面手涂覆时间。
10、在本专利技术的一些实施方式中，所述击发拨杆呈v字型，机械计时器计时归零时，击发凸轮释放击发拨杆，进而通过挡盖锁定装置释放挡盖。
11、在本专利技术的一些实施方式中，所述样块容纳空间为方形腔体，所述腔体和定时器安装孔均设置有四个，四个腔体围绕样块容纳空间设置，且腔体与样块容纳空间垂直设置。
12、在本专利技术的第二方面，提供了一种制备变厚度涂层样块的夹具的使用方法，包括：
13、将待涂覆样块放置在样块容纳空间内，将挡盖的推杆通过挡盖锁定装置的摆杆与机械计时器的击发拨杆相连，在弹簧的弹力下使挡盖覆盖在待涂覆样块的上表面；
14、根据所需要的多种涂层厚度对多个机械计时器设置不同的计时时间，待机械计时器计时归零时，击发凸轮释放击发拨杆，进而通过挡盖锁定装置释放挡盖；
15、在弹簧的弹力下，挡盖收回到夹具壳的腔体内，使受保护区域开始涂覆，从而在一次涂层实验中制备变厚度涂层样块。
16、本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
17、(1)本专利技术提供的的制备变厚度涂层样块的夹具，在涂层实验过程中，被加工基体表面被分割为四部分，挡盖可以覆盖在基体表面，从而保证被保护区域不被涂覆。同时选用四个机械定时器与挡盖机械连接，通过旋转手轮不同角度设定挡盖保护时间，当机械计时器归零时，击发凸轮释放击发拨杆，击发拨杆摆动释放锁定装置，在弹簧的作用下挡盖收回到夹具壳中，使基体表面裸露，进行涂层过程。依靠耐高温机械定时器和挡盖，在一次涂层中制备变厚度涂层样块，解决传统一次实验只可以加工一种厚度涂层的样块，提高加工效率。
18、(2)本专利技术提供的制备变厚度涂层样块的夹具，在涂层喷涂前期进行不同厚度的涂层制备实验，选择最优涂层厚度时，可以只对一个样块进行处理，获得四种不同厚度的涂层，减小了同时处理多个样块而造成的误差累积，控制了实验样块本身和预处理中其他变量对后续实验的影响，可保证后续实验的对比更加准确可靠。
19、(3)本专利技术提供的制备变厚度涂层样块的夹具，通过设置的挡盖锁定装置将机械计时器计时结束释放击发拨杆的过程与挡盖的移动过程产生联动，可以在同一块基体上进行四种不同时长的处理，在减小无关变量影响的同时减少了原材料的消耗，通过机械定时器设置样块不受涂覆的时间，进而控制样块表面的受涂覆时间。
20、(4)本专利技术提供的制备变厚度涂层样块的夹具，不限于涂层制备前的实验的应用，还可以应用到不同喷涂需求的场合，或者其他领域需要保护的场合，比如等离子清洗过程中需要保护的过程，具有广泛的适用范围和较好的适用性。
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1.一种制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，包括夹具壳，所述夹具壳上设置样块容纳空间、多个腔体和多个定时器安装孔；所述样块容纳空间位于夹具壳的中间位置，所述多个腔体与样块容纳空间连通，每个腔体内均设置挡盖和挡盖锁定装置；所述定时器安装孔内安装机械定时器，所述定时器安装孔通过连通区域与腔体连通；所述挡盖与挡盖锁定装置连接，所述挡盖锁定装置通过连通区域与机械定时器的击发拨杆连接。
2.如权利要求1所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述挡盖的形状与腔体的形状相匹配且通过滑槽安装在腔体内，使所述挡盖能够在腔体内滑动；在初始状态下，多个挡盖位于样块容纳空间的上方，多个挡盖能够对待涂覆的样块上表面进行遮挡。
3.如权利要求1所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述挡盖锁定装置包括支撑柱、弹簧、顶块和摆杆，所述支撑柱的底部固定在夹具壳的腔体内，所述摆杆转动安装在所述支撑柱的顶部；所述顶块固定在腔体内侧的开口处。
4.如权利要求3所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述顶块上设置圆孔，所述圆孔内穿过推杆，所述推杆的一端与挡盖固定，另
5.如权利要求4所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述摆杆整体呈不规则V字型，所述摆杆的一端与机械定时器的击发拨杆接触连接，另一端与推杆的圆形挡片接触连接。
6.如权利要求1所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述机械定时器包括计时组和击发区域，所述计时组包括擒纵机构、游丝、摆轮、齿轮组和发条；所述击发区域包括击发拨杆、异形齿轮和击发凸轮。
7.如权利要求6所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述机械定时器的中心连接转动手轮，所述转动手轮用于储存势能，进而通过调节转动手轮的转动角度调节样块表面手涂覆时间。
8.如权利要求6所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述击发拨杆呈V字型，机械计时器计时归零时，击发凸轮释放击发拨杆，进而通过挡盖锁定装置释放挡盖。
9.如权利要求1所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述样块容纳空间为方形腔体，所述腔体和定时器安装孔均设置有四个，四个腔体围绕样块容纳空间设置，且腔体与样块容纳空间垂直设置。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备变厚度涂层样块的夹具的使用方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，包括夹具壳，所述夹具壳上设置样块容纳空间、多个腔体和多个定时器安装孔；所述样块容纳空间位于夹具壳的中间位置，所述多个腔体与样块容纳空间连通，每个腔体内均设置挡盖和挡盖锁定装置；所述定时器安装孔内安装机械定时器，所述定时器安装孔通过连通区域与腔体连通；所述挡盖与挡盖锁定装置连接，所述挡盖锁定装置通过连通区域与机械定时器的击发拨杆连接。
2.如权利要求1所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述挡盖的形状与腔体的形状相匹配且通过滑槽安装在腔体内，使所述挡盖能够在腔体内滑动；在初始状态下，多个挡盖位于样块容纳空间的上方，多个挡盖能够对待涂覆的样块上表面进行遮挡。
3.如权利要求1所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述挡盖锁定装置包括支撑柱、弹簧、顶块和摆杆，所述支撑柱的底部固定在夹具壳的腔体内，所述摆杆转动安装在所述支撑柱的顶部；所述顶块固定在腔体内侧的开口处。
4.如权利要求3所述的制备变厚度涂层样块的夹具，其特征在于，所述顶块上设置圆孔，所述圆孔内穿过推杆，所述推杆的一端与挡盖固定，另一端设置圆形挡片，所述圆形挡片与顶块之间安装弹簧。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵金富，靖鑫凯，宋文静，刘战强，王兵，任小平，王赵鑫，张瑞豪，韩文康，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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