基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具的製作方法
2023-05-28 21:23:16 1
基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,屬於顯微硬度測試領域,主要解決目前顯微硬度厚度層測量過程中試樣邊界與工作檯邊界難以保持平行以及測試點之間距離過大的問題。該夾具基座整體呈長方體結構,頂部有容納垂直滑臺和夾緊墊板的方形空腔,空腔頂部有收口結構,空腔前側面與後側面有安裝水平調節螺釘和楔塊調節螺釘的螺紋孔,空腔底面有T型導向槽,方向垂直於空腔側面,楔塊調節螺釘一端與滑移楔塊配合,水平調節螺釘通過一端的球形端面與夾緊墊板接觸,垂直滑臺四角位置各有一個彈簧固定銷。本實用新型使用過程中藉助夾具保證了試樣待測邊界與顯微硬度計工作檯邊界的平行度,改善了測試精度,測試方法操作簡單,測試精度高,能夠以顯微硬度計的最高精度進行硬化層厚度的測試。
【專利說明】基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,屬於顯微硬度測試領域。
【背景技術】
[0002]超聲波光整強化工藝是將超聲波振動引入到零件表面處理過程中的一種新技術,超聲波光整強化系統包括超聲波發生器、換能器、變幅杆和加工頭四部分。超聲波發生器是將50Hz的交流電轉換成一定功率的超聲波振蕩電流,提供給超聲波換能器,換能器的功能是將高頻電流轉換成機械振動,振動傳入形狀為一頭粗一頭細呈杆狀結構的變幅杆,變幅杆將振動進行放大,並傳給加工頭進行零件表面強化。
[0003]顯微硬度是一種壓入硬度,反映被測物體對抗另一硬物體壓入的能力。測量的儀器是顯微硬度計,它實際上是一臺設有加負荷裝置帶有目鏡測微器的顯微鏡。測定之前,先要將待測磨料製成反光磨片試樣,置於顯微硬度計的載物臺上,通過加負荷裝置對四稜錐形的金剛石壓頭加壓。負荷的大小可根據待測材料的硬度不同而增減。金剛石壓頭壓入試樣後,在試樣表面上會產生一個凹坑。把顯微鏡十字絲對準凹坑,用目鏡測微器測量凹坑對角線的長度。根據所加負荷及凹坑對角線長度就可計算出所測物質的顯微硬度值。
[0004]本實用新型是基於維氏顯微硬度壓頭進行的設計,該壓頭是將金剛石磨成正四稜錐體,其相對兩面夾角為136°。維氏顯微硬度值是所施加的負荷(kgf)除以壓痕的表面積(_2)。採用維氏金剛石壓頭時,其壓痕深度約為對角線長度的1/7。目前顯微硬度厚度層測量方法多為直接使用顯微硬度計進行測試,由於測試過程中需要保證試樣邊界與工作檯邊界保持平行,這一點當前主要靠人工調整試樣位置來實現,在顯微尺度下平行度難以保證,進而影響測量精度甚至導致測試結果錯誤。
實用新型內容
[0005]本實用新型為了克服上述現有技術存在的缺陷提供了基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具。
[0006]本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是:
[0007]該基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具結構包括基座、彈簧、垂直滑臺、夾緊墊板、水平調節螺釘、T型導向槽、滑移楔塊、楔塊調節螺釘、垂直導向槽、彈簧固定銷;基座整體呈長方體結構,頂部有容納垂直滑臺和夾緊墊板的方形空腔,空腔頂部有收口結構,空腔前側面與後側面有安裝水平調節螺釘和楔塊調節螺釘的螺紋孔,空腔底面有T型導向槽,方向垂直於空腔側面,滑移楔塊通過底部有T型凸起結構沿T型導向槽滑移,楔塊調節螺釘一端與滑移楔塊配合,藉助楔塊調節螺釘的旋進旋出可以實現滑移楔塊的移動,滑移楔塊與垂直滑臺之間通過斜面配合實現垂直方向的移動,水平調節螺釘通過一端的球形端面與夾緊墊板接觸,藉助水平調節螺釘的旋進旋出實現夾緊墊板的移動,垂直滑臺四角位置各有一個彈簧固定銷,垂直滑臺通過兩個側邊分別設置的兩個導向凸起沿垂直導向槽實現滑移。
[0008]所述滑移楔塊頂面為斜面結構,底部有T型凸起結構,滑移楔塊後端面有圓柱形凸起,該凸起端面中部有圓柱形通孔,通孔朝滑移楔塊底面的一側為通槽,該凸起中部有圓柱形空腔,該空腔朝滑移楔塊底面的一側為通槽。
[0009]所述楔塊調節螺釘端部有圓柱形杆結構,圓柱形杆中部有直徑小於兩端的圓柱形軸頸結構。
[0010]所述垂直滑臺四角位置各有一個方向朝上的彈簧固定銷,垂直滑臺通過兩個側邊分別設置的兩個導向凸起沿垂直導向槽實現滑移,垂直滑臺底面中部位置設置斜面凸起,斜面傾斜角度與滑移楔塊頂面的斜面結構角度相等。
[0011]所述基座左右側面各設置側耳結構,側耳沿長度方向設置兩個開口,使用過程中藉助基座兩邊的開口通過螺栓固定在硬度測試設備工作檯面上,基座頂部空腔的側面上設置兩道豎直排布的導向槽,空腔頂部有收口結構,收口結構四角位置各設置一個朝下的彈簧固定銷。
[0012]該基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具使用分以下步驟:
[0013](I)將待測試樣根據夾具尺寸進行切割,製作成符合規格的試樣。
[0014](2)將試樣一側進行打磨拋光,直至拋光面肉眼觀察無明顯劃痕即為符合測試標準。
[0015](3)將試樣放置於垂直滑臺上,旋轉楔塊調節螺釘使試樣的上表面與基座頂面平齊,同時保證試樣的待測硬度層貼近基座空腔的側面。
[0016](4)旋轉水平調節螺釘使夾緊墊板移動直至夾緊試樣為止。
[0017](5)藉助基座兩側側耳結構將整套夾具固定於顯微硬度計工作檯面上,並使試樣待測邊界與工作檯邊沿平行。
[0018](6)測試第一個顯微硬度點並記錄數值,此時藉助顯微硬度計工作檯將夾具沿試樣待測邊界方向移動大於兩倍壓痕對角線長度的距離,之後再沿垂直於試樣待測邊界方向移動10 μ m,進行下一個點的測試,如此往復可以實現顯微硬化層厚度的測試。
[0019]本實用新型有如下優點:
[0020]1.本實用新型新穎獨特,使用過程中藉助夾具保證了試樣待測邊界與顯微硬度計工作檯邊界的平行度,改善了測試精度。
[0021]2.測試方法操作簡單,測試精度高,能夠以顯微硬度計的最高精度進行硬化層厚度的測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型整體剖面結構圖。
[0023]圖2為本實用新型整體裝配圖。
[0024]圖3為本實用新型滑移楔塊與楔塊調節螺釘配合圖。
[0025]圖4為本實用新型垂直滑臺底面結構圖。
[0026]圖5為本實用新型垂直滑臺頂面結構圖。
[0027]圖6為本實用新型滑移楔塊結構圖。
[0028]圖7為本實用新型基座剖面結構圖。[0029]圖8為本實用新型測試過程圖。
[0030]圖9為本實用新型硬度測試點分布圖。
[0031]圖中:1基座、2彈簧、3垂直滑臺、4夾緊墊板、5水平調節螺釘、6T型導向槽、7滑移楔塊、8楔塊調節螺釘、9垂直導向槽、10彈簧固定銷、11試樣邊界、12測試點軌跡、13測試點。
【具體實施方式】
[0032]實施例1
[0033]如圖1、2、3、4、5、6、7所示:基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具結構包括基座、彈簧、垂直滑臺、夾緊墊板、水平調節螺釘、T型導向槽、滑移楔塊、楔塊調節螺釘、垂直導向槽、彈簧固定銷;基座整體呈長方體結構,頂部有容納垂直滑臺和夾緊墊板的方形空腔,空腔頂部有收口結構,空腔前側面與後側面有安裝水平調節螺釘和楔塊調節螺釘的螺紋孔,空腔底面有T型導向槽,方向垂直於空腔側面,滑移楔塊通過底部有T型凸起結構沿T型導向槽滑移,楔塊調節螺釘一端與滑移楔塊配合,藉助楔塊調節螺釘的旋進旋出可以實現滑移楔塊的移動,滑移楔塊與垂直滑臺之間通過斜面配合實現垂直方向的移動,水平調節螺釘通過一端的球形端面與夾緊墊板接觸,藉助水平調節螺釘的旋進旋出實現夾緊墊板的移動,垂直滑臺四角位置各有一個彈簧固定銷,垂直滑臺通過兩個側邊分別設置的兩個導向凸起沿垂直導向槽實現滑移;滑移楔塊頂面為斜面結構,底部有T型凸起結構,滑移楔塊後端面有圓柱形凸起,該凸起端面中部有圓柱形通孔,通孔朝滑移楔塊底面的一側為通槽,該凸起中部有圓柱形空腔,該空腔朝滑移楔塊底面的一側為通槽;楔塊調節螺釘端部有圓柱形杆結構,圓柱形杆中部有直徑小於兩端的圓柱形軸頸結構;垂直滑臺四角位置各有一個方向朝上的彈簧固定銷,垂直滑臺通過兩個側邊分別設置的兩個導向凸起沿垂直導向槽實現滑移,垂直滑臺底面中部位置設置斜面凸起,斜面傾斜角度與滑移楔塊頂面的斜面結構角度相等。
[0034]本實施例所描述的基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,使用時,需要利用螺栓藉助基座兩側的開口結構固定在顯微硬度計的工作檯面上,由於基座兩側的開口結構為對稱分布,可以保證夾具相對工作檯面的平行度。
[0035]實施例2
[0036]如圖8、9所示:該基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具使用時分為以下步驟:
[0037](I)將待測試樣根據夾具尺寸進行切割,製作成符合規格的試樣。
[0038](2)將試樣一側進行打磨拋光,直至拋光面肉眼觀察無明顯劃痕即為符合測試標準。
[0039](3)將試樣放置於垂直滑臺上,旋轉楔塊調節螺釘使試樣的上表面與基座頂面平齊,同時保證試樣的待測硬度層貼近基座空腔的側面。
[0040](4)旋轉水平調節螺釘使夾緊墊板移動直至夾緊試樣為止。
[0041](5)藉助基座兩側側耳結構將整套夾具固定於顯微硬度計工作檯面上,並使試樣待測邊界與工作檯邊沿平行。
[0042](6)測試第一個顯微硬度點並記錄數值,此時藉助顯微硬度計工作檯將夾具沿試樣待測邊界方向移動大於兩倍壓痕對角線長度的距離,之後再沿垂直於試樣待測邊界方向移動10 μ m,進行下一個點的測試,如此往復可以實現顯微硬化層厚度的測試。
[0043]本實施例所描述的基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,操作前需要將待測試樣切制呈方體形,上下底面需要平行。
[0044]以上所述,僅為本實用新型的【具體實施方式】,熟悉本領域的技術人員在本實用新型揭露的範圍內,可輕易想到的變化,都應涵蓋在實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,結構包括基座、彈簧、垂直滑臺、夾緊墊板、水平調節螺釘、T型導向槽、滑移楔塊、楔塊調節螺釘、垂直導向槽、彈簧固定銷;其特徵是:基座整體呈長方體結構,頂部有容納垂直滑臺和夾緊墊板的方形空腔,空腔頂部有收口結構,空腔前側面與後側面有安裝水平調節螺釘和楔塊調節螺釘的螺紋孔,空腔底面有T型導向槽,方向垂直於空腔側面,楔塊調節螺釘一端與滑移楔塊配合,水平調節螺釘通過一端的球形端面與夾緊墊板接觸,垂直滑臺四角位置各有一個彈簧固定銷。
2.根據權利要求1所述的基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,其特徵是:滑移楔塊頂面為斜面結構,底部有T型凸起結構,滑移楔塊後端面有圓柱形凸起,該凸起端面中部有圓柱形通孔,通孔朝滑移楔塊底面的一側為通槽,該凸起中部有圓柱形空腔,該空腔朝滑移楔塊底面的一側為通槽。
3.根據權利要求1所述的基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,其特徵是:楔塊調節螺釘端部有圓柱形杆結構,圓柱形杆中部有直徑小於兩端的圓柱形軸頸結構。
4.根據權利要求1所述的基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,其特徵是:垂直滑臺四角位置各有一個方向朝上的彈簧固定銷,垂直滑臺底面中部位置設置斜面凸起,斜面傾斜角度與滑移楔塊頂面的斜面結構角度相等。
5.根據權利要求1所述的基於超聲波光整強化的顯微硬化層測量夾具,其特徵是:基座左右側面各設置側耳結構,側耳沿長度方向設置兩個開口,基座頂部空腔的側面上設置兩道豎直排布的導向槽,空腔頂部有收口結構,收口結構四角位置各設置一個朝下的彈簧固定銷。
【文檔編號】G01N3/04GK203745298SQ201420144063
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】魯帥帥, 昃向博, 田田, 張孟傑, 欒富鈺, 苗祥根, 朱連花 申請人:濟南大學