一种考虑载荷冲击和热冲击共同循环作用下的涂层失效试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106066290A(43)申请公布日2016.11.02(21)申请号201610354626.1(22)申请日2016.05.26(71)申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区湘潭大学(72)发明人姜胜强黎旭叶一璇谭援强胡聪芳高伟刘思思(51)Int.Cl.G01N3/60(2006.01)G01N3/307(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种考虑载荷冲击和热冲击共同循环作用下的涂层失效试验装置(57)摘要本发明公开了一种考虑载荷冲击和热冲击共同循环作用下的涂层失效试验装置，包括支撑架、底座、伺服电机、圆柱凸轮、冲击机构、精密液压升降台、测力台、涂层试样、红外测温装置及激光发射器。该装置工作时，由伺服电机驱动圆柱凸轮转动，进而带动冲击机构对涂层试样产生一种上下冲击运动，通过测力台对冲击力进行测量，同时，将冲击力产生的信号反馈给中控台，控制激光发射器同步加载热冲击；通过调节精密液压升降台高度及激光发射器的控制电流，有效控制冲击过程中的机械载荷的大小和温度的高低。本发明结构简单，控制方便，能为研究涂层试样在载荷冲击和热冲击共同循环作用下的失效机理提供一种有效的实验手段。CN106066290ACN106066290A权利要求书1/1页1.一种考虑循环载荷冲击和热冲击共同作用下的涂层失效试验装置，其特征在于：包括支撑架、底座、伺服电机、圆柱凸轮、冲击机构、精密液压升降台、测力台、涂层试样、红外测温装置及激光发射器；所述的支撑架右下方安装有所述的激光发射器；所述的伺服电机、圆柱凸轮和冲击机构均安装在支撑架上，冲击机构可上下自由运动，包括圆盘外套筒、圆柱杆内套筒和弹簧缓冲机构，圆盘外套筒通过中间圆盘固定联接在支撑架上，圆柱杆内套筒通过直线轴承置于圆盘外套筒内，直线轴承外圈通过轴承固定套筒固定，圆柱杆内套筒的圆柱杆部分轴线方向设有足够长圆柱通道，圆柱杆内套筒正上方设有行程开关，圆柱杆内套筒内为弹簧缓冲机构，从上到下设有定向圆柱杆、弹簧、圆锥台圆柱杆、锁紧滑块、夹紧机构和防滑橡胶块；圆锥台圆柱杆下端用夹具夹有难加工材料制作而成的冲击杆，圆锥台圆柱杆下端与夹具上端通过螺纹联接，夹具上端与夹具下端之间加工有一半圆形开口，夹具下端右边通过螺钉联接着冲击杆上端，并且在冲击杆中间有一凸台平面，用圆柱销一同固定在夹具下端，冲击杆下端为半圆球状；所述的伺服电机和圆柱凸轮右边垂直支撑板与支撑架之间用筋板加固；所述的底座右端摆放有矩形台，矩形台上固定着所述的红外测温装置；底座中间从下到上依次设有所述的精密液压升降台、测力台和涂层试样，测力台和涂层试样之间用耐热胶粘接；伺服电机、测力台、激光发射器和红外测温装置分别与中控台连接。2.根据权利要求1所述的考虑循环载荷冲击和热冲击共同作用下的涂层失效试验装置，其特征在于：所述的圆柱杆内套筒内的弹簧缓冲机构中，定向圆柱杆向上导入圆柱通道内，弹簧在锁紧滑块和圆锥台圆柱体作用下受预压力作用；所述的伺服电机带动圆柱凸轮转动，圆柱凸轮面上的曲线凹槽内设有能减少联接件摩擦磨损的滚子；转动的圆柱凸轮带动圆柱杆内套筒上下运动；向下运动时，冲击杆撞击涂层试样，直到弹簧压缩最大，此时冲击载荷最大，测力台实时测量该过程的冲击力；向上运动时，夹紧机构夹住防滑橡胶块，防止弹簧回弹；运动达到最高点时，触到行程开关，夹紧机构松开防滑橡胶块，弹簧恢复最初的预压弹簧；所述的精密液压升降台可通过调整冲击杆与涂层试样之间的初始距离来控制冲击力的大小，从而实现冲击力的可变加载与实时测量。3.根据权利要求1所述的考虑载荷冲击和热冲击循环共同作用下涂层失效的试验装置，其特征在于：所述的激光发射器激光束轨迹能准确落到冲击杆与涂层试样的接触点处，并通过调整激光发射器的控制电流，有效控制激光束的能量大小，实现接触点出温度高低可变控制；所述的红外测温装置能实时测出激光束打到接触点处的瞬时温度变化情况，从而实现冲击热的加载与实时测量。4.根据权利要求1所述的考虑载荷冲击和热冲击循环共同作用下涂层失效的试验装置，其特征在于：所述的测力台可以在测出载荷冲击力的同时把信号反馈给中控台，中控台再控制激光发射器同步加载热冲击，而冲击机构循环上下运动，从而实现了载荷冲击和热冲击的共同循环作用。2CN106066290A说明书1/4页一种考虑载荷冲击和热冲击共同循环作用下的涂层失效试验装置技术领域[0001]本发明属于涂层材料失效机理研究领域，特别是涉及一种考虑载荷冲击和热冲击共同循环作用下的涂层失效试验装置。背景技术[0002]近年来，随着现代机械加工朝着高精度、高速切削、低成本等方向的发展，对刀具的各项性能提出了更高的要求。硬质合金涂层是将具有一定韧性的