[发明专利]一种固液气减振式高速螺旋进给的摩擦装置

说明书

本发明涉及高速切削技术领域，公开了一种固液气减振式高速螺旋进给的摩擦装置，刀具材料棒设置在调载减振组件上，其端部与旋转摩擦件的位置相对应；调载减振组件能够调节刀具材料棒受到的载荷并进行固体减振，带动其与旋转摩擦件进行旋转摩擦，实现刀‑屑摩擦工况的模拟；注油气锁紧组件向所述调载减振组件注入液压油进行液体减振，注入过程产生的气泡也起到减振作用；测力仪能够测量刀具材料棒受到的轴向力和径向力，转化后即可得到摩擦因数。本发明能够模拟高速切削过程中高速和高温工况,抑制高速摩擦实验过程的振动,提供可调节载荷,获得刀具与工件材料棒的高速摩擦因数以及摩擦界面温度，并且能够反映刀具前刀面与新流入的切屑挤压面进行摩擦的刀‑屑摩擦特征。

技术领域

本发明涉及高速切削技术领域、更具体的说、特别涉及一种固液气减振式高速螺旋进给的摩擦装置。

背景技术

高速切削是材料除料加工的主流技术之一，具有高效率、高质量和低成本等优点，应用范围也日益扩大，目前德国、日本和中国等制造业发达国家都在汽车、航天航空、军事以及新兴的模具工业中广泛应用高速切削技术，从而促进了现代机械制造业的发展。

技术实现与广泛应用促进了人们对高速切削机理的深入研究，同时技术实现也为高速切削机理研究提供了物质基础和实验条件。刀-屑摩擦是高速切削的两大基础行为之一，一直以来是切削机理研究的重点。在高速切削刀-屑摩擦中，摩擦界面上载荷分布不均匀、温度场分布不均匀、接触面积比例不均匀、材料变形效应不均匀等，从而导致刀-屑摩擦的复杂性和研究难度，至今其机理还有许多不清晰的地方，值得持续研究。在研究方法上，若直接采用切削方法研究刀-屑摩擦机理，影响因素对摩擦特征的作用机理就难以单独解析出来，只能给出整体效果，细节则不清。采用摩擦磨损试验机，如SRV试验机，不能进行高速实验，摩擦界面特征不能完全反应刀-屑摩擦的特征，用其研究高速切削刀-屑摩擦有其局限性。采用自行设计的高速摩擦装置，也面临着高速摩擦所带来的高频振动，影响了测试效果。因此设计一种能够模拟高速切削刀-屑摩擦特征，并且能够抑制高速摩擦振动等问题的高性能实验装置，变得十分必要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种固液气减振式高速螺旋进给的摩擦装置，能够模拟高速切削过程中高速高温工况、降低高速摩擦实验过程的振动、提供可调节载荷、获得摩擦系数和摩擦界面温度。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

一种固液气减振式高速螺旋进给的摩擦装置，包括测力仪、调载减振组件、注油气锁紧组件、夹具组件、旋转摩擦件，其中旋转摩擦件安装在外围的车床上并作旋转运动，注油气锁紧组件与调载减振组件连接后整体通过夹具组件安装在测力仪上，所述测力仪安装在外围的车床刀塔上；

刀具材料棒设置在所述调载减振组件上，其端部与旋转摩擦件的位置相对应；所述调载减振组件能够调节刀具材料棒受到的载荷并进行固体减振，递送其与旋转摩擦件进行旋转摩擦，实现刀-屑摩擦工况的模拟；所述注油气锁紧组件向所述调载减振组件注入液压油进行液体减振，注入过程产生的气泡也起到减振作用；所述测力仪能够测量刀具材料棒受到的轴向力和径向力。

所述夹具组件包括后支撑座、中间支撑座、紧定螺钉一、前支撑座、中间支撑底座，其中前支撑座、中间支撑座和后支撑座依次安装在测力仪上；中间支撑座和测力仪之间还安装有中间支撑底座；所述前支撑座上加工有刀具材料棒安装孔，并设置有紧定螺钉一。

所述调载减振组件包括调载螺钉、活塞盖、蝶形弹簧、活塞缸、左活塞、分离塞、右活塞；其中活塞缸上加工有与内腔相连通的注油口，其内腔分别安装有左活塞和右活塞，两者之间还设置有分离塞，分离塞与左活塞之间形成液压腔；左活塞的凸台面与活塞缸的内壁之间、右活塞的凸台面与分离塞之间分别安装有蝶形弹簧；活塞的开口端安装有活塞盖，调载螺钉水平安装在活塞盖的中部并与右活塞连接；左活塞的端部水平安装有刀具材料棒；