[发明专利]磨粒群表层动态应力测试系统

说明书

磨粒群表层动态应力测试系统，包括用于容纳磨粒群的腔体、用于向腔体施加压力的加压装置、用于驱动腔体旋转的驱动装置、下位机以及显示器，所述腔体设有带密封件的加料口，所述腔体的内壁贴覆若干用于采集磨粒群表层应力变化的应变片，所述腔体安装在所述驱动装置上，腔体上方安装加压装置，加压装置的加压端按压在所述腔体表面；所述加压装置包括第一伺服电机、连杆组件、活塞以及活塞作用面积调整装置；所述下位机包括数据采集模块、数据处理模块以及命令模块。本发明的有益效果是：可以测定气压砂轮实际加工过程中无法测量表面切削力；根据应力的变化，通过下位机改变活塞的位置和伺服电机的转速，从而控制磨粒群的切削状态。

技术领域

本发明涉及一种磨粒群表层动态应力测试系统。

背景技术

模具在使用过程中不可避免地存在磨损、疲劳等失效形式，通过激光强化处理，可以对模具修复再制造，从而延长模具的使用寿命。然而，经过激光强化处理后的模具表面，硬度和耐磨性都大幅提升，这导致加工难度和加工耗时的大幅提升。为了研究气压砂轮面向激光强化后的模具的光整效果，需要对气压砂轮的磨粒群的表层动态应力进行测量，从而能够分析磨粒群的切削能力。

当前，在气压砂轮实际加工过程中，无法测量表面切削力。鉴于磨粒群在气压砂轮加工过程中的表层动态应力对研究气压砂轮面向激光强化处理的模具的光整效果有着重大意义，设计和开发相应的应力采集系统具有深远的意义。

发明内容

为了解决在气压砂轮实际加工过程中无法测量表面切削力的问题，本发明提出了一种既可以实时测定磨粒群表层动态应力、又能实施调控试验条件的磨粒群表层动态应力测试系统。

本发明所述的磨粒群表层动态应力测试系统，其特征在于：包括用于容纳磨粒群的腔体、用于向腔体施加压力的加压装置、用于驱动腔体旋转的驱动装置、下位机以及显示器，所述腔体设有带密封件的加料口，所述腔体的内壁贴覆若干用于采集磨粒群表层应力变化的应变片，所述腔体安装在所述驱动装置上，所述腔体上方安装加压装置，并且所述加压装置的加压端直接作用在磨粒群的上表面；所述下位机可以是单片机或者PLC，具有采集数据、数据处理和实验条件控制的功能。所述应变片可以是电阻式应变片，利用应变片的应变效应测得实验数据。每个应变片都要和下位机相连，从而测得多条应力曲线。应变片均匀地分布在腔体的下表面和侧壁；

所述加压装置包括第一伺服电机、连杆组件、活塞以及活塞作用面积调整装置，所述第一伺服电机的动力输出端与所述连杆的一端轴接，所述连杆的另一端与所述活塞一侧固接，实现活塞的直线往复运动；所述活塞的按压侧与活塞作用面积调整装置相连；所述活塞作用面积调整装置包括丝杆、滑块、底盘、至少一对侧拉杆、多个用于限定关节旋转角度的定位卡扣、多个旋转关节；所述丝杆一端与底盘固接，另一端受到活塞的按压；所述滑块与丝杆螺接；所述底盘上顺次安装多个用于实现底盘翻折的关节；所述侧拉杆的一端与所述滑块铰接，另一端与所述底盘的两端部铰接；所述定位卡扣扣在需要维持在水平状态的关节上，其中关节的水平状态是指关节保持底盘相应的连接处展平时对应的状态；

所述驱动装置包括第二伺服电机和转盘，所述第二伺服电机的动力输出端通过联轴器与所述腔体的转动轴轴接；

所述下位机包括数据采集模块、数据处理模块以及命令模块，所述的数据采集模块的信号输入端与所述应变片的引线电连，所述数据采集模块的信号输出端与所述数据处理模块的信号输入端电连，所述数据处理模块的第一信号输出端与所述显示器的信号输入端电连，所述数据处理模块的第二信号输出端与所述命令模块的信号输入端电连，所述命令模块的第一信号输出端与所述第一伺服电机的控制端电连，所述命令模块的第二信号输出端与所述第二伺服电机的控制端电连。

所述腔体和活塞作用面积调整装置的底盘组成一个空心圆柱体密封腔并且所述应变片均匀的贴覆在所述腔体的下表面和侧壁。

所述腔体的转动轴为腔体竖直中心轴。

所述应变片为电阻应变片，其转换公式为：