[发明专利]用于激光冲击实验的夹具系统

说明书

本发明涉及用于激光冲击实验的夹具系统，Y轴运动控制平台的底板连接于X轴运动控制平台的X轴运动板上，θ轴运动控制平台的转轴旋转自如地支撑于Y轴运动控制平台的Y轴运动板上，夹具单元安装于转轴上；夹具单元的八爪卡盘端面上沿周向均匀间隔设有多个供活动卡钳径向滑动的滑槽，每一滑槽中配置一活动卡钳；沿周向还均匀设有多个供轴向压板支架径向滑动的条形槽，条形槽中配置一轴向压板支架，条形槽中的旋紧块装配一径向调节丝杆，径向调节丝杆旋转可驱动轴向压板支架沿条形槽径向移动；每一轴向压板支架上安装一轴向调节丝杆，轴向调节丝杆旋转可驱动轴向压板在轴向压板支架上轴向移动。试样姿态由机械手实现，冲击轨迹由夹具系统实现。

技术领域

本发明涉及一种用于激光冲击实验的夹具系统，属于激光冲击加工技术领域。

背景技术

目前，激光冲击强化技术作为一种材料表面处理技术，采用超短脉冲、高峰值功率密度的激光辐照金属材料表面，金属表面吸收层吸收能量发生爆炸性气化蒸发，产生高温高压等离子体，该等离子体受到约束层约束形成高压冲击波并向材料内部传播，在材料表层形成密集且稳定的位错结构，获得较高残余压应力，改善材料抗疲劳、耐磨损、抗腐蚀等性能。相比于传统的喷丸、滚压、挤压等材料改性技术，激光冲击强化具有强化效果佳、非接触、可控性强、适应性好等优点。

为了进一步发展激光冲击强化技术，将其应用在更多的领域，需要对其在不同材料以及工况下的强化效果进行进一步测试与研究。传统的激光冲击强化的零部件/试样所用到的夹具功能单一，对试样装夹调整过程工作量大；不能满足特定冲击环境或气氛环境的测试需求；并且目前激光冲击基本方案是光路固定，工件运动，实现冲击轨迹，然而工件运动通过机械手运动，机械手转动惯量大，转动精度不高，为实现某一种特定的冲击运动轨迹，机械手运动轨迹复杂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于激光冲击实验的夹具系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于激光冲击实验的夹具系统，特点是：包含X轴运动控制平台、Y轴运动控制平台、θ轴运动控制平台以及夹具单元，X轴运动控制平台的底板安装于机械手连接板上，机械手连接板连接于机械手前置法兰上，Y轴运动控制平台的底板连接于X轴运动控制平台的X轴运动板上，θ轴运动控制平台的转轴旋转自如地支撑于Y轴运动控制平台的Y轴运动板上，夹具单元设于转体法兰上，转体法兰安装于转轴上；

所述夹具单元包含八爪卡盘、轴向压板支架和轴向压板，八爪卡盘的端面上沿周向均匀间隔设有多个供活动卡钳径向滑动的滑槽，每一滑槽中配置一活动卡钳，活动卡钳的径向移动实现夹紧或释放工件；

端面上沿周向还均匀设有多个供轴向压板支架径向滑动的条形槽，每一条形槽中配置一轴向压板支架，每一条形槽中固定一旋紧块，旋紧块装配一径向调节丝杆，径向调节丝杆与轴向压板支架底端的螺纹相配合，径向调节丝杆旋转可驱动轴向压板支架沿条形槽径向移动，实现径向行程调节；每一轴向压板支架上安装一轴向调节丝杆，轴向调节丝杆与轴向压板的螺纹相配合，轴向调节丝杆旋转可驱动轴向压板在轴向压板支架上轴向移动，实现轴向行程调节。

进一步地，上述的用于激光冲击实验的夹具系统，其中，机械手前置法兰与激光冲击强化库卡机器人的机械手相连，机械手连接板上设置约束层水管接头法兰。

进一步地，上述的用于激光冲击实验的夹具系统，其中，八爪卡盘上设有连杆机构，连杆机构与活动卡钳驱动连接，可驱动活动卡钳沿滑槽径向滑动。

进一步地，上述的用于激光冲击实验的夹具系统，其中，所述X轴运动控制平台包括滑块、直线导轨、伺服电机、丝杠轴承座、丝杠以及螺母块，X轴运动控制平台的底板上布置直线导轨，滑块配合于直线导轨可沿其直线滑动，丝杠旋转自如地支撑于丝杠轴承座上，丝杠轴承座安装于底板上，丝杠上旋配一螺母块，伺服电机与丝杠驱动连接，驱动其旋转，X轴运动板置于滑块上并与螺母块连接。