專利名稱：定點(diǎn)壓痕制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及殘余應(yīng)力測(cè)量技術(shù)，具體地說(shuō)是一種定點(diǎn)壓痕制造裝置。
目前測(cè)量殘余應(yīng)力的方法主要有3種全釋放法、X射線法、盲孔法。可分為兩類，其中X射線法屬于物性法范疇，是利用材料在應(yīng)力作用下物性(晶格常數(shù))發(fā)生變化的原理測(cè)定殘余應(yīng)力，這類方法的優(yōu)點(diǎn)是在測(cè)定過(guò)程中不損壞被測(cè)工件，屬無(wú)損殘余應(yīng)力檢測(cè)；缺點(diǎn)是對(duì)材料特性和樣品的表面狀態(tài)依賴性很大，因而在實(shí)際檢測(cè)中較難把握，精度也難以保證，因而在焊接結(jié)構(gòu)使用現(xiàn)場(chǎng)使用較少(X射線設(shè)備的便攜性不夠，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)測(cè)量誤差偏大)。全釋放法和盲孔法屬于應(yīng)力釋放法范疇，全釋放法是一種破壞性的方法，靠應(yīng)力的全部釋放獲得很高的測(cè)量精度；盲孔法是利用鉆一小盲孔使構(gòu)件中的殘余應(yīng)力釋放，由于采用應(yīng)變片作為測(cè)量敏感元件，因此具有較高的測(cè)量精度，且設(shè)備也便于攜帶，但卻在一定程度上損傷被測(cè)件。壓痕法測(cè)殘余應(yīng)力是一種全新的應(yīng)力測(cè)量技術(shù)，它的測(cè)量原理是利用附加應(yīng)力場(chǎng)與原始應(yīng)力場(chǎng)疊加后的輸出應(yīng)變的變化規(guī)律測(cè)殘余應(yīng)力。這種測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)在于1.簡(jiǎn)便、易用；2.精度較高；3.無(wú)損，只留下φ1.3mm，深0.3mm左右的凹坑。特別適合于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。但是要正確進(jìn)行測(cè)量，沖擊壓痕制造裝置是該測(cè)量方法中的關(guān)鍵之一。一般，沖擊壓痕法測(cè)量殘余應(yīng)力裝置有以下幾個(gè)部分構(gòu)成應(yīng)變片、應(yīng)變儀、壓痕制造裝置、壓痕對(duì)中測(cè)量裝置以及底座等組成。壓痕制造裝置的技術(shù)要求是1.由于壓痕位置的偏移，將會(huì)影響應(yīng)力的測(cè)量精度，因此必須保證壓痕定位準(zhǔn)確，要求壓痕偏離中心的距離不大于0.02mm；2.因?yàn)橹貜?fù)擊打可以影響應(yīng)力測(cè)量精度，所以同一壓痕不能進(jìn)行兩次以上(含兩次)重復(fù)擊打，即每一點(diǎn)只能進(jìn)行一次擊打；3.針對(duì)不同測(cè)量對(duì)象，要求壓痕尺寸能進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，因此要求沖擊力可調(diào)，打擊高度可調(diào)。在現(xiàn)有技術(shù)中，制造壓痕是靠手工用錘擊打壓頭制造，壓痕制造的質(zhì)量受人為因素影響很大，從而導(dǎo)致殘余應(yīng)力的測(cè)量出現(xiàn)人為誤差。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確的定點(diǎn)壓痕制造裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是安裝在底座上的導(dǎo)筒里，與底座之間緊密配合，滑動(dòng)安裝，由作為動(dòng)力部分的打擊錘、作為制造壓痕機(jī)構(gòu)的沖擊頭、擊發(fā)機(jī)構(gòu)和套筒組成，其中所述擊發(fā)機(jī)構(gòu)安裝在套筒一端，沖擊頭安裝在套筒的另一端，打擊錘通過(guò)擊發(fā)機(jī)構(gòu)安裝在套筒內(nèi)，于擊發(fā)機(jī)構(gòu)和沖擊頭之間，打擊錘前部與沖擊頭后部為擊打式接觸連接結(jié)構(gòu)；具體為打擊錘由錘頭、錘桿、動(dòng)力彈簧組成，所述錘桿插裝于擊發(fā)機(jī)構(gòu)所設(shè)的中孔里，其外壁與擊發(fā)機(jī)構(gòu)的中孔內(nèi)壁滑動(dòng)配合，動(dòng)力彈簧安裝在錘頭與擊發(fā)機(jī)構(gòu)之間，于錘桿上；沖擊頭由塞堵、外套、防反彈彈簧、沖擊桿、卡箍、緩沖墊組成，所述外套為筒狀結(jié)構(gòu)，一端具有柱狀縮口，另一端與凸形塞堵螺紋安裝；沖擊桿前部為錐形，穿插安裝于外套縮口里，并探露于套筒外表面，錐形尖端鑲嵌一鋼珠，其后端從塞堵上所設(shè)孔中穿出，于錘頭前方，沖擊桿與塞堵上所設(shè)的孔壁緊密配合，沖擊桿上設(shè)一卡箍，防反彈彈簧安裝在卡箍與套筒縮口端之間，于沖擊桿上，在卡箍與塞堵之間設(shè)有緩沖墊；在擊發(fā)機(jī)構(gòu)由扳機(jī)、調(diào)節(jié)彈簧、擊發(fā)座、連接框架、安全蓋組成，其中與套筒螺紋連接的擊發(fā)座為帽狀，頂部表面上設(shè)有大小兩個(gè)凸臺(tái)A、B于一條水平中心線上，安全蓋與擊發(fā)座側(cè)表面螺紋連接；連接框架一側(cè)邊框上帶有卡舌與相鄰的邊框通過(guò)銷軸活動(dòng)連接，所述卡舌插裝于擊發(fā)座上的大凸臺(tái)側(cè)孔里，與錘桿接觸連接，連接框架折扣在大凸臺(tái)四周，相對(duì)于設(shè)有卡舌的另一邊框上設(shè)一螺紋孔，扳機(jī)連同其上套裝的調(diào)節(jié)彈簧一起插入擊發(fā)座另一小凸臺(tái)的側(cè)孔，至連接框架上所設(shè)螺紋孔里；套筒靠近沖擊頭端安裝兩組微調(diào)螺釘；在錘桿上安設(shè)一在起動(dòng)沖擊頭時(shí)起定位導(dǎo)向鎖緊作用的軸向?qū)驕喜?；在?dǎo)向溝槽里設(shè)有卡扳機(jī)用卡舌孔；所述每組微調(diào)螺釘個(gè)數(shù)為3～4個(gè)；所述沖擊頭的外套外壁與套筒上微調(diào)螺釘相應(yīng)位置處設(shè)有周向溝槽。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中用錘擊或打擊頭制造壓痕相比，壓痕制造質(zhì)量明顯提高，表現(xiàn)在壓痕尺寸穩(wěn)定，大小可調(diào)，壓痕邊緣清晰，定位準(zhǔn)確，偏移誤差小于0.02mm，能基本消除人為誤差。
2.本發(fā)明集定位、打擊、調(diào)節(jié)于一身，具有結(jié)構(gòu)小巧、簡(jiǎn)單、易操作的特點(diǎn)，應(yīng)用于化工、水電等行業(yè)重要結(jié)構(gòu)的應(yīng)力測(cè)量能滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中打擊錘結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1中打擊頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖1中擊發(fā)機(jī)構(gòu)立體外形放大圖。
圖5為圖1中套筒結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中測(cè)量時(shí)壓痕制造裝置與底座的相對(duì)位置示意圖。
圖7為圖4中擊發(fā)機(jī)構(gòu)立體組裝圖。
圖8為圖4中擊發(fā)機(jī)構(gòu)立體分解示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1～8所示，安裝在底座5上的導(dǎo)筒里，與底座5之間緊密配合，滑動(dòng)安裝，由作為動(dòng)力部分的打擊錘1、作為制造壓痕機(jī)構(gòu)的沖擊頭2、擊發(fā)機(jī)構(gòu)3和套筒4組成，其中所述擊發(fā)機(jī)構(gòu)3安裝在套筒4一端，沖擊頭2安裝在套筒4的另一端，打擊錘1通過(guò)擊發(fā)機(jī)構(gòu)3安裝在套筒4內(nèi)，于擊發(fā)機(jī)構(gòu)3和沖擊頭2之間，打擊錘1前部與沖擊頭2后部為擊打式接觸連接結(jié)構(gòu)；具體為打擊錘1由錘頭11、錘桿12、動(dòng)力彈簧13組成，所述錘桿12插裝于擊發(fā)機(jī)構(gòu)3所設(shè)的中孔里，其外壁與擊發(fā)機(jī)構(gòu)的中孔內(nèi)壁滑動(dòng)配合，動(dòng)力彈簧13安裝在錘頭11與擊發(fā)機(jī)構(gòu)3之間，于錘桿12上；沖擊頭2由塞堵21、外套22、防反彈彈簧23、沖擊桿24、卡箍25、緩沖墊26組成，所述外套22為筒狀結(jié)構(gòu)，一端具有柱狀縮口，另一端與凸形塞堵21螺紋安裝；沖擊桿24前部為錐形，穿插安裝于外套22縮口里，并探露于套筒4外表面，錐形尖端鑲嵌一鋼珠，其后端從塞堵21上所設(shè)孔中穿出，于錘頭11前方，沖擊桿24與塞堵21上所設(shè)的孔壁緊密配合，沖擊桿24上設(shè)一卡箍25，防反彈彈簧23安裝在卡箍25與套筒縮口端之間，于沖擊桿24上，在卡箍25與塞堵21之間設(shè)有緩沖墊26；在擊發(fā)機(jī)構(gòu)3由扳機(jī)31、調(diào)節(jié)彈簧32、擊發(fā)座33、連接框架34、安全蓋37組成，其中與套筒4螺紋連接的擊發(fā)座33為帽狀，頂部表面上設(shè)有大小兩個(gè)凸臺(tái)A35、B35′于一條水平中心線上，安全蓋37與擊發(fā)座33側(cè)表面螺紋連接；連接框架34一側(cè)邊框上帶有卡舌36與相鄰的邊框通過(guò)銷軸活動(dòng)連接，所述卡舌36插裝于擊發(fā)座33上的大凸臺(tái)35側(cè)孔里，與錘桿12接觸連接，連接框架34折扣在大凸臺(tái)35四周，相對(duì)于設(shè)有卡舌36的另一邊框上設(shè)一螺紋孔，扳機(jī)31連同其上套裝的調(diào)節(jié)彈簧32一起插入擊發(fā)座33另一小凸臺(tái)35′的側(cè)孔，至連接框架34上所設(shè)螺紋孔里；套筒4靠近沖擊頭2端安裝兩組微調(diào)螺釘41；另外，在錘桿12上安設(shè)一在起動(dòng)沖擊頭2時(shí)起定位導(dǎo)向鎖緊作用的軸向?qū)驕喜?4；在導(dǎo)向溝槽14里設(shè)有卡扳機(jī)31用卡舌孔15；所述每組微調(diào)螺釘41個(gè)數(shù)為4個(gè)；所述沖擊頭2的外套22外壁與套筒4上微調(diào)螺釘相應(yīng)位置處設(shè)有周向溝槽。
為了導(dǎo)向，錘桿12上有導(dǎo)向溝槽14，在導(dǎo)向溝槽14內(nèi)有卡舌孔15，這里卡舌36的作用有二1是制動(dòng)；2是始終在導(dǎo)向溝槽14內(nèi)導(dǎo)向。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是所述套筒4起導(dǎo)向和對(duì)中作用，防反彈彈簧23起防重復(fù)擊打的反沖作用；沖擊頭與套筒采用8個(gè)螺釘對(duì)稱連接固定，分上下各4個(gè)，通過(guò)調(diào)整螺釘，可以達(dá)到微調(diào)沖擊頭2與套筒4相應(yīng)位置的目的，保證沖擊頭2與套筒4嚴(yán)格對(duì)中，從而保證打擊頭的對(duì)中精度大于0.02mm；防反彈彈簧23是為防止沖擊頭2重?fù)魤汉埸c(diǎn)而設(shè)計(jì)，其中的橡膠緩沖墊26起緩沖作用，防反彈彈簧23和橡膠緩沖墊26均有緩沖吸收反彈能量的作用。
本發(fā)明操作過(guò)程為1)對(duì)中以底座5為基本連接體，首先采用光學(xué)或光電對(duì)中裝置調(diào)節(jié)好位置，然后取下對(duì)中裝置后，將本發(fā)明裝在底座5上，無(wú)縫滑動(dòng)配合，對(duì)中裝置的圓心、底座5導(dǎo)筒的圓心和本發(fā)明定點(diǎn)壓痕制造裝置的圓心三者必須同心；2)進(jìn)行打擊，由打擊錘1擊打沖擊頭2，沖擊頭2撞擊鋼板表面，在鋼板表面產(chǎn)生相應(yīng)的壓痕，此時(shí)產(chǎn)生的壓痕位置應(yīng)與對(duì)中位置一致，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)打擊。
使用時(shí)，可調(diào)節(jié)沖擊頭2與被打擊面的距離或調(diào)節(jié)動(dòng)力彈簧13拉緊程度來(lái)調(diào)整壓痕尺寸的大小。
操作擊發(fā)機(jī)構(gòu)3過(guò)程沖擊桿24穿過(guò)擊發(fā)座33，扳機(jī)31通過(guò)小凸臺(tái)35′上的孔與連接框架34連接。準(zhǔn)備工作用力拉沖擊桿24，當(dāng)卡舌36遇到導(dǎo)向溝槽14內(nèi)卡舌孔15時(shí)，自動(dòng)卡進(jìn)卡舌孔15內(nèi)進(jìn)行卡住操作；當(dāng)工作時(shí)(打擊壓痕時(shí))，用指輕按扳機(jī)31一端，扳機(jī)31推動(dòng)連接框架34上的卡舌36，使卡舌36退出卡舌孔15，打擊錘1在動(dòng)力彈簧13的帶動(dòng)下便打擊沖擊頭2而工作。
本發(fā)明在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了壓痕打擊試驗(yàn)后，用其打擊壓痕結(jié)果進(jìn)行焊接試板殘余應(yīng)力的測(cè)量，結(jié)果表明，壓痕制造精度完全滿足設(shè)計(jì)偏差不超過(guò)0.02mm的要求。
在進(jìn)行零部件加工時(shí)，特別是沖擊頭2與套筒4等對(duì)對(duì)中精度有直接影響的部分零部件，一定要注意加工精度，保證組裝后嚴(yán)格對(duì)中；在進(jìn)行各個(gè)部分組裝時(shí)，要注意各個(gè)部件之間的相對(duì)位置，以保證對(duì)中精度，特別是打擊頭與套筒組裝時(shí)，要通過(guò)微調(diào)螺釘進(jìn)行微調(diào)，保證其嚴(yán)格對(duì)中。
相關(guān)比較例手工錘擊制造壓痕技術(shù)，定位有人為誤差、壓痕尺寸不穩(wěn)定、大小不易控制等缺點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種定點(diǎn)壓痕制造裝置，其特征在于安裝在底座(5)上的導(dǎo)筒里，與底座(5)之間緊密配合，滑動(dòng)安裝，由作為動(dòng)力部分的打擊錘(1)、作為制造壓痕機(jī)構(gòu)的沖擊頭(2)、擊發(fā)機(jī)構(gòu)(3)和套筒(4)組成，其中所述擊發(fā)機(jī)構(gòu)(3)安裝在套筒(4)一端，沖擊頭(2)安裝在套筒(4)的另一端，打擊錘(1)通過(guò)擊發(fā)機(jī)構(gòu)(3)安裝在套筒(4)內(nèi)，于擊發(fā)機(jī)構(gòu)(3)和沖擊頭(2)之間，打擊錘(1)前部與沖擊頭(2)后部為擊打式接觸連接結(jié)構(gòu)；具體為打擊錘(1)由錘頭(11)、錘桿(12)、動(dòng)力彈簧(13)組成，所述錘桿(12)插裝于擊發(fā)機(jī)構(gòu)(3)所設(shè)的中孔里，其外壁與擊發(fā)機(jī)構(gòu)的中孔內(nèi)壁滑動(dòng)配合，動(dòng)力彈簧(13)安裝在錘頭(11)與擊發(fā)機(jī)構(gòu)(3)之間，于錘桿(12)上；沖擊頭(2)由塞堵(21)、外套(22)、防反彈彈簧(23)、沖擊桿(24)、卡箍(25)、緩沖墊(26)組成，所述外套(22)為筒狀結(jié)構(gòu)，一端具有柱狀縮口，另一端與凸形塞堵(21)螺紋安裝；沖擊桿(24)前部為錐形，穿插安裝于外套(22)縮口里，并探露于套筒(4)外表面，錐形尖端鑲嵌一鋼珠，其后端從塞堵(21)上所設(shè)孔中穿出，于錘頭(11)前方，沖擊桿(24)與塞堵(21)上所設(shè)的孔壁緊密配合，沖擊桿(24)上設(shè)一卡箍(25)，防反彈彈簧(23)安裝在卡箍(25)與套筒縮口端之間，于沖擊桿(24)上，在卡箍(25)與塞堵(21)之間設(shè)有緩沖墊(26)；在擊發(fā)機(jī)構(gòu)(3)由扳機(jī)(31)、調(diào)節(jié)彈簧(32)、擊發(fā)座(33)、連接框架(34)、安全蓋(37)組成，其中與套筒(4)螺紋連接的擊發(fā)座(33)為帽狀，頂部表面上設(shè)有大小兩個(gè)凸臺(tái)A、B(35、35′)于一條水平中心線上，安全蓋(37)與擊發(fā)座(33)側(cè)表面螺紋連接；連接框架(34)一側(cè)邊框上帶有卡舌(36)與相鄰的邊框通過(guò)銷軸活動(dòng)連接，所述卡舌(36)插裝于擊發(fā)座(33)上的大凸臺(tái)(35)側(cè)孔里，與錘桿(12)接觸連接，連接框架(34)折扣在大凸臺(tái)(35)四周，相對(duì)于設(shè)有卡舌(36)的另一邊框上設(shè)一螺紋孔，扳機(jī)(31)連同其上套裝的調(diào)節(jié)彈簧(32)一起插入擊發(fā)座(33)另一小凸臺(tái)(35′)的側(cè)孔，至連接框架(34)上所設(shè)螺紋孔里；套筒(4)靠近沖擊頭(2)端安裝兩組微調(diào)螺釘(41)。
2.按照權(quán)利要求1所述定點(diǎn)壓痕制造裝置，其特征在于在錘桿(12)上安設(shè)一在起動(dòng)沖擊頭(2)時(shí)起定位導(dǎo)向鎖緊作用的軸向?qū)驕喜?14)；在導(dǎo)向溝槽(14)里設(shè)有卡扳機(jī)(31)用卡舌孔(15)。
3.按照權(quán)利要求1所述定點(diǎn)壓痕制造裝置，其特征在于所述每組微調(diào)螺釘(41)個(gè)數(shù)為3～4個(gè)。
4.按照權(quán)利要求1所述定點(diǎn)壓痕制造裝置，其特征在于所述沖擊頭(2)的外套(22)外壁與套筒(4)上微調(diào)螺釘相應(yīng)位置處設(shè)有周向溝槽。
全文摘要
一種定點(diǎn)壓痕制造裝置。它與底座之間緊密配合,滑動(dòng)安裝,由作為動(dòng)力部分的打擊錘、作為制造壓痕機(jī)構(gòu)的沖擊頭、擊發(fā)機(jī)構(gòu)和套筒組成,其中:所述擊發(fā)機(jī)構(gòu)安裝在套筒一端,沖擊頭安裝在套筒的另一端,打擊錘通過(guò)擊發(fā)機(jī)構(gòu)上的扳機(jī)安裝在套筒內(nèi),于擊發(fā)機(jī)構(gòu)和沖擊頭之間,打擊錘前部與沖擊頭后部為擊打式接觸連接結(jié)構(gòu)。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01N3/30GK1378075SQ0111381
公開(kāi)日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2001年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月4日
發(fā)明者林泉洪, 陳懷寧, 陳靜, 黃春玲 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所