基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，屬于顯微硬度測(cè)試領(lǐng)域，主要解決目前顯微硬度厚度層測(cè)量過程中試樣邊界與工作臺(tái)邊界難以保持平行以及測(cè)試點(diǎn)之間距離過大的問題。該夾具基座整體呈長方體結(jié)構(gòu)，頂部有容納垂直滑臺(tái)和夾緊墊板的方形空腔，空腔頂部有收口結(jié)構(gòu)，空腔前側(cè)面與后側(cè)面有安裝水平調(diào)節(jié)螺釘和楔塊調(diào)節(jié)螺釘?shù)穆菁y孔，空腔底面有T型導(dǎo)向槽，方向垂直于空腔側(cè)面，楔塊調(diào)節(jié)螺釘一端與滑移楔塊配合，水平調(diào)節(jié)螺釘通過一端的球形端面與夾緊墊板接觸，垂直滑臺(tái)四角位置各有一個(gè)彈簧固定銷。本實(shí)用新型使用過程中借助夾具保證了試樣待測(cè)邊界與顯微硬度計(jì)工作臺(tái)邊界的平行度，改善了測(cè)試精度，測(cè)試方法操作簡單，測(cè)試精度高，能夠以顯微硬度計(jì)的最高精度進(jìn)行硬化層厚度的測(cè)試。
【專利說明】基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，屬于顯微硬度測(cè)試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波光整強(qiáng)化工藝是將超聲波振動(dòng)引入到零件表面處理過程中的一種新技術(shù)，超聲波光整強(qiáng)化系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿和加工頭四部分。超聲波發(fā)生器是將50Hz的交流電轉(zhuǎn)換成一定功率的超聲波振蕩電流，提供給超聲波換能器，換能器的功能是將高頻電流轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，振動(dòng)傳入形狀為一頭粗一頭細(xì)呈桿狀結(jié)構(gòu)的變幅桿，變幅桿將振動(dòng)進(jìn)行放大，并傳給加工頭進(jìn)行零件表面強(qiáng)化。
[0003]顯微硬度是一種壓入硬度，反映被測(cè)物體對(duì)抗另一硬物體壓入的能力。測(cè)量的儀器是顯微硬度計(jì)，它實(shí)際上是一臺(tái)設(shè)有加負(fù)荷裝置帶有目鏡測(cè)微器的顯微鏡。測(cè)定之前，先要將待測(cè)磨料制成反光磨片試樣，置于顯微硬度計(jì)的載物臺(tái)上，通過加負(fù)荷裝置對(duì)四棱錐形的金剛石壓頭加壓。負(fù)荷的大小可根據(jù)待測(cè)材料的硬度不同而增減。金剛石壓頭壓入試樣后，在試樣表面上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)凹坑。把顯微鏡十字絲對(duì)準(zhǔn)凹坑，用目鏡測(cè)微器測(cè)量凹坑對(duì)角線的長度。根據(jù)所加負(fù)荷及凹坑對(duì)角線長度就可計(jì)算出所測(cè)物質(zhì)的顯微硬度值。
[0004]本實(shí)用新型是基于維氏顯微硬度壓頭進(jìn)行的設(shè)計(jì)，該壓頭是將金剛石磨成正四棱錐體，其相對(duì)兩面夾角為136°。維氏顯微硬度值是所施加的負(fù)荷(kgf)除以壓痕的表面積(_2)。采用維氏金剛石壓頭時(shí)，其壓痕深度約為對(duì)角線長度的1/7。目前顯微硬度厚度層測(cè)量方法多為直接使用顯微硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)試，由于測(cè)試過程中需要保證試樣邊界與工作臺(tái)邊界保持平行，這一點(diǎn)當(dāng)前主要靠人工調(diào)整試樣位置來實(shí)現(xiàn)，在顯微尺度下平行度難以保證，進(jìn)而影響測(cè)量精度甚至導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果錯(cuò)誤。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供了基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
[0007]該基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具結(jié)構(gòu)包括基座、彈簧、垂直滑臺(tái)、夾緊墊板、水平調(diào)節(jié)螺釘、T型導(dǎo)向槽、滑移楔塊、楔塊調(diào)節(jié)螺釘、垂直導(dǎo)向槽、彈簧固定銷；基座整體呈長方體結(jié)構(gòu)，頂部有容納垂直滑臺(tái)和夾緊墊板的方形空腔，空腔頂部有收口結(jié)構(gòu)，空腔前側(cè)面與后側(cè)面有安裝水平調(diào)節(jié)螺釘和楔塊調(diào)節(jié)螺釘?shù)穆菁y孔，空腔底面有T型導(dǎo)向槽，方向垂直于空腔側(cè)面，滑移楔塊通過底部有T型凸起結(jié)構(gòu)沿T型導(dǎo)向槽滑移，楔塊調(diào)節(jié)螺釘一端與滑移楔塊配合，借助楔塊調(diào)節(jié)螺釘?shù)男M(jìn)旋出可以實(shí)現(xiàn)滑移楔塊的移動(dòng)，滑移楔塊與垂直滑臺(tái)之間通過斜面配合實(shí)現(xiàn)垂直方向的移動(dòng)，水平調(diào)節(jié)螺釘通過一端的球形端面與夾緊墊板接觸，借助水平調(diào)節(jié)螺釘?shù)男M(jìn)旋出實(shí)現(xiàn)夾緊墊板的移動(dòng)，垂直滑臺(tái)四角位置各有一個(gè)彈簧固定銷，垂直滑臺(tái)通過兩個(gè)側(cè)邊分別設(shè)置的兩個(gè)導(dǎo)向凸起沿垂直導(dǎo)向槽實(shí)現(xiàn)滑移。
[0008]所述滑移楔塊頂面為斜面結(jié)構(gòu)，底部有T型凸起結(jié)構(gòu)，滑移楔塊后端面有圓柱形凸起，該凸起端面中部有圓柱形通孔，通孔朝滑移楔塊底面的一側(cè)為通槽，該凸起中部有圓柱形空腔，該空腔朝滑移楔塊底面的一側(cè)為通槽。
[0009]所述楔塊調(diào)節(jié)螺釘端部有圓柱形桿結(jié)構(gòu)，圓柱形桿中部有直徑小于兩端的圓柱形軸頸結(jié)構(gòu)。
[0010]所述垂直滑臺(tái)四角位置各有一個(gè)方向朝上的彈簧固定銷，垂直滑臺(tái)通過兩個(gè)側(cè)邊分別設(shè)置的兩個(gè)導(dǎo)向凸起沿垂直導(dǎo)向槽實(shí)現(xiàn)滑移，垂直滑臺(tái)底面中部位置設(shè)置斜面凸起，斜面傾斜角度與滑移楔塊頂面的斜面結(jié)構(gòu)角度相等。
[0011]所述基座左右側(cè)面各設(shè)置側(cè)耳結(jié)構(gòu)，側(cè)耳沿長度方向設(shè)置兩個(gè)開口，使用過程中借助基座兩邊的開口通過螺栓固定在硬度測(cè)試設(shè)備工作臺(tái)面上，基座頂部空腔的側(cè)面上設(shè)置兩道豎直排布的導(dǎo)向槽，空腔頂部有收口結(jié)構(gòu)，收口結(jié)構(gòu)四角位置各設(shè)置一個(gè)朝下的彈簧固定銷。
[0012]該基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具使用分以下步驟:
[0013](I)將待測(cè)試樣根據(jù)夾具尺寸進(jìn)行切割，制作成符合規(guī)格的試樣。
[0014](2)將試樣一側(cè)進(jìn)行打磨拋光，直至拋光面肉眼觀察無明顯劃痕即為符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
[0015](3)將試樣放置于垂直滑臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)楔塊調(diào)節(jié)螺釘使試樣的上表面與基座頂面平齊，同時(shí)保證試樣的待測(cè)硬度層貼近基座空腔的側(cè)面。
[0016](4)旋轉(zhuǎn)水平調(diào)節(jié)螺釘使夾緊墊板移動(dòng)直至夾緊試樣為止。
[0017](5)借助基座兩側(cè)側(cè)耳結(jié)構(gòu)將整套夾具固定于顯微硬度計(jì)工作臺(tái)面上，并使試樣待測(cè)邊界與工作臺(tái)邊沿平行。
[0018](6)測(cè)試第一個(gè)顯微硬度點(diǎn)并記錄數(shù)值，此時(shí)借助顯微硬度計(jì)工作臺(tái)將夾具沿試樣待測(cè)邊界方向移動(dòng)大于兩倍壓痕對(duì)角線長度的距離，之后再沿垂直于試樣待測(cè)邊界方向移動(dòng)10 μ m,進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的測(cè)試，如此往復(fù)可以實(shí)現(xiàn)顯微硬化層厚度的測(cè)試。
[0019]本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1.本實(shí)用新型新穎獨(dú)特，使用過程中借助夾具保證了試樣待測(cè)邊界與顯微硬度計(jì)工作臺(tái)邊界的平行度，改善了測(cè)試精度。
[0021]2.測(cè)試方法操作簡單，測(cè)試精度高，能夠以顯微硬度計(jì)的最高精度進(jìn)行硬化層厚度的測(cè)試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型整體剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型整體裝配圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型滑移楔塊與楔塊調(diào)節(jié)螺釘配合圖。
[0025]圖4為本實(shí)用新型垂直滑臺(tái)底面結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖5為本實(shí)用新型垂直滑臺(tái)頂面結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖6為本實(shí)用新型滑移楔塊結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖7為本實(shí)用新型基座剖面結(jié)構(gòu)圖。[0029]圖8為本實(shí)用新型測(cè)試過程圖。
[0030]圖9為本實(shí)用新型硬度測(cè)試點(diǎn)分布圖。
[0031]圖中:1基座、2彈簧、3垂直滑臺(tái)、4夾緊墊板、5水平調(diào)節(jié)螺釘、6T型導(dǎo)向槽、7滑移楔塊、8楔塊調(diào)節(jié)螺釘、9垂直導(dǎo)向槽、10彈簧固定銷、11試樣邊界、12測(cè)試點(diǎn)軌跡、13測(cè)試點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1
[0033]如圖1、2、3、4、5、6、7所示:基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具結(jié)構(gòu)包括基座、彈簧、垂直滑臺(tái)、夾緊墊板、水平調(diào)節(jié)螺釘、T型導(dǎo)向槽、滑移楔塊、楔塊調(diào)節(jié)螺釘、垂直導(dǎo)向槽、彈簧固定銷；基座整體呈長方體結(jié)構(gòu)，頂部有容納垂直滑臺(tái)和夾緊墊板的方形空腔，空腔頂部有收口結(jié)構(gòu)，空腔前側(cè)面與后側(cè)面有安裝水平調(diào)節(jié)螺釘和楔塊調(diào)節(jié)螺釘?shù)穆菁y孔，空腔底面有T型導(dǎo)向槽，方向垂直于空腔側(cè)面，滑移楔塊通過底部有T型凸起結(jié)構(gòu)沿T型導(dǎo)向槽滑移，楔塊調(diào)節(jié)螺釘一端與滑移楔塊配合，借助楔塊調(diào)節(jié)螺釘?shù)男M(jìn)旋出可以實(shí)現(xiàn)滑移楔塊的移動(dòng)，滑移楔塊與垂直滑臺(tái)之間通過斜面配合實(shí)現(xiàn)垂直方向的移動(dòng)，水平調(diào)節(jié)螺釘通過一端的球形端面與夾緊墊板接觸，借助水平調(diào)節(jié)螺釘?shù)男M(jìn)旋出實(shí)現(xiàn)夾緊墊板的移動(dòng)，垂直滑臺(tái)四角位置各有一個(gè)彈簧固定銷，垂直滑臺(tái)通過兩個(gè)側(cè)邊分別設(shè)置的兩個(gè)導(dǎo)向凸起沿垂直導(dǎo)向槽實(shí)現(xiàn)滑移；滑移楔塊頂面為斜面結(jié)構(gòu)，底部有T型凸起結(jié)構(gòu)，滑移楔塊后端面有圓柱形凸起，該凸起端面中部有圓柱形通孔，通孔朝滑移楔塊底面的一側(cè)為通槽，該凸起中部有圓柱形空腔，該空腔朝滑移楔塊底面的一側(cè)為通槽；楔塊調(diào)節(jié)螺釘端部有圓柱形桿結(jié)構(gòu)，圓柱形桿中部有直徑小于兩端的圓柱形軸頸結(jié)構(gòu)；垂直滑臺(tái)四角位置各有一個(gè)方向朝上的彈簧固定銷，垂直滑臺(tái)通過兩個(gè)側(cè)邊分別設(shè)置的兩個(gè)導(dǎo)向凸起沿垂直導(dǎo)向槽實(shí)現(xiàn)滑移，垂直滑臺(tái)底面中部位置設(shè)置斜面凸起，斜面傾斜角度與滑移楔塊頂面的斜面結(jié)構(gòu)角度相等。
[0034]本實(shí)施例所描述的基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，使用時(shí)，需要利用螺栓借助基座兩側(cè)的開口結(jié)構(gòu)固定在顯微硬度計(jì)的工作臺(tái)面上，由于基座兩側(cè)的開口結(jié)構(gòu)為對(duì)稱分布，可以保證夾具相對(duì)工作臺(tái)面的平行度。
[0035]實(shí)施例2
[0036]如圖8、9所示:該基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具使用時(shí)分為以下步驟:
[0037](I)將待測(cè)試樣根據(jù)夾具尺寸進(jìn)行切割，制作成符合規(guī)格的試樣。
[0038](2)將試樣一側(cè)進(jìn)行打磨拋光，直至拋光面肉眼觀察無明顯劃痕即為符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
[0039](3)將試樣放置于垂直滑臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)楔塊調(diào)節(jié)螺釘使試樣的上表面與基座頂面平齊，同時(shí)保證試樣的待測(cè)硬度層貼近基座空腔的側(cè)面。
[0040](4)旋轉(zhuǎn)水平調(diào)節(jié)螺釘使夾緊墊板移動(dòng)直至夾緊試樣為止。
[0041](5)借助基座兩側(cè)側(cè)耳結(jié)構(gòu)將整套夾具固定于顯微硬度計(jì)工作臺(tái)面上，并使試樣待測(cè)邊界與工作臺(tái)邊沿平行。
[0042](6)測(cè)試第一個(gè)顯微硬度點(diǎn)并記錄數(shù)值，此時(shí)借助顯微硬度計(jì)工作臺(tái)將夾具沿試樣待測(cè)邊界方向移動(dòng)大于兩倍壓痕對(duì)角線長度的距離，之后再沿垂直于試樣待測(cè)邊界方向移動(dòng)10 μ m,進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的測(cè)試，如此往復(fù)可以實(shí)現(xiàn)顯微硬化層厚度的測(cè)試。
[0043]本實(shí)施例所描述的基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，操作前需要將待測(cè)試樣切制呈方體形，上下底面需要平行。
[0044]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的范圍內(nèi)，可輕易想到的變化，都應(yīng)涵蓋在實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，結(jié)構(gòu)包括基座、彈簧、垂直滑臺(tái)、夾緊墊板、水平調(diào)節(jié)螺釘、T型導(dǎo)向槽、滑移楔塊、楔塊調(diào)節(jié)螺釘、垂直導(dǎo)向槽、彈簧固定銷；其特征是:基座整體呈長方體結(jié)構(gòu)，頂部有容納垂直滑臺(tái)和夾緊墊板的方形空腔，空腔頂部有收口結(jié)構(gòu)，空腔前側(cè)面與后側(cè)面有安裝水平調(diào)節(jié)螺釘和楔塊調(diào)節(jié)螺釘?shù)穆菁y孔，空腔底面有T型導(dǎo)向槽，方向垂直于空腔側(cè)面，楔塊調(diào)節(jié)螺釘一端與滑移楔塊配合，水平調(diào)節(jié)螺釘通過一端的球形端面與夾緊墊板接觸，垂直滑臺(tái)四角位置各有一個(gè)彈簧固定銷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，其特征是:滑移楔塊頂面為斜面結(jié)構(gòu)，底部有T型凸起結(jié)構(gòu)，滑移楔塊后端面有圓柱形凸起，該凸起端面中部有圓柱形通孔，通孔朝滑移楔塊底面的一側(cè)為通槽，該凸起中部有圓柱形空腔，該空腔朝滑移楔塊底面的一側(cè)為通槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，其特征是:楔塊調(diào)節(jié)螺釘端部有圓柱形桿結(jié)構(gòu)，圓柱形桿中部有直徑小于兩端的圓柱形軸頸結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，其特征是:垂直滑臺(tái)四角位置各有一個(gè)方向朝上的彈簧固定銷，垂直滑臺(tái)底面中部位置設(shè)置斜面凸起，斜面傾斜角度與滑移楔塊頂面的斜面結(jié)構(gòu)角度相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波光整強(qiáng)化的顯微硬化層測(cè)量夾具，其特征是:基座左右側(cè)面各設(shè)置側(cè)耳結(jié)構(gòu)，側(cè)耳沿長度方向設(shè)置兩個(gè)開口，基座頂部空腔的側(cè)面上設(shè)置兩道豎直排布的導(dǎo)向槽，空腔頂部有收口結(jié)構(gòu)，收口結(jié)構(gòu)四角位置各設(shè)置一個(gè)朝下的彈簧固定銷。
【文檔編號(hào)】G01N3/04GK203745298SQ201420144063
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】魯帥帥, 昃向博, 田田, 張孟杰, 欒富鈺, 苗祥根, 朱連花 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)