[发明专利]基于分离式霍普金森压杆系统的高速切削实验装置

说明书

本发明公开了一种基于分离式霍普金森压杆系统的高速切削实验装置，用于解决现有高速切削实验装置使用不便的技术问题。技术方案是由分离式霍普金森压杆系统、刀具及夹持装置、试件夹持装置和加工试件组成。所述刀具及夹持装置由切削刀具和夹具体组成，所述夹具体安装在入射杆上朝向透射杆的一端。所述切削刀具对称安装在夹具体上，所述试件夹持装置安装在透射杆上朝向刀具及夹持装置的一端；所述加工试件安装在试件夹持装置的凹槽上，加工试件的位置与所述刀具切削刃形成空腔位置对应。所述撞击杆驱动入射杆产生应力脉冲并驱动切削刀具高速切削加工试件。该装置在实验过程中能够将加工试件和试件夹持装置分开，方便加工试件的安装和更换。

技术领域

本发明涉及一种高速切削实验装置，特别是涉及一种基于分离式霍普金森压杆系统的高速切削实验装置。

背景技术

高速切削技术是当今先进制造技术领域的关键性技术，高速切削具有切削效率高、切削力小、加工精度高、工件表面质量好以及可以实现各种难切削材料加工的特点。近年来在航空航天、汽车、磨具等制造业方面应用日益广泛，也取得巨大的经济效益。而对材料高速切削性能和高速切削机理的研究，必须依靠金属高速切削实验来实现

传统高速切削实验需要高转速的切削机床和复杂的测试仪器，具有成本昂贵、操作复杂的特点，而这些特点在很大程度上限制了高速切削技术的研究和发展。分离式霍普金森压杆实验装置是测量材料动态力学性能的基本实验装置。随着近年来对霍普金森压杆的改装和完善，越来越多的学者开始以成本低廉、操作简单的霍普金森压杆装置来替代高速机床进行高速切削实验。

文献“申请公布号是CN105699124A的中国发明专利”公开了一种实现高速切削的实验装置。该装置由分离式霍普金森压杆系统、加工件和套筒组成。加工件设在霍普金森压杆透射杆的朝向入射杆的一端，套筒设在霍普金森压杆入射杆的朝向加工件的一端。由驱动件驱动入射杆带动套筒上切削刃的切削设在透射杆一端的加工件，从而实现高速切削的目的。然而该实验装置套筒和加工件一固定，整个实验过程的切削深度随即确定，在实验过程中不能改变加工件的切削深度，并且整个加工件固定在透射杆上，更换加工件比较繁琐。

发明内容

为了克服现有高速切削实验装置使用不便的不足，本发明提供一种基于分离式霍普金森压杆系统的高速切削实验装置。该实验装置由分离式霍普金森压杆系统、刀具及夹持装置、试件夹持装置和加工试件组成。所述分离式霍普压杆系统包括撞击杆、入射杆和透射杆，其沿同一轴线依次排列并能够沿轴线方向运动；所述刀具及夹持装置由切削刀具、夹具体和刀具调节机构组成，所述夹具体安装在入射杆上朝向透射杆的一端。所述切削刀具对称安装在夹具体上，刀具切削刃间留有朝向透射杆方向的空腔，所述刀具调节机构可以调节刀具前后移动的距离从而改变加工试件切削深度；所述试件夹持装置安装在透射杆上朝向刀具及夹持装置的一端；所述加工试件安装在试件夹持装置的凹槽上，并且朝向刀具及夹持装置，加工试件的位置与所述刀具切削刃形成空腔位置对应。所述撞击杆驱动入射杆产生应力脉冲并驱动切削刀具高速切削加工试件。该装置在实验过程中可以调节加工试件的切削深度，并且将加工试件和试件夹持装置分开，方便加工试件的安装和更换。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于分离式霍普金森压杆系统的高速切削实验装置，包括由入射杆11和透射杆12组成的分离式霍普金森压杆系统10，入射杆11和透射杆12同一轴线排列，其特点是还包括刀具及夹持装置20、试件夹持装置40和加工试件50。