硬質(zhì)推進(jìn)劑力學(xué)性能試樣前處理薄片切削裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硬質(zhì)推進(jìn)劑力學(xué)性能試樣前處理薄片切削裝置，是為了解決現(xiàn)有手工切削工藝尺寸控制難、平行性差，質(zhì)量難以滿足要求的問題，本發(fā)明由控制系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)和鈹銅刀具系統(tǒng)組成。本發(fā)明加工的推進(jìn)劑薄片厚度均勻，尺寸滿足測(cè)試要求，節(jié)約試樣用量，適用于硬度較大的推進(jìn)劑薄片的加工。
【專利說明】硬質(zhì)推進(jìn)劑力學(xué)性能試樣前處理薄片切削裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種薄片切削裝置，屬于推進(jìn)劑測(cè)試領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]力學(xué)性能是推進(jìn)劑的重要性能之一，關(guān)系到固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)做功時(shí)的安全性和發(fā)動(dòng)機(jī)的貯存壽命，目前已形成有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法，如GJB770B-2005方法413.1-413.4和414.1等。其試驗(yàn)方法主要是將推進(jìn)劑方坯藥加工處理成規(guī)定尺寸的試樣，通過材料試驗(yàn)機(jī)上通過施加恒定的應(yīng)力或應(yīng)變或應(yīng)力變化速率，獲得在特定條件下推進(jìn)劑的力學(xué)性能，如最大抗拉強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、最大伸長率和斷裂伸長率。試樣處理首先都需要將制成的推進(jìn)劑方坯藥處理成具有一定厚度(厚度偏差±0.5mm)的均勻薄片，然后在其它模具下加工成試驗(yàn)所需的形狀和尺寸。目前，規(guī)定厚度的薄片加工時(shí)，操作人員采用手工加工而成，主要存在以下缺點(diǎn):1)手工切削造成試片尺寸不均勻，往往不滿足國軍標(biāo)的測(cè)試要求。推進(jìn)劑方坯藥切削時(shí)，試樣薄片厚度是通過直尺在方坯藥的一個(gè)面上描繪出等間隔的直線定位，使用鈹銅刀具手工沿線切削而成。試樣薄片在加工過程中，手工繪制直線間距不均勻，切削時(shí)通過肉眼觀察使得刀片與直線對(duì)其不精確，另外切削過程中方坯藥容易左右偏移等，均造成切出的試樣薄片厚度不均勻，往往超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的偏差，不滿足國軍標(biāo)的測(cè)試要求，這在軍品的質(zhì)量控制中是不允許的。2)手工切削藥量浪費(fèi)較大，效率較低。試樣薄片切削過程中不均勻造成的質(zhì)量不合格造成了藥量的浪費(fèi)，且導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)隨機(jī)，離散性大，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，增加了試驗(yàn)結(jié)果的人為影響因素。全靠手工切削和人工測(cè)量，效率低，對(duì)于硬度較大的方坯藥，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題的不足與缺陷，本發(fā)明提供一套硬質(zhì)推進(jìn)劑力學(xué)性能試樣前處理薄片切削裝置，該裝置實(shí)現(xiàn)了推進(jìn)劑試樣薄片的機(jī)械加工、加工的薄片厚度均勻、一致性好、質(zhì)量滿足國軍標(biāo)測(cè)試要求、節(jié)約試樣用量。
[0004]本發(fā)明提供的硬質(zhì)推進(jìn)劑力學(xué)性能試樣前處理薄片切削裝置，包括控制系統(tǒng)、鈹銅刀具系統(tǒng)和進(jìn)樣系統(tǒng)。
[0005]所述控制系統(tǒng)包括控制單元、側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)、上壓防爆步進(jìn)電機(jī)、防爆空氣壓縮機(jī)和活塞桿組成，主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)防爆步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)和防爆空氣壓縮機(jī)的充放氣過程?？刂茊卧挥跈M梁靠近基座支架一側(cè)，上壓防爆步進(jìn)電機(jī)和防爆空氣壓縮機(jī)位于橫梁遠(yuǎn)離基座支架的一側(cè)，側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)位于基座支架下端。
[0006]所述進(jìn)樣系統(tǒng)主要包括樣品池、基座、水平導(dǎo)引槽、矩形凹槽、定位銷、固定擋板、橫梁、上壓板連接桿、上壓板、側(cè)壓板連接桿和側(cè)壓板組成。基座為整個(gè)切削裝置的底座，樣品池是由基座、基座支架、樣品池前壁和樣品池后壁圍和組成，樣品池前壁、樣品池后壁末端端面與基座交匯處開有矩形凹槽，將基座分為樣品臺(tái)和一定寬度的樣品支撐平臺(tái)，矩形凹槽平行于鈹銅刀具，樣品固定擋板位于樣品支撐平臺(tái)末端，并垂直于樣品支撐平臺(tái)。橫梁平行于基座并與基座支架連接。側(cè)壓板通過側(cè)壓板連接桿與側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)相連，樣品平臺(tái)中間開有平行于樣品池前壁的水平導(dǎo)引槽，側(cè)壓板底部梯形限制塊咬合于水平導(dǎo)引槽中，在水平導(dǎo)引槽末端設(shè)有一定位銷，定位銷的寬度為8mm,限制側(cè)壓板的最大水平位移。上壓板位于樣品池上方鈹銅刀具后2mm處，并垂直于鈹銅刀具，上壓板的寬度為10mm，上壓板通過上壓板連接桿與上壓防爆步進(jìn)電機(jī)相連。固定擋板的高度遠(yuǎn)低于試樣的厚度，以便在切削時(shí)，減小擠壓損傷和切削阻力?；w采用不銹鋼材質(zhì)，側(cè)壓板和上壓板均采用鋁材質(zhì)。側(cè)壓板的高度為30mm,低于試樣的厚度。
[0007]所述鈹銅刀具系統(tǒng)包括鈹銅刀具、梯形刀具導(dǎo)引桿、垂直梯形導(dǎo)引槽、固定螺釘螺母組及刀具連接桿組成。樣品池前壁和后壁末端兩端面分別刻有垂直梯形導(dǎo)引槽垂直于樣品臺(tái)，梯形刀具導(dǎo)引桿置于與其相咬合的垂直梯形導(dǎo)引槽中，鈹銅刀具兩側(cè)邊通過固定螺釘螺母組分別固定在兩邊梯形刀具導(dǎo)引桿上，刀具上端依次通過刀具連接桿，活塞桿與防爆空氣壓縮機(jī)連接。鈹銅刀具和固定擋板之間的距離定為10mm。鈹銅刀具采用楔形刀具，楔形角3度,最厚2.5mm。本裝置最大可加工試樣方還藥尺寸為200mmX 120mmX60mm。
[0008]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
[0009](一 )采用本發(fā)明，可保證試片尺寸可控，提高了試樣薄片的一致性。
[0010](二)采用本發(fā)明，切削過程中除了第一片和最后一片的邊料不能利用外，其余切削試片都滿足試驗(yàn)要求即厚度偏差在±0.5_以內(nèi)，降低了人為影響因素，減少了資源浪費(fèi)，提高了試樣薄片的切削效率。
[0011](三)本發(fā)明在試樣薄片整個(gè)切削過程中，不需要人工測(cè)量，減少了切削過程中的人為因素，基本實(shí)現(xiàn)了試樣薄片的機(jī)械加工。
[0012](四)本發(fā)明采用防爆步進(jìn)電機(jī)、防爆空氣壓縮機(jī)分別作為控制系統(tǒng)的組成部分之一，鈹銅刀具作為切削的主要工具，保證了試片加工過程中的安全性，適用于火炸藥材料的安全加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明硬質(zhì)推進(jìn)劑力學(xué)性能試樣前處理薄片切削裝置的總體構(gòu)成示意圖。圖1中I基座，2定位銷，3矩形凹槽，4樣品支撐平臺(tái)，5固定擋板，6垂直梯形導(dǎo)引槽，7鈹銅刀具，8固定螺釘螺母組，9梯形刀具導(dǎo)引桿，10刀具連接桿，11上壓板連接桿，12活塞桿，13上壓防爆步進(jìn)電機(jī)，14防爆空氣壓縮機(jī)，15橫梁，16控制單元，17基座支架，18樣品臺(tái)，19側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)，20側(cè)壓板連接桿，21側(cè)壓板，22試樣，23水平導(dǎo)引槽，24樣品池前壁，25樣品池后壁，26上壓板。
[0014]圖2是圖1中的鈹銅刀具7和刀具連接桿10之間的連接示意圖。圖2中7-1刀具固定螺釘螺母，8-1，8-2，8-3，8-4固定螺釘螺母組。
[0015]圖3是圖1中的側(cè)壓板21示意圖。圖3中21-1梯形限制塊。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述。
[0017]本發(fā)明包括控制系統(tǒng)，鈹銅刀具系統(tǒng)和進(jìn)樣系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)主要包括控制單元16、側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)19、上壓防爆步進(jìn)電機(jī)13、防爆空氣壓縮機(jī)14和活塞桿12組成，主要負(fù)責(zé)控制上壓、側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)13、19的運(yùn)動(dòng)和防爆空氣壓縮機(jī)14的充放氣過程?？刂茊卧挥跈M梁15靠近基座支架17 —側(cè)，上壓防爆步進(jìn)電機(jī)13和防爆空氣壓縮機(jī)14位于橫梁15遠(yuǎn)離基座支架17的一端，側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)19位于基座支架17下端。所述進(jìn)樣系統(tǒng)主要包括樣品池、基座1、水平導(dǎo)引槽23、矩形凹槽3、定位銷2、固定擋板5、橫梁
15、上壓板連接桿11、上壓板26、側(cè)壓板連接桿20和側(cè)壓板21組成?；鵌為整個(gè)切削裝置的底座，基座I整體采用不銹鋼材質(zhì)，樣品池是由基座1、基座支架17、樣品池前壁24和樣品池后壁25圍和組成，樣品池前壁24、樣品池后壁25末端端面與基座I交匯處開有矩形凹槽3，將基座I分為樣品臺(tái)18和一定寬度的樣品支撐平臺(tái)4，矩形凹槽3平行于鈹銅刀具7，固定擋板5位于樣品支撐平臺(tái)4末端，并垂直于樣品支撐平臺(tái)4，鈹銅刀具7和固定擋板5之間的距離定為10mm。固定擋板5的高度遠(yuǎn)低于試樣22的厚度，以便在切削時(shí)，減小擠壓損傷和切削阻力，側(cè)壓板21的高度為30mm，低于試樣22的厚度。橫梁15平行于基座I并與基座支架17連接。側(cè)壓板21并通過側(cè)壓板連接桿20與側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)19連接，樣品臺(tái)18中間開有平行于樣品池前壁24的水平導(dǎo)引槽23側(cè)壓板21底部梯形限制塊21_1咬合于水平導(dǎo)引槽23中，在水平導(dǎo)引槽23末端設(shè)有一定位銷2，限制側(cè)壓板21的最大水平位移，定位銷2的寬度為8mm。上壓板26位于樣品池上方鈹銅刀具7后2mm處，并垂直于鈹銅刀具7。上壓板26的寬度為10mm。上壓板26通過上壓板連接桿11與上壓防爆步進(jìn)電機(jī)13相連。側(cè)壓板21和上壓板26均采用鋁材質(zhì)。所述鈹銅刀具系統(tǒng)包括鈹銅刀具7、梯形刀具導(dǎo)引桿9、垂直梯形導(dǎo)引槽6、固定螺釘螺母組8及刀具連接桿10組成。樣品池前壁24和后壁25末端兩端面分別刻有垂直梯形導(dǎo)引槽6垂直于樣品臺(tái)18，梯形刀具導(dǎo)引桿9置于與其相咬合的垂直梯形導(dǎo)引槽6中，鈹銅刀具7兩側(cè)邊通過固定螺釘螺母組8分別固定在兩邊梯形刀具導(dǎo)引桿9上，鈹銅刀具7上端通過刀具固定螺釘螺母7-1連接于刀具連接桿10，并依次通過刀具連接桿10、活塞桿12與防爆空氣壓縮機(jī)14連接。鈹銅刀具7采用楔形刀具，楔形角3度,最厚2.5mm。最大可加工方還尺寸為200mmX 120mmX60mm。
[0018]使用時(shí)，切削之前先將藥塊在55°C水浴預(yù)熱30min，降低試樣強(qiáng)度有利于鈹銅刀具切削。切削時(shí)，將試樣22置于樣品臺(tái)18，首先側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)19運(yùn)動(dòng)，通過側(cè)壓板連接桿20推動(dòng)與側(cè)壓板連接桿20焊接的側(cè)壓板21接桿的沿著水平導(dǎo)引槽23移動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)試樣22向固定擋板5方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)試樣22前端與固定擋板5相接觸時(shí)，側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)19停止運(yùn)動(dòng)，并保證側(cè)壓板21對(duì)試樣22施加一定的側(cè)壓力。此時(shí)，上壓防爆步進(jìn)電機(jī)13啟動(dòng),推動(dòng)與之相連的上壓板連接桿11向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)與上壓板連接桿11焊接的上壓板26向下運(yùn)動(dòng),對(duì)試樣22的上表面施加一定壓力。當(dāng)上壓板26對(duì)試樣22施加一定的壓力后，與梯形刀具導(dǎo)引桿9相連的防爆空氣壓縮機(jī)14啟動(dòng)，帶動(dòng)與梯形刀具導(dǎo)引桿9連接的鈹銅刀具7沿著垂直梯形導(dǎo)引槽6向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鈹銅刀具7運(yùn)動(dòng)到最低位置的矩形凹槽3后，防爆空氣壓縮機(jī)14迅速放氣，活塞桿12帶動(dòng)鈹銅刀具7向上運(yùn)動(dòng)，使鈹銅刀具7快速復(fù)位，接著上壓防爆步進(jìn)電機(jī)13帶動(dòng)上壓板26向上運(yùn)動(dòng)，復(fù)位，釋放試樣22上表面壓力。側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)19帶動(dòng)側(cè)壓板21反向運(yùn)動(dòng)，釋放試樣22側(cè)面的壓力，一次切削結(jié)束。人工取走切下的薄片后，側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)19通過側(cè)壓板21推動(dòng)試樣22向前運(yùn)動(dòng)直到與固定擋板5相接觸，進(jìn)入下一次切削過程。側(cè)壓板21下表面的梯形限制塊21-1至定位銷2時(shí)，一個(gè)切削工作周期結(jié)束，側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)19帶動(dòng)側(cè)壓板21復(fù)位，取下殘留邊角料，進(jìn)入下一試樣的切削準(zhǔn)備階段。
【權(quán)利要求】
1.一種硬質(zhì)推進(jìn)劑力學(xué)性能試樣前處理薄片切削裝置，其特征在于:包括控制系統(tǒng)、鈹銅刀具系統(tǒng)和進(jìn)樣系統(tǒng)； 所述控制系統(tǒng)包括控制單元[16]、側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)[19]、上壓防爆步進(jìn)電機(jī)[13]、防爆空氣壓縮機(jī)[14]和活塞桿[12];控制單元[16]負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)上壓、側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)[13、19]的運(yùn)動(dòng)和防爆空氣壓縮機(jī)[14]的充放氣過程； 所述進(jìn)樣系統(tǒng)包括樣品池、基座[1]、水平導(dǎo)引槽[23]、矩形凹槽[3]、定位銷[2]、固定擋板[5]、橫梁[15]、上壓板連接桿[11]、上壓板[26]、側(cè)壓板連接桿[20]和側(cè)壓板[21]，基座[1]為整個(gè)切削裝置的底座，樣品池是由基座[1]、基座支架[17]、樣品池前壁[24]和樣品池后壁[25]圍和組成，樣品池前壁[24]、樣品池后壁[25]末端端面與基座[1]交匯處開有矩形凹槽[3]，將基座[1]分為樣品臺(tái)[18]和一定寬度的樣品支撐平臺(tái)[4]，矩形凹槽[3]平行于鈹銅刀具[7]，樣品固定擋板[5]位于樣品支撐平臺(tái)[4]末端，并垂直于樣品支撐平臺(tái)[4]，橫梁平行于基座[1]并與基座支架[17]連接，側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)[19]安裝于基座支架[17]下端，并通過側(cè)壓板連接桿[20]與側(cè)壓板[21]連接，樣品臺(tái)[18]中間開有平行于樣品池前壁[24]的水平導(dǎo)引槽[23]，側(cè)壓板[21]底部梯形限制塊[21-1]咬合于水平導(dǎo)引槽[23]中，在水平導(dǎo)引槽[23]末端設(shè)有一定位銷[2]，限制側(cè)壓板[21]的最大水平位移，將上壓板[26]通過上壓板連接桿[11]與上壓防爆步進(jìn)電機(jī)[13]相連； 所述鈹銅刀具系統(tǒng)包括鈹銅刀具[7]、梯形刀具導(dǎo)引桿[9]、垂直梯形導(dǎo)引槽[6]、固定螺釘螺母組[8]及刀具連接桿[10]組成，樣品池前壁[24]和后壁[25]末端兩端面分別刻有垂直梯形導(dǎo)引槽[6]垂直于樣品臺(tái)[18]，梯形刀具導(dǎo)引桿[9]置于與其相咬合的垂直梯形導(dǎo)引槽[6]中，鈹銅刀具[7]兩側(cè)邊通過固定螺釘螺母組[8]分別固定在兩邊梯形刀具導(dǎo)引桿[9]上，刀具上端依次通過刀具連接桿[10]，活塞桿[12]與防爆空氣壓縮機(jī)[14]連接。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的硬質(zhì)推進(jìn)劑力學(xué)性能試樣前處理薄片切削裝置，其特征在于:控制單元[16]位于橫梁[15]靠近基座支架[17] —側(cè)，上壓防爆步進(jìn)電機(jī)[13]和防爆空氣壓縮機(jī)[14]位于橫梁[15]遠(yuǎn)離基座支架[17] —側(cè)，側(cè)壓防爆步進(jìn)電機(jī)[19]位于基座支架[17]下端，固定擋板[5]的高度低于試樣[22]的高度，切削時(shí)，試樣[22]的前段置于樣品支撐平臺(tái)[4]上。
【文檔編號(hào)】B26D1/08GK104260123SQ201410380214
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】丁黎, 王瓊, 胡嵐, 劉志偉, 安靜, 張冬梅, 張麗涵 申請(qǐng)人:西安近代化學(xué)研究所