[实用新型]一种对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置

说明书

本实用新型涉及轴类金属材料的表面处理技术，具体为一种在车床上对轴类金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置。该装置是固定在车床的刀架上使用的，是由五部分组成：第一部分是固定架，固定架的一端固定在车床的刀架上，固定架的另一端通过螺杆和压力传感器连接。第二部分是压力传感器。第三部分是连接杆，用来连接压力传感器和加工刀具。第四部分是加工刀具。第五部分是显示器，用来显示加工刀具作用在加工样品上的力。本实用新型测力装置是通过刀具上的硬质合金球在旋转的轴类金属材料表面进行碾压、滚压，在材料表层产生塑性变形，使工件材料表层晶粒发生晶粒细化而形成梯度纳米组织，在以上过程中实时的读出施加的力。

技术领域

本实用新型涉及在轴类金属材料表层形成纳米梯度组织的表面处理技术，具体为一种在车床上对轴类金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置。

背景技术

目前，处理轴类金属材料表面形成梯度纳米结构的方法有：滚压方法、表面机械碾压方法。SMGT(表面机械碾压)和SMRT(表面机械滚压)刀具固定在机床的刀架上，通过机床上的刀架来驱动SMGT(表面机械碾压)和SMRT(表面机械滚压)刀具，对工件表面实施步进加力，每次步进20μm或30μm或40μm或50μm，根据金属样品的硬度情况，可分为2次步进或3次步进或4次步进或5次步进直至12次步进，使工件表层金属产生塑性流变而使组织发生晶粒细化，从而提高工件表面的强度和耐磨性。其不足之处在于：每次步进加力是通过位移来实现，但是每次步进的位移需要多少力是不知道的。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的问题在于提供一种对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置，每次步进需要多大力，也就是说用力取代每次步进的量，这样就更加定量化，知道使用多大的力最终可以实现纳米梯度结构，在产业化方面更利于推广。

本实用新型采用如下的技术方案：

一种对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置，该装置固定在车床的刀架上，由固定架、压力传感器、连接杆、加工刀具和显示器五部分组成：固定架的一端固定在车床的刀架上，固定架的另一端通过螺杆和压力传感器连接，连接杆用来连接压力传感器和加工刀具，显示器与压力传感器的输出端连接，用来显示加工刀具作用在加工样品上的力。

所述的对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置，加工刀具为表面机械碾压刀具或表面机械滚压刀具。

所述的对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置，固定架为两个金属块垂直活动连接结构，其中一个金属块为条形金属块，另一金属块为侧面开设螺孔的方形金属块，固定架通过条形金属块与车床的刀架连接，固定架通过螺杆穿过所述螺孔与压力传感器一端的螺纹孔连接。

所述的对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置，连接杆为一端带有螺杆、另一端带有方孔的结构，连接杆通过螺杆与压力传感器一端的螺纹孔连接，连接杆通过方孔与加工刀具的夹持端配合连接。

所述的对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置，方孔为活动压板Ⅰ、活动压板Ⅱ、固定压板Ⅰ、固定压板Ⅱ围成，与连接杆本体一体的固定压板Ⅰ、固定压板Ⅱ相对设置，活动压板Ⅰ、活动压板Ⅱ相对设置，活动压板Ⅰ、活动压板Ⅱ的一端与连接杆本体靠接；活动压板Ⅰ通过螺栓Ⅰ与固定压板Ⅰ、固定压板Ⅱ的一端连接，活动压板Ⅰ的中部穿设螺栓Ⅱ，所述螺栓Ⅱ穿过活动压板Ⅰ的中部与伸入所述方孔中加工刀具的夹持端一侧紧固连接；同样，活动压板Ⅱ通过螺栓与固定压板Ⅰ、固定压板Ⅱ的另一端连接，活动压板Ⅱ的中部穿设螺栓，所述螺栓穿过下压板的中部与伸入所述方孔中加工刀具的夹持端另一侧紧固连接。

所述的对金属材料表层进行处理提高材料性能的测力装置，连接杆与加工刀具连接处的壁厚为10～15mm。