[发明专利]关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置及其测试方法

权利要求书

1.关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置，其特征在于：包括机架、钻针夹具、钻针、顶压机构和测力系统；该机架包括平台和能相对平台沿Y及Z轴进行调节的滑台；该钻针包括一体成型的柄部和钻针段；该钻针夹具包括安装块和V形块，该V形块和安装块间形成安装槽，该钻针夹具的安装槽夹接钻针的柄部，该钻针夹具装接在滑台且钻针竖直布置；该顶压机构包括装接在平台上的X轴驱动机构和能相对平台滑接的压头，该X轴驱动机构传动连接压头且带动压头沿X轴滑动，该压头前端面凹设有上下贯穿的配合槽，该配合槽和钻针配合；该测力系统包括测力传感器，该测力传感器连接压头以获力学信息。

2.根据权利要求1所述的关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置，其特征在于：该安装块设第一V型槽，该V形块设第二V形槽，该第一V型槽和第二V形槽配合构成上述安装槽。

3.根据权利要求1所述的关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置，其特征在于：该压头具有末小头大的圆台，该圆台末端面凹设上述配合槽。

4.根据权利要求1所述的关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置，其特征在于：该配合槽横截面呈弧形槽，且弧形槽直径和钻针段直径相等。

5.根据权利要求1所述的关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置，其特征在于：该平台上设光学平板，该光学平板上固设有放大镜，该X轴驱动机构、滑台装设在光学平板上。

6.根据权利要求5所述的关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置，其特征在于：该光学平板和滑台间设两个方向的螺旋测微器，通过螺旋测微器调节滑台。

7.根据权利要求1所述的关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置，其特征在于：该测力系统还包括电荷放大器、数据采集卡和电脑主机，该电脑主机连接数据采集卡，该数据采集卡连接电荷放大器，该电荷放大器连接测力传感器。

8.根据权利要求5所述的关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置，其特征在于：还包括L型板，该X轴驱动机构包括直线电机，该测力传感器通过螺纹与L型板连接，该L型板通过螺纹固定在直线电机上，该直线电机通过螺纹固定在光学平板上。

9.根据权利要求1所述的关于钻针折断力及弯曲疲劳的测试装置的测试方法，其特征在于：包括：

(1)滑台带动钻针在Y、Z方向上运动，靠近压头；

(2)微调钻针在Y、Z方向上位置，使钻针与压头上的配合槽对齐，但不接触；

(3)X轴驱动机构驱动压头向钻针运动，此时测力系统开始采集动态力信号，压头和钻针接触时，产生力信号，当力信号达到临界值时，压头和钻针完全接触，完成对刀；

(4)X轴驱动机构初始位置清零；

(5)X轴驱动机构沿X方向运动，使钻针折断，在此过程中记录力信号和X轴驱动机构以获载荷-位移曲线，及，钻针弯曲破坏时的临界载荷和最大挠度；

(6)确定钻针弯曲折断的最大挠度后，以上述最大挠度为上限，设定不同的钻针挠度，即X轴驱动机构X方向运动幅值A，接着重复上述步骤(1)-(4)，X轴驱动机构在X方向往复运动，使钻针产生弯曲疲劳现象，N次后，钻针产生弯曲疲劳断裂，通过不同的钻针挠度、钻针几何参数和钻针力学性能参数计算出不同的挠曲应力S，不同的S对应不同的N，以绘制出钻针弯曲疲劳的S-N曲线，同时从S-N曲线中可获得钻针的疲劳极限应力，为钻针的使用工况和几何机构设计提供参考。