CN212761272U - 一种适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，属于定位工装技术领域。包括钻具、钻具固定套和支架；支架包括支架固定套和若干伸缩支腿；钻具通过钻夹头结构与钻具固定套连接，钻具固定套螺接在支架固定套内部；若干伸缩支腿的一端与支架固定套活动连接，另一端活动连接有电磁吸盘，伸缩支腿与支架固定套和电磁吸盘连接处均设有锁紧装置；钻具上设有激光定位器，支架固定套上设有水平仪。该装置结构稳定、操作简单、适用性广，实现了对中精准、深度可控、避免钻孔偏心等目标，降低甚至消除了钻孔误差对残余应力测试的影响，进一步提高了焊件残余应力的测量数据的真实性和可靠性。

Description

一种适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置

技术领域

本实用新型属于定位工装技术领域，具体涉及一种适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置。

背景技术

焊件在焊接过程中受到不均匀加热、因加热引起的热变形以及组织变形往往受到焊件本身刚度和外加拘束双重影响，焊后焊件内部会存在焊接残余应力。残余应力对构件的疲劳强度、服役寿命和抗应力腐蚀开裂等性能产生不利影响。为保证焊接接头的可靠性，需测定和掌握焊接接头的应力分布情况。在现存的焊接残余应力的测量方法中，钻孔法理论体系完备，是目前最常用的焊接残余应力测量方法。

然而钻孔法测量残余应力存在较多的误差因素，影响测量结果的可靠性。钻孔时产生的偏心、应变计横向效应、应变计粘贴角度的偏差、孔边应力集中引起的塑性变形、钻孔直径和钻孔深度、测量表面形状、贴片尺寸等因素都会对残余应力的测量结果产生干扰。为保证残余应力测量结果的可靠性，需针对上述引起测量结果误差的因素进行分析、评估，使钻孔法残余应力测量精度得到一定的提高。

焊件在进行焊接区域残余应力测量时，由于焊件本身结构及形状差异，导致应变计在钻孔时，钻孔与应变计圆形常常发生偏心，测量结果与实际残余应力偏差过大，检测结果可靠性存疑。因此盲孔法测量残余应力，对钻孔要求是非常严格的。钻孔的精度直接影响数据的真实性和可靠性。直接使用手电钻是无法保证钻孔精度的，因此需通过发明打孔装置，保证偏心量可控是盲孔法测量焊件残余应力亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，结构稳定、操作简单、适用性广，能够有效提高钻孔精度，提高工作效率。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，包括钻具、钻具固定套和支架；支架包括支架固定套和若干伸缩支腿；钻具通过钻夹头结构与钻具固定套连接，钻具固定套螺接在支架固定套内部；若干伸缩支腿的一端与支架固定套活动连接，另一端活动连接有电磁吸盘，伸缩支腿与支架固定套和电磁吸盘连接处均设有锁紧装置；钻具上设有激光定位器，支架固定套上设有水平仪。

优选地，钻具固定套上设有长度刻度标识。

优选地，钻具固定套上设有旋转手柄。

进一步优选地，旋转手柄表面经防滑处理。

优选地，伸缩支腿的数量为3，3个伸缩支腿间隔120°设置。

优选地，伸缩支腿上设有长度刻度标识。

优选地，若干伸缩支腿的一端通过球铰链与支架固定套连接，另一端通过球铰链与电磁吸盘连接。

优选地，电磁吸盘的下表面为与待测工件表面形状匹配的曲面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的一种适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，钻具通过钻夹头结构与钻具固定套连接，结合激光定位器，在保证钻具同轴度的同时，能够更迅速的进行定位打孔，在保证定位精度的同时节省大量对孔所需要的时间。水平仪能够保证钻具的垂直度，避免因为打孔不正导致的数据不稳定甚至是钻头断裂。钻具固定套螺接在支架固定套内部，通过旋转就可以实现钻具在竖直方向的移动，进而调整钻孔的深度。若干伸缩支腿与支架固定套和电磁吸盘的角度可以灵活调整，且伸缩支腿的高度可以调节，能够适应各种检测环境，调整好安装位置后，电磁吸盘能够牢固地将装置吸附在待测工件上，结构合理稳定，组装和拆卸方便快捷，操作简单，不依赖操作人员的技术水平。在盲孔法测量焊件残余应力时实现了对中精准、深度可控、避免钻孔偏心等目标，降低甚至消除了钻孔误差对残余应力测试的影响，进一步提高了焊件残余应力的测量数据的真实性和可靠性。

进一步地，钻具固定套上设有刻度标识，能够精确控制钻头的进取量，提高检测精度。

进一步地，钻具固定套上设有旋转手柄，便于操作。

更进一步地，旋转手柄表面经防滑处理，进一步提高操作的稳定性和安全性。

进一步地，伸缩支腿的数量为3，3个伸缩支腿间隔120°设置，能够形成稳定的三角支撑结构。

进一步地，伸缩支腿上设有长度刻度标识，能够便于所有的伸缩支腿同步调节高度，提高效率。

进一步地，伸缩支腿的一端通过球铰链与支架固定套连接，另一端通过球铰链与电磁吸盘连接，调节角度广，能够适用于各种结构的工件，适应性强。

进一步地，电磁吸盘的下表面为与待测工件表面形状匹配的曲面，能够在表面为曲面的工件实现牢固的固定。

附图说明

图1为本实用新型的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置的立体示意图。

图中：1-钻具，2-钻具固定套，2-1-旋转手柄，3-支架，3-1-支架固定套，3-2-伸缩支腿，3-3-电磁吸盘，4-激光定位器，5-水平仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细描述，其内容是对本实用新型的解释而不是限定：

如图1、图2，本实用新型的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，包括钻具1、钻具固定套2和支架3。钻具1优选传动效率高、转动惯量小的转速在10000r/min左右的高速电机。支架3包括支架固定套3-1和若干伸缩支腿3-2；钻具1通过钻夹头结构与钻具固定套2连接，钻夹头结构通过螺纹和夹爪，能够实现可靠连接和对中；钻具固定套2螺接在支架固定套3-1内部，优选地，钻具固定套2上设有长度刻度标识；钻具固定套2优选采用碳钢材质；优选地，钻具固定套2上设有旋转手柄2-1，旋转手柄2-1表面经防滑处理，可以加工防滑纹路、防滑凸点，或者固定防滑层。

若干伸缩支腿3-2的一端与支架固定套3-1活动连接，另一端活动连接有电磁吸盘3-3，其连接处可以采用铰支座，也可以采用角度更加广泛的球铰；伸缩支腿3-2与支架固定套3-1和电磁吸盘3-3连接处均设有锁紧装置；优选地，伸缩支腿3-2的数量为3，3个伸缩支腿3-2间隔120°设置。优选地，伸缩支腿3-2上设有长度刻度标识。

电磁吸盘3-3可以制作若干下表面为不同弧度的配件，用于待测工件表面为曲面的检测场合，提高牢固性。

钻具1上设有激光定位器4，支架固定套3-1上设有水平仪5。

本实用新型的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置在工作时，分为以下步骤：

1)通过钻具固定套2旋转夹紧钻具1，钻具1头部根据检测工作需要装配φ1.8～φ2合金钢钻头；

2)将钻具固定套2与支架固定套3-1通过螺纹旋紧连接；

3)展开连接在支架固定套3-1上的三个伸缩支腿3-2，通过安装在支架固定套3-1上的水平仪5调整水平度，保证钻具1与待测工件表面垂直；

4)调整好水平后，打开激光定位器4，将钻具1与应变计钻孔中心对中，然后通过位于伸缩支腿3-2底部的伸缩支腿3-2将装置牢固的吸附在待测工件上；

5)接通钻具1电源，开启钻具1开关，根据工作需要，按照钻具固定套2上方的刻度盘通过旋转钻具固定套2来控制钻孔深度，进行钻孔，同时采集残余应力数据。钻孔完毕，反向旋转钻具固定套2，退出钻孔工作，钻孔工序结束。

下面以一个具体实施例来对本实用新型的使用方法进行进一步的解释：

待测工件表面按残余应力检测要求打磨光滑，去除表面污垢、油渍，粘贴应变片，连接残余应力采集仪器。钻具1采用充电式的电钻，电钻内置激光定位器，电钻尺寸长×外径＝130mm×40mm，电钻夹头尺寸φ1.8mm。钻具固定套2旋转夹紧钻具1，钻具固定套2通过外螺纹与支架固定套3-1连接。打开支架3的三个伸缩支腿3-2，通过位于支架固定套3-1上的水平仪5调整水平度，同时调整激光定位器4，使钻头与应变片钻孔中心重合，并使钻头位于应变片钻孔中心正上方1mm处。调整好后，通过电磁吸盘3-3吸紧固定此装置。启动钻具1开关，通过钻具固定套2上的旋转手柄2-1螺纹来计量深度，根据钻具固定套2上方的刻度盘来控制钻头进取量，每旋转一圈深度为两毫米。到达钻孔深度位置，反向旋转旋转手柄2-1退出钻孔工序，同时应力检测仪器采集该位置残余应力测量值。钻孔结束后，关闭钻具1开关，拆除支架3，工作结束。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型实施方式的一部分，根据本实用新型所描述的系统所做的等效变化，均包括在本实用新型的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，其特征在于，包括钻具(1)、钻具固定套(2)和支架(3)；支架(3)包括支架固定套(3-1)和若干伸缩支腿(3-2)；钻具(1)通过钻夹头结构与钻具固定套(2)连接，钻具固定套(2)螺接在支架固定套(3-1)内部；若干伸缩支腿(3-2)的一端与支架固定套(3-1)活动连接，另一端活动连接有电磁吸盘(3-3)，伸缩支腿(3-2)与支架固定套(3-1)和电磁吸盘(3-3)连接处均设有锁紧装置；钻具(1)上设有激光定位器(4)，支架固定套(3-1)上设有水平仪(5)。

2.根据权利要求1所述的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，其特征在于，钻具固定套(2)上设有长度刻度标识。

3.根据权利要求1所述的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，其特征在于，钻具固定套(2)上设有旋转手柄(2-1)。

4.根据权利要求3所述的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，其特征在于，旋转手柄(2-1)表面经防滑处理。

5.根据权利要求1所述的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，其特征在于，伸缩支腿(3-2)的数量为3，3个伸缩支腿(3-2)间隔120°设置。

6.根据权利要求1所述的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，其特征在于，伸缩支腿(3-2)上设有长度刻度标识。

7.根据权利要求1所述的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，其特征在于，若干伸缩支腿(3-2)的一端通过球铰链与支架固定套(3-1)连接，另一端通过球铰链与电磁吸盘(3-3)连接。

8.根据权利要求1所述的适用于盲孔法检测残余应力的对中打孔装置，其特征在于，电磁吸盘(3-3)的下表面为与待测工件表面形状匹配的曲面。

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