一种陶瓷试件固定装置的制作方法

本实用新型涉及精密加工和硬脆材料加工技术领域，具体是一种陶瓷试件固定装置。

背景技术：

陶瓷材料广泛应用于航空航天、化工、军事等重点领域，其高强度、高硬度、耐腐蚀、密度小等优点使其替代金属材料用作机械零部件，使用效果较好。在陶瓷材料加工中，陶瓷材料的硬脆特性使其加工成本和表面完整性不能满足大批量生产，严重限制了其使用范围。陶瓷加工机理一直还未完全清楚，也是各企业和科研机构等研究的重点内容。对于平面加工来说，加工平面检测较容易，尤其是SEM检测时，可制造小试件进行加工并检测，确定加工机理等。然而对于内孔需要加工的零件来说，加工完成后，进行粗糙度、SEM等检测时，由于受到检测原理及尺寸的限制，无法正常进行检测，对研究带来了困难。该装置是在科研过程中根据内孔加工机理和特点而设计，具有结构简单，调整方便等特点，可以满足科研的需要，改善内孔加工机理的检测方式。

陶瓷材料在工业上的应用已有50余年，目前美国、日本、欧洲等在材料的制备和加工上具有领先水平，我国在材料加工领域近年取得了一些进步，但与国外项目还有较大差距。我国的湖南大学、华侨大学、天津大学、沈阳建筑大学等高校在陶瓷材料加工上处于国内领先水平，各有侧重。但最终的加工目标就是要保证零件的表面质量和完整性。上述高校的研究表明，针对陶瓷内孔加工的检测，始终是困扰科研人员的问题。有些研究人员在内孔加工完成后，采用破坏的方式选择合适的碎片进行检测研究，但这样的方式有可能引起加工表面或者亚表面出现裂纹，也有可能引起加工表面的破损，导致检测时出现错误。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种陶瓷试件固定装置，试件为陶瓷材料，装置为金属材料，并配合标准螺栓使用，使陶瓷材料试件的加工后检测符合检测设备尺寸要求，获得试验数据。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种陶瓷试件固定装置，包括螺栓、陶瓷试件、基体；

基体上开有均匀分布的阶梯孔；

陶瓷试件安装到阶梯孔内，并凸出基体上的阶梯孔的表面，通过螺栓进行压紧。

所述基体安装在加工机床上的卡盘上，由加工机床的卡盘带动基体旋转，陶瓷试件放入基体上的阶梯孔内；由陶瓷试件上的凸台和阶梯孔内的凹槽进行限位，同时将螺栓拧入阶梯孔内，由螺栓顶紧陶瓷试件。

所述基体采用金属材料，基体为套圈结构。

所述陶瓷试件为带有直径差的圆柱形陶瓷件。

所述陶瓷试件选用氧化锆、氮化硅或碳化硅结构陶瓷材料。

所述陶瓷试件的加工及检测均对小端面进行。

所述陶瓷试件与基体上的阶梯孔通过直径差进行定位。

本实用新型的优点与效果是：

1、本实用新型采用金属材料作为装置基体，使该装置便于制造和加工，同时在使用卡盘装夹时可以避免硬脆材料内孔加工时易夹裂的情况出现。

2、本实用新型装置采用螺栓顶紧试件，陶瓷材料的抗压强度远远高于金属材料，因此可以保证试件的固定并避免被压碎。

3、本实用新型采用基体上有多个阶梯孔，可以同时进行多个相同或不同材质试件的加工，提高试验数据的准确性和效率。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中的陶瓷试件固定装置结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中的基体上的阶梯孔结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中的陶瓷试件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示的一种陶瓷试件固定装置，包括螺栓1、陶瓷试件2、基体3。

基体3上开有均匀分布的阶梯孔4，如图2所示。

如图3所示的陶瓷试件2安装到阶梯孔4内；通过螺栓1进行压紧。

基体3采用金属材料，基体3为套圈结构，厚度为30mm，套圈的外圆直径为120mm，套圈有阶梯孔处的半径为51mm，内圆直径为68mm，如图1所示的套圈上均匀分布3个阶梯孔，间隔120度；

陶瓷试件2为带有直径差的圆柱形陶瓷件，陶瓷试件2可选用氧化锆、氮化硅、碳化硅等结构陶瓷材料。陶瓷试件2的小端面需要进行精密磨削或者抛光，将表面制备及加工完后进行试验。陶瓷试件2的加工及检测均对小端面进行。

陶瓷试件2与基体3上的阶梯孔4通过直径差进行定位。由于本装置能够完全由内孔加工方式完成陶瓷试件2加工和检测，可以降低陶瓷试件2表面和亚表面的破坏，能够有效提高陶瓷试件2表面的真实性和检测数据的准确性。

基体3安装在车床或者磨床等加工机床上的卡盘上，由加工机床的卡盘带动基体3旋转，陶瓷试件2放入基体3上的阶梯孔4内，陶瓷试件2直径小的端面凸出基体3上的阶梯孔4的表面；由陶瓷试件2上的凸台和阶梯孔4内的凹槽进行限位，同时将螺栓1拧入阶梯孔内，由螺栓1顶紧陶瓷试件2。