本实用新型涉及一种偏心轴孔类机械零件磨合设计领域，特别是一种四轴惯性磨合装置。
背景技术：
安全自毁装置是保证导弹等武器系统飞行的重要安全保障，惯性解锁器是自毁装置、延时装置的主要感知部件，其惯性承载器件为惯性块，惯性块与固定轴之间为轴孔配合，为保障惯性器件运动精度，需要使用二硫化钼进行多次磨合以获得最佳的摩擦系数。通常磨合需要从径向方向施力，同步轴向推拉并沿轴旋转，是一个复杂的复合运动过程。普通产品需要人工磨合数十甚至数百次才能满足摩擦力要求，费时费力。由于没有量化的摩擦力测量方式，磨合效果检查方式对人员技能要求很高。随着航天产品精密程度等级变高、生产批量变大，现有生产方式和质量控制能力已无法满足新一代航天装备生产需求。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种四轴惯性磨合装置，具备体积小、重量轻、磨合均匀、可量化检测及控制的优点。
本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种四轴惯性磨合装置，包括步进电机、一级u形支架、微型直流电机、一级齿轮、二级齿轮、二级u形支架、三级u形支架和2个盖板；其中，步进电机竖直放置，且步进电机的输出轴竖直向上；一级u形支架固定安装在步进电机输出轴的顶端，且一级u形支架开口向上；二级u形支架的底部与一级u形支架的开口处连接；且二级u形支架的开口向上；微型直流电机轴向水平固定安装在一级u形支架的侧壁上；一级齿轮与微型直流电机的输出轴对接；二级齿轮固定安装在一级u形支架的侧壁上；二级齿轮与一级齿轮啮合，且二级齿轮的转轴为二级u形支架与一级u形支架的连接转轴；三级u形支架安装在二级u形支架的开口处；三级u形支架开口向上；2个盖板分别固定安装在三级u形支架的开口端的2个顶端；外部待磨合零件固定安装在盖板与三级u形支架的开口端之间。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，所述四轴惯性磨合装置还包括2个压板；2个压板分别固定安装在一级u形支架开口端的2个顶端；实现对二级齿轮的转轴的压紧限位。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，所述一级u形支架在步进电机的带动下绕z轴旋转。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，所述一级齿轮在微型直流电机的带动下绕x轴旋转；二级齿轮在一级齿轮啮合传动下带动二级齿轮转轴绕x轴旋转；二级u形支架与二级齿轮转轴固定连接，实现二级u形支架绕x轴旋转。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，所述三级u形支架带动外部待磨合零件，以三级u形支架与二级u形支架的连接轴为轴绕x轴转动。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，所述步进电机驱动一级u形支架在0°-180°范围内绕z轴往返转动。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，所述二级u形支架与三级u形支架的连接轴轴线，距二级u形支架中心线的距离为a；实现外部待磨合零件的偏心旋转。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，所述三级u形支架与二级u形支架的连接轴轴线，距三级u形支架中心线的距离为b，实现待磨合零件相对于三级u形支架的偏心旋转。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，所述a大于5mm；所述b为5-7mm。
在上述的一种四轴惯性磨合装置，实现对步进电机的旋转角度和转速实时控制；实现对微型直流电机转速的实时控制。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
(1)本实用新型利用待磨合零组件自身质心偏轴的特点通过多级偏心旋转的方式实现磨合，减少了运动机构的复杂程度，缩小了机构体积；
(2)本实用新型整体转向角度运行在0～180°范围内，可细分调整步距0.25°，提出了一种运用角度和重力进行磨合效果量化测量的方法，提高了零件磨合的一致性；
(3)本实用新型应用在精密惯性解锁装置的磨合中，通过转速变化调整进行磨合压力及速度调整，实现了同一设备兼容不同重量零件的磨合，可对磨合程度进行量化调。
附图说明
图1为本实用新型磨合装置整体示意图；
图2为本实用新型二级u形支架示意图；
图3为本实用新型三级u形支架示意图；
图4为本实用新型驱动电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：
本实用新型提供一种四轴惯性磨合装置，利用待磨合零组件自身质心偏轴的特点通过多级偏心旋转的方式实现磨合，减少了运动机构的复杂程度，缩小了机构体积。同时，利用零件自身质心偏离轴线的特点实现机械磨合的机构，具备体积小、重量轻、磨合均匀、可量化检测及控制的特点。
如图1所示为磨合装置整体示意图，由图可知，一种四轴惯性磨合装置，包括步进电机1、一级u形支架2、微型直流电机3、一级齿轮4、二级齿轮5、二级u形支架6、2个压板7、三级u形支架8和2个盖板9；其中，步进电机1竖直放置，且步进电机1的输出轴竖直向上；一级u形支架2固定安装在步进电机1输出轴的顶端，且一级u形支架2开口向上；步进电机1与一级u形支架2之间通过激光焊接连接；二级u形支架6的底部与一级u形支架2的开口处连接；且二级u形支架6的开口向上；微型直流电机3轴向水平固定安装在一级u形支架2的侧壁上；微型直流电机3通过定位销使用胶粘剂与一级u形支架2固定连接；一级齿轮4与微型直流电机3的输出轴对接；二级齿轮5固定安装在一级u形支架2的侧壁上；二级齿轮5与一级齿轮4啮合，且二级齿轮5的转轴为二级u形支架6与一级u形支架2的连接转轴；三级u形支架8安装在二级u形支架6的开口处；三级u形支架8开口向上；三级u形支架8活动轴与二级u形支架6活动孔配合，轴孔配合面使用精密仪表脂进行润滑。2个盖板9分别固定安装在三级u形支架8的开口端的2个顶端；外部待磨合零件固定安装在盖板9与三级u形支架8的开口端之间。待磨合零件的轴通过盖板9上的u形槽固定在三级u形支架8顶端；2个压板7分别固定安装在一级u形支架2开口端的2个顶端；实现对二级齿轮5的转轴的压紧限位。
其中，一级u形支架2在步进电机1的带动下绕z轴旋转。步进电机1驱动一级u形支架2在0°-180°范围内绕z轴往返转动；步进电机1的步距精度为0.25°。待磨合零件依靠重力沿其轴向往返滑动，实现待磨合零件轴向磨合，通过微型直流电机3及步进电机1的复合运动，完成待磨合零件径向及轴向磨合。一级齿轮4在微型直流电机3的带动下绕x轴旋转；二级齿轮5在一级齿轮4啮合传动下带动二级齿轮5转轴绕x轴旋转；二级u形支架6与二级齿轮5转轴固定连接，实现二级u形支架6绕x轴旋转。三级u形支架8带动外部待磨合零件，以三级u形支架8与二级u形支架6的连接轴为轴绕x轴转动。通过2级u形支架6孔及3级u形支架8轴的不对称结构，待磨合零件将沿其轴作公转运动，达到径向磨合的目的；同时步进电机1驱动1级u形支架2在0～180°范围内往返转动，待磨合零件依靠重力沿其轴向往返滑动，实现待磨合零件轴向磨合，通过微型直流电机3及57步进电机1的复合运动，完成待磨合零件径向及轴向磨合。通过观察步进电机1旋转角度从0～180°缓慢运转过程中待磨合零件沿其轴向的滑动情况，量化判断磨合效果。
如图2所示为二级u形支架示意图，由图可知，二级u形支架6与三级u形支架8的连接轴轴线，距二级u形支架6中心线的距离为a；可根据产品磨合力大小需求，适当调整；实现外部待磨合零件的偏心旋转；a大于5mm。在实现二级u形支架6相对于三级u形支架8的偏心转动的同时，也控制了偏心转动对待磨合零件磨合效果最佳。
如图3所示为三级u形支架示意图，由图可知，三级u形支架8与二级u形支架6的连接轴轴线，距三级u形支架8中心线的距离为b，实现待磨合零件相对于三级u形支架8的偏心旋转；b为5-7mm。可根据产品磨合力大小需求，适当调整；在实现三级u形支架8与二级u形支架6的偏心转动的同时，也控制了偏心转动对待磨合零件磨合效果最佳。
如图4所示为驱动电路示意图，由图可知，驱动电路包括24v开关电源12、atmel单片机13、直流电机驱动器14、步进电机驱动器15、控制电缆16、电源电缆17；直流电机驱动器14驱动微型直流电机3，可程控转速，步进电机驱动器15驱动步进电机1，可以程控旋转角度，24v开关电源12进行电机及控制系统供电，atmel单片机13通过控制电缆16与直流电机驱动器14和步进电机驱动器15连接，协调程控步进电机1旋转角度、转速及微型直流电机3转速，实现磨合速度及磨合力控制。
本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
1.一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：包括步进电机(1)、一级u形支架(2)、微型直流电机(3)、一级齿轮(4)、二级齿轮(5)、二级u形支架(6)、三级u形支架(8)和2个盖板(9)；其中，步进电机(1)竖直放置，且步进电机(1)的输出轴竖直向上；一级u形支架(2)固定安装在步进电机(1)输出轴的顶端，且一级u形支架(2)开口向上；二级u形支架(6)的底部与一级u形支架(2)的开口处连接；且二级u形支架(6)的开口向上；微型直流电机(3)轴向水平固定安装在一级u形支架(2)的侧壁上；一级齿轮(4)与微型直流电机(3)的输出轴对接；二级齿轮(5)固定安装在一级u形支架(2)的侧壁上；二级齿轮(5)与一级齿轮(4)啮合，且二级齿轮(5)的转轴为二级u形支架(6)与一级u形支架(2)的连接转轴；三级u形支架(8)安装在二级u形支架(6)的开口处；三级u形支架(8)开口向上；2个盖板(9)分别固定安装在三级u形支架(8)的开口端的2个顶端；外部待磨合零件固定安装在盖板(9)与三级u形支架(8)的开口端之间。
2.根据权利要求1所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：所述四轴惯性磨合装置还包括2个压板(7)；2个压板(7)分别固定安装在一级u形支架(2)开口端的2个顶端；实现对二级齿轮(5)的转轴的压紧限位。
3.根据权利要求2所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：所述一级u形支架(2)在步进电机(1)的带动下绕z轴旋转。
4.根据权利要求3所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：所述一级齿轮(4)在微型直流电机(3)的带动下绕x轴旋转；二级齿轮(5)在一级齿轮(4)啮合传动下带动二级齿轮(5)转轴绕x轴旋转；二级u形支架(6)与二级齿轮(5)转轴固定连接，实现二级u形支架(6)绕x轴旋转。
5.根据权利要求4所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：所述三级u形支架(8)带动外部待磨合零件，以三级u形支架(8)与二级u形支架(6)的连接轴为轴绕x轴转动。
6.根据权利要求5所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：所述步进电机(1)驱动一级u形支架(2)在0°-180°范围内绕z轴往返转动；步进电机(1)的步距精度为0.25°。
7.根据权利要求6所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：所述二级u形支架(6)与三级u形支架(8)的连接轴轴线，距二级u形支架(6)中心线的距离为a；实现外部待磨合零件的偏心旋转。
8.根据权利要求7所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：所述三级u形支架(8)与二级u形支架(6)的连接轴轴线，距三级u形支架(8)中心线的距离为b，实现待磨合零件相对于三级u形支架(8)的偏心旋转。
9.根据权利要求8所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：所述a大于5mm；所述b为5-7mm。
10.根据权利要求9所述的一种四轴惯性磨合装置，其特征在于：实现对步进电机(1)的旋转角度和转速实时控制；实现对微型直流电机(3)转速的实时控制。
技术总结