一種拉力試驗(yàn)用管材或棒材的試樣夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管材或棒材性能試驗(yàn)夾具，具體的說是一種在圓形管材或棒材的拉伸性能進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)對管材或棒材進(jìn)行夾持的夾具，并據(jù)此提供一種試驗(yàn)設(shè)備，體積小拆裝方便夾緊力均勻可靠，在裝夾的過程中自動對中，裝夾均勻迅速牢靠，尤其適用于在結(jié)構(gòu)緊湊、空間狹小的高低溫環(huán)境箱中使用，特別是對一些新材料在服役溫度下全面測定其力學(xué)性能。
【背景技術(shù)】
[0002]在進(jìn)行拉伸性能測試的時(shí)候，有些材料尤其是一些新材料必須在服役溫度下全面測定其力學(xué)性能，主要依靠在材料試驗(yàn)機(jī)配置的高低溫環(huán)境箱中完成。
[0003]通常高低溫環(huán)境箱結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)部空間狹小，具體的試驗(yàn)方法有兩種，即:
[0004](1)對于圓棒狀試樣，通過帶有螺紋的延伸桿；
[0005](2)板狀試樣可采用銷釘連接方式，伸進(jìn)環(huán)境箱內(nèi)部。
[0006]但對于管材，特別是薄壁管材，以上兩種方法不可行，試驗(yàn)機(jī)的夾頭尺寸太大，環(huán)境箱根本容納不下，而且薄壁管材還存在著夾持的問題，例如夾持力過大容易對管材的管壁造成破壞，導(dǎo)致試驗(yàn)無法進(jìn)行或者試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)與管材自身的實(shí)際情況偏差較大。
[0007]此外，現(xiàn)有的拉力試驗(yàn)機(jī)用的管材或棒材試樣夾具，一般都體積較大，或者是體積小但測試力不足，試樣的拆卸只能在高低溫環(huán)境箱外進(jìn)行，且要用專用工具裝拆；一方面夾具的對中度較差，裝夾力不均勻，拉伸過程中試樣常在非正常位置斷裂；另一方面由于沒有較好的精準(zhǔn)的對中及夾緊裝置，夾具經(jīng)常容易出現(xiàn)“崩齒”和“鎖死”等現(xiàn)象，使夾具報(bào)廢或不能拆卸重復(fù)使用試樣不能再進(jìn)行測試的情況；同樣由于以上原因的存在，使得試樣測試的數(shù)據(jù)有所誤差和不盡人意。
[0008]基于以上問題，需要開發(fā)一種專用的管材高低溫測試用的專用裝夾夾具裝置，使其可以適用于管材或棒材，特別是薄壁管材的拉伸性能測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了確保拉力試驗(yàn)機(jī)使用的試件試樣用夾具能夠在高低溫環(huán)境下、在窄小空間準(zhǔn)確定位、且裝夾力均勻牢靠、裝卸方便快捷迅速，本發(fā)明提供一種拉力試驗(yàn)用管材或棒材的試樣夾具及試驗(yàn)設(shè)備，其結(jié)構(gòu)靈巧合理、體積小、自動對中、裝夾均勻牢靠、強(qiáng)度高、裝拆方便快捷且適用于空間窄小、尤其是在高低溫環(huán)境中使用，特別適用于薄壁管材進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。
[0010]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來具體實(shí)現(xiàn):
[0011]—種拉力試驗(yàn)用管材或棒材的試樣夾具，包括拉力柄、鎖緊部件、夾持座、夾持器，所述夾持器為中空結(jié)構(gòu)以允許試件試樣被夾持于其中，所述夾持器包括一體成型的圓柱體和圓臺體，圓臺體的最大外徑大于所述圓柱體的外徑，所述圓臺體通體沿軸向開有至少兩個(gè)槽，以將所述圓臺體分割成夾持塊，所述夾持塊的內(nèi)部表面具有夾持所述試件試樣的夾持部；所述夾持座套接在所述夾持器的外部，并與夾持器配合連接，夾持座具有與所述圓臺體配合的第一錐面；所述鎖緊部件的前端與所述夾持座通過螺旋結(jié)構(gòu)連接，所述拉力柄與所述鎖緊部件的后端連接。
[0012]優(yōu)選的，還包括夾持芯，所述夾持芯嵌入安裝在所述試件試樣的夾持端，用以為所述試件試樣提供內(nèi)部支撐，防止試件試樣被夾持變形。
[0013]進(jìn)一步的，所述夾持芯與所述試件試樣采用過渡配合或過盈配合，不僅使所述夾持芯可在試件試樣端部固定，還可有效保證試件試樣受到夾持力的作用時(shí)保持試件試樣形狀不變。
[0014]優(yōu)選的，所述槽的尾部設(shè)有應(yīng)力消散弧，以避免所述夾持器因變形而造成的應(yīng)力集中破壞。當(dāng)夾持器的圓臺體外表面整體受到夾持座的壓力時(shí)，其夾持塊要向內(nèi)收縮變形，變形使得夾持器的槽的結(jié)構(gòu)部分產(chǎn)生應(yīng)力；例如其圓柱體與圓臺體相結(jié)合的外部部位、所述槽的底部，在上述部位均是采用防止應(yīng)力集中的圓弧來過渡的，由于圓弧的存在使得該處的應(yīng)力得不到集中，相反的是圓弧使得應(yīng)力得到了較好的均布分散；這樣大大延長了夾具的使用壽命。
[0015]優(yōu)選的，所述應(yīng)力消散弧為直徑大于槽寬的優(yōu)?。换蛘?，所述應(yīng)力消散弧為直徑等于槽寬的半圓形弧；或者所述應(yīng)力消散弧為直徑大于槽寬的劣弧。
[0016]優(yōu)選的，所述夾持部的內(nèi)表面設(shè)為摩擦面，或者所述夾持部的內(nèi)表面設(shè)有凸起或齒牙，以使所述夾持部可對試件試樣提供更好的夾持力，減小夾持部與試件試樣外壁之間的摩擦力，使夾具的夾持效果更好。
[0017]進(jìn)一步的，所述凸起為菱形、三角形或圓形結(jié)構(gòu)，和/或所述凸起具有與所述試件試樣外表面相配合的弧面。
[0018]進(jìn)一步的，所述齒牙為鋸齒形、三角形、梯形或倒齒狀。
[0019]優(yōu)選的，所述圓臺體的外表面為與所述第一錐面配合的錐面；或者所述圓臺體的外表面為與所述第一錐面接觸的弧面。
[0020]進(jìn)一步的，在所述圓臺體的端部設(shè)有環(huán)狀的凸臺，所述凸臺的內(nèi)徑大于所述圓臺體的內(nèi)徑，所述凸臺的外徑小于所述圓臺體的最大外徑；所述凸臺被所述槽分割。凸臺的設(shè)計(jì)是為了減小夾緊時(shí)的接觸面積，從而減少操作手輪所需的力矩；同時(shí)凸臺內(nèi)孔的變化可以在夾具內(nèi)隱藏部分夾持芯。
[0021]凸臺的設(shè)計(jì)還可以避免圓臺體直接與拉力柄的傘狀結(jié)構(gòu)直接接觸，凸臺與拉力柄的傘狀結(jié)構(gòu)的接觸面積，明顯低于圓臺體與拉力柄的傘狀結(jié)構(gòu)的接觸面積，這樣就可以降低凸臺與傘狀結(jié)構(gòu)相互扭轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力，也就降低了對整個(gè)夾具的磨損。
[0022]優(yōu)選的，當(dāng)所述試件試樣被夾持時(shí)，所述凸臺的端面與所述拉力柄的端面接觸。
[0023]優(yōu)選的，所述鎖緊部件通過第二錐面與所述拉力柄的端部連接，并將所述拉力柄的端部對應(yīng)的設(shè)置為與所述第二錐面配合的傘狀結(jié)構(gòu)。拉力柄的傘狀結(jié)構(gòu)與夾持器的第二錐面緊密連接并配合，并在連接后自動實(shí)現(xiàn)對中。
[0024]優(yōu)選的，所述傘狀結(jié)構(gòu)的端面設(shè)有圓形的凹部，所述凹部的直徑大于所述試件試樣的內(nèi)徑，并且小于所述凸臺的外徑，使所述夾持芯可置于所述凹部之中，同時(shí)使所述凸臺可與所述凹部外側(cè)的端面頂緊配合。凹部的存在可隱藏部分夾持芯，一方面為了減少和夾持器端部凸臺相接觸的面積，使手輪在夾緊操作時(shí)更省力，另一方面的作用是鎖緊部件與夾持座旋緊的過程中凹部緊抵夾持芯的端部并反向推動夾持芯相對所述試件試樣做軸向移動，使夾持芯更深入的進(jìn)入到所述試件試樣之中，這樣的作用使得夾具的夾持效果更好；凹部的設(shè)計(jì)還可以進(jìn)一步減小夾具的尺寸。
[0025]優(yōu)選的，所述凹部為圓柱狀。
[0026]優(yōu)選的，夾持座具有手動旋緊部件，和/或，鎖緊部件具有手動旋緊部件；所述手動旋緊部件為采用花瓣形設(shè)置的手輪結(jié)構(gòu)，便于手動操作。
[0027]優(yōu)選的，所述螺旋結(jié)構(gòu)為螺紋，或者所述螺旋結(jié)構(gòu)為螺旋槽和連接在螺旋槽中的柱塊。
[0028]鎖緊部件內(nèi)穿設(shè)連接有拉力柄，二者通過錐面配合接觸并自動對中，鎖緊部件的前行帶動拉力柄一起前行；同理，夾持座的內(nèi)部放置有夾持器，二者通過錐面配合接觸并對中，夾持座的前行帶動夾持器一起前行；而在夾持器內(nèi)裝有帶夾持芯的試件試樣；鎖緊部件與夾持座是通過螺紋連接的，在夾具夾緊時(shí)，兩者因?yàn)橥ㄟ^手輪旋緊而相向運(yùn)動，相向運(yùn)動的結(jié)果是:夾持器的凸臺與拉力柄的凹部相接觸并進(jìn)行對中，此時(shí)夾持芯與試件試樣多余的部分隱藏在拉力柄的傘狀結(jié)構(gòu)的凹部及夾持器的凸臺的內(nèi)部；同時(shí)拉力柄的凹部底面抵住夾持芯的端面，相向運(yùn)動一方面導(dǎo)致拉力柄與夾持芯愈頂愈緊，另一方面夾持器的凸臺與拉力柄的凹部底面也愈頂愈緊，兩者相互作用的結(jié)果迫使夾持器發(fā)生形變，由于夾持座的第一錐面的約束作用，使得夾持器通過其上的夾持塊受迫向內(nèi)收縮，收縮的結(jié)果使得夾持塊、試件試樣、夾持芯越夾越緊。
[0029]所述拉力柄、鎖緊部件、夾持座、夾持器同軸安裝，并且拉力柄的傘狀結(jié)構(gòu)和凹部、鎖緊部件的第二錐面、夾持座的第一錐面、夾持器的圓臺體和凸臺均為同軸安裝，使整個(gè)夾具在裝配后以及在夾持試件試樣的過程中都可以自動對中。
[0030]夾具的材料為高低溫合金、耐候鋼或者工具鋼，使得夾具應(yīng)用的溫度范圍更大。
[0031]—種拉力試驗(yàn)設(shè)備，其