一種力學試棒制作裝置及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及力學試樣的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種力學試棒制作裝置及其制作 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當前，緊固件的成型方式逐步由單件成型向連續(xù)成型的方式轉(zhuǎn)變，用于緊固件制 造的原材料的供貨狀態(tài)也逐步從直條棒料轉(zhuǎn)變?yōu)楦綆櫥繉拥谋P圓絲料，盤圓料具有成 型效率高、料頭少等使用優(yōu)勢。但金屬盤圓料在入廠復(fù)驗時，力學試棒的獲得較為困難，常 見獲取步驟為:剪斷-銅錘敲打矯直-酸/堿洗去除涂層熱處理）。該方法存在以下不 足：
[0003] 1.當盤料過軟時，銅錘敲打容易在材料表面留下傷印，破壞表面完整性;盤料過硬 時，矯直費時費力，且容易在材料表面產(chǎn)生微裂紋，影響測試準確性。
[0004] 2.錘敲法對試樣長度有最小要求，過短不易夾持，對于一些長度較短且材料價格 昂貴的力學試棒，會造成一定的材料浪費。
[0005] 3.錘敲法獲得的力學試棒具有較大的殘余應(yīng)力，經(jīng)熱處理工序應(yīng)力釋放后會發(fā)生 彎曲變形，影響試棒的使用。
[0006] 4.經(jīng)酸/堿清洗除去涂層的工序易造成材料吸氫，給鈦合金、合金鋼及強度等級在 8.8級以上的碳鋼材料帶來氫脆風險。
[0007] 5.清洗去除涂層的工序耗時較長，如鈦合金盤料表面M0S2干膜涂層的去除一般都 在2h以上，時間成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決上述從盤料上獲得力學試棒的方法中存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提 供一種操作方便，省時、省力的力學試棒獲得方法，可一次解決盤料矯直、殘余應(yīng)力消除、粘 附涂層去除的問題，高質(zhì)量、高效率地從盤料上獲得需要的力學試棒。
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0010] -種力學試棒制作裝置，包括盤料，經(jīng)所述盤料被拉出的單根棒料依次經(jīng)由：矯直 裝置，其通過多個導輪用于將單根棒料矯直而獲得直條棒料;加熱裝置，其通過控制溫度和 時間用于消除單根棒料經(jīng)導輪矯直后產(chǎn)生的殘余應(yīng)力;環(huán)形切削裝置:其通過車削的方式 用于去除直條棒料表面的涂層;最后經(jīng)由斷料裝置將所需長度的直條棒料切斷。
[0011] 進一步地，多個所述導輪包括第一導輪，經(jīng)由所述盤料送出的單根棒料經(jīng)由第一 導輪，單根棒料在拉緊狀態(tài)下繞行第一導輪的曲率與其在自由狀態(tài)時的曲率大小相等方向 相反。
[0012] 進一步地，所述環(huán)形切削裝置與經(jīng)多個導輪矯直后的直條棒料同軸設(shè)置;所述環(huán) 形車削裝置為自行旋轉(zhuǎn)的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其圓環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部設(shè)有三把或一把環(huán)形車刀用于車削 直條棒料表面的涂層，且直條棒料從環(huán)形車削裝置的中心穿過。
[0013]進一步地，所述環(huán)形切削裝置和斷料裝置之間設(shè)有一對主動輪，用于提供單根棒 料行進的牽引力，所述主動輪與單根棒料接觸的輪面上刻有花紋。
[0014]進一步地，所述盤料放置在料架上，料架主軸用于支撐料架，其盤料與料架能繞著 料架主軸旋轉(zhuǎn)，在所述料架和主軸間設(shè)置一定的旋轉(zhuǎn)阻尼力，所述旋轉(zhuǎn)阻尼力小于盤料與 料架的滑動摩擦力;所述盤料的一側(cè)固定設(shè)有出料口，所述出料口進、出棒料的兩端裝有滾 動軸承。
[0015] 進一步地，所述斷料裝置包括切料模和封閉切刀，直條棒料在拉緊狀態(tài)下分別從 封閉切刀和切料模的中心沿軸向方向移動。
[0016] 進一步地，多個所述加熱裝置設(shè)置于第一導輪之后，所述加熱裝置為電磁感應(yīng)線 圈或溫度可控的電熱爐。
[0017]進一步地，多個所述導輪還包括第二導輪，所述第二導輪設(shè)置于第一導輪之后，且 配合第一導輪完成單根棒料曲率的微調(diào)，并引導直條棒料向前移動。
[0018] 本發(fā)明還提供一種利用上述一種力學試棒制作裝置并對力學試棒進行制作的方 法，包括以下步驟:1)送料;2)矯直;3)加熱;4)去除涂層;5)斷料。
[0019] 進一步地，具體步驟如下：
[0020] 1)送料:將盤料放置在料架上，設(shè)置所述料架和料架主軸之間的旋轉(zhuǎn)阻尼力，使得 所述旋轉(zhuǎn)阻尼力小于盤料與料架的滑動摩擦力；其中，在力學試棒整個制作過程由一對主 動輪提供所需的牽引力;所述料架的一側(cè)固定設(shè)有出料口，所述出料口相對于料架主軸位 置固定但能隨料架主軸的轉(zhuǎn)動而改變方位，所述出料口呈長方形，所述出料口進、出棒料的 兩端裝有滾動軸承；
[0021] 2)矯直:經(jīng)所述盤料被拉出的單根棒料從出料口引出后繞過第一導輪，將單根棒 料所呈現(xiàn)的原始盤圓狀態(tài)消除，進而獲得直條棒料；
[0022] 3)加熱:對經(jīng)第一導輪后的直條棒料進行加熱，其中，加熱方法可采用加熱爐或感 應(yīng)線圈進行加熱，通過控制溫度和時間消除變形應(yīng)力；
[0023] 4)去除涂層:經(jīng)加熱后的直條棒料繞過第二導輪，所述第二導輪用于配合第一導 輪完成單根棒料在拉緊狀態(tài)時繞行導輪曲率的調(diào)節(jié);直條棒料經(jīng)第二導輪后進入環(huán)形車削 裝置，所述環(huán)形車削裝置與經(jīng)第二導輪后的直條棒料同軸設(shè)置，直條棒料從環(huán)形車削裝置 中心穿過，車削量根據(jù)涂層厚度進行調(diào)整，一般應(yīng)不小于0.01mm;
[0024] 5)斷料:根據(jù)加熱裝置有效加熱區(qū)的長度和保溫時間要求設(shè)置主動輪的轉(zhuǎn)速，再 依據(jù)力學試棒的長度要求計算斷料裝置的斷料周期，為保證斷口的齊平度，選用封閉切刀 斷料。
[0025] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種力學試棒制作裝置及其制作方法具有以 下優(yōu)勢:操作方便，省時、省力，可一次解決盤料矯直、殘余應(yīng)力消除、粘附涂層去除的問題， 可高質(zhì)量、高效率地從盤料上獲得需要的力學試棒。
【附圖說明】
[0026]構(gòu)成本發(fā)明創(chuàng)造的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進一步理解，本發(fā)明創(chuàng) 造的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當限定。在 附圖中：
[0027]圖1為本發(fā)明用于獲得本實施例所述力學試棒的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 附圖標記說明：
[0029] 1-盤料;2-料架;3-料架主軸;4-出料口； 5-第一導輪;6-加熱裝置;7-第二導輪;8- 環(huán)形切削裝置;9-主動輪;10-切料模;11-封閉切刀。
【具體實施方式】
[0030] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。
[0031] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、 "前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為 基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明創(chuàng)造和簡化描述，而不是指示 或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解 為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗 示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"等的特 征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明， "多個"的含義是兩個或兩個以上。
[0032] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相 連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可 以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是 兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語 在本發(fā)明中的具體含義。
[0033] 下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0034] -種力學試棒制作裝置，包括盤料1，經(jīng)盤料1被拉出的單根棒料依次經(jīng)由：
[0035] 矯直裝置，其通過多個導輪用于將棒料矯直為直條棒料;加熱裝置6，其通過控制 溫度和時間用于消除單根棒料經(jīng)導輪彎折后產(chǎn)生的殘余應(yīng)力;環(huán)形切削裝置8:其通過車削 的方式用于去除經(jīng)由導輪矯直后直條棒料表面的涂層;最后經(jīng)由斷料裝置將所需長度的力 學棒料進行切斷。
[0036] 具體地，將待復(fù)驗的金屬盤料1放置在料架2上，盤料1與料架2能繞著料架主軸3旋 轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動阻尼力可以自由調(diào)節(jié);其中，在料架2和主軸3間設(shè)置一定的旋轉(zhuǎn)阻尼力，保證旋轉(zhuǎn) 阻尼力小于盤料1與料架2的滑動摩擦力。
[0037]為了保證送料的穩(wěn)定性，在料架2的一側(cè)設(shè)有固定的出料口 4，該出料口 4相對于料 架主軸3位置固定但能隨料架主軸3的轉(zhuǎn)動而改變方位;優(yōu)選地，出料口 4呈長方形，長9_~ 400mm、寬8.5mm~10mm，其出料口4水平方向較長且進、出棒料的兩端裝有滾動軸承，以保證 單根棒料被拉出時與出料口 4側(cè)壁滾動摩擦。
[0038]其中，在力學試棒整個制作過程由一對主動輪9提供所需的牽引力；一對主動輪9 設(shè)立在距離盤料1較遠的位置，主動輪9轉(zhuǎn)速可以自由調(diào)節(jié)，與單根棒料接觸的輪面刻有花 紋，以防止主動輪9與單根棒料的相對滑動，通過調(diào)節(jié)兩主動輪9的間距可以獲得滿足要求 的盤料牽引力。
[0039]接下來，單根棒料從出料口4引出后分別繞過第一導輪5和第二導輪7,其中，單根 棒料在拉緊狀態(tài)下繞行第一導輪5的曲率與其自由狀態(tài)時的曲率相等，但方向相反。
[0040]具體地，單根棒料在一定牽引力的作用下繞過第一導輪5后，原始的盤圓狀態(tài)基本 可以消除而成為直條棒料。
[0041]但因外力矯形的緣故，單根棒料內(nèi)部存有較大的殘余應(yīng)力，如果不進行應(yīng)力的干 預(yù)消除，矯直的棒料經(jīng)熱處理工序應(yīng)力釋放后，有恢復(fù)原有狀態(tài)的趨勢。
[0042] 因此，還設(shè)有加熱裝置6,其設(shè)置于第一導輪5和第二導輪7之間，加熱裝置6可采用 電磁感應(yīng)線圈或溫度可控的電熱爐，通過溫度和時間的控制達到消除變形應(yīng)力的目的。
[0043] 其中，加熱裝置6后設(shè)有的第二導輪7,一方面配合第一導輪5完成單根棒料繞行曲 率的微調(diào)，另一方面經(jīng)矯形后的直條棒料在第二導輪7的導向作用下向主動輪9的方向移 動。
[0044] 再接下來，經(jīng)第二導輪7后的單根棒料進入環(huán)形車