CN103163019B - 用于金属薄板或金属箔的拉伸试验专用夹具和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种用于金属薄板或金属箔的拉伸试验专用夹具。该夹具上下夹头各1个，两套导柱导套；上夹头与拉伸机拉伸头基座相连接的螺纹、上夹头包括“T”型夹紧元件和小夹紧元件、二副螺栓螺母；下夹头结构与上夹头相同。上下夹头在平行于试样拉伸方向留有通孔，下夹头通孔中装上导套，上夹头的通孔和导套通过导柱连接。上夹头中“T”型夹紧元件和小夹紧元件在垂直于试样拉伸方向都预留螺栓孔，通过两组螺栓穿过夹紧元件预开的孔将试样夹紧。本发明的拉伸夹具结构简单，装夹方便，克服了金属薄板和金属箔拉伸时的各种困难。

Description

用于金属薄板或金属箔的拉伸试验专用夹具和使用方法
技术领域
本发明专利涉及测量技术中所使用的夹具，更具体的说，本发明专利涉及一种用于金属薄板和金属箔的拉伸试验专用夹具。
背景技术
拉伸试验又称抗拉试验，是用于测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性的试验；它是材料机械性能试验的基本方法之一，主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能指标，如强度指标和塑性指标。
现有的拉伸试验机所用的夹具与试样通过穿孔销连接，拉伸试验机通过该穿孔销将载荷传递到试样上从而进行单向或双向拉伸试验，这种常规的夹具在板料厚度为1mm以上的条件下能够完成所需的拉伸试验；当板料厚度比较薄时，特别是0.5mm以下的薄板甚至厚度达到0.1mm以下的金属箔时，穿孔销极易将试样上的圆孔撕裂从而导致试验失败；另一方面，由于试样厚度的变薄，拉伸试验机施加的载荷方向与试样的几何中心位置不重合而容易产生偏心，由此造成对试验精度产生影响，对于金属箔试样而言，由于存在着尺度效应，偏心造成的误差的影响会更加显著。
本发明的一种新型的用于金属薄板和金属箔的拉伸试验专用夹具一方面通过夹头夹紧试样提供的摩擦力提供试验所需的载荷，保证实验成功；另一方面将保证在整个试验过程拉伸试验机施加的载荷方向与试样的几何中心位置保持始终一致，保证拉伸过程中不会产生额外的转矩、扭矩，保证试验精度。
发明内容
本发明的目的是要克服上述现有技术中存在的不足，提供一种具有自对中性、可用于不同厚度的金属薄板或金属箔的拉伸试验专用夹具。
为了实现上述目的，本发明的用于金属薄板或金属箔的拉伸试验专用夹具，其特征在于：所述夹具由结构相同的上下夹头和两套导柱导套组成；上夹头的上端部和下夹头的下端部设有与拉伸机拉伸头基座相连接的螺纹、上夹头包括“T”型夹紧元件和小夹紧元件、两副螺栓螺母；上下夹头在平行于试样拉伸方向留有通孔，下夹头通孔中装上导套，上夹头的通孔和下夹头中的“T”型夹紧元件通孔中的导套通过导柱连接；上夹头的下端部和下夹头上端部一面的中间开有凹槽，凹槽的宽度与金属薄板或金属箔标准试样的宽度相同，凹槽的深度大于金属薄板或金属箔标准试样的厚度，小夹紧元件一面的中间设有与凹槽宽度相配 合的长方体凸起，用于将金属薄板或金属箔标准试样压紧在凹槽内，“T”型夹紧元件凹槽两侧和小夹紧元件长方体凸起两侧在垂直于试样拉伸方向都预留螺栓孔，通过两组螺栓螺母穿过夹紧元件预开的孔将试样夹紧。
“T”型夹紧元件和小夹紧元件夹紧试样的表面进行表面粗糙化处理，粗造化表面处理为现有技术，不是本发明的创新点，可采用激光表面粗糙化处理方法、中国专利CN1438094A公开的“被处理物的表面粗糙化方法及用于该方法的装置”等方法。
“T”型夹紧元件夹紧试样接触的表面与基座连接螺纹的中心线所在的沿金属薄板或金属箔标准试样长度方向的水平平面错开0.5mm，通过增加垫片的方法来保证在整个试验过程中不同厚度的试样的几何中心位置与拉伸试验机施加的载荷方向始终保持一致。
本发明的优点在于：1)保证试样的自对中性，确保试样与载荷方向一致，同时确保试样在拉伸过程中不会发生扭转；2)可以根据实际需要对各种材质、各种厚度的金属板或金属箔进行拉伸实验；3)拉伸实验所需要的载荷是通过夹头与试样之间的摩擦力提供的；4)保证试样在拉伸过程中不会产生额外的转矩，确保实验精度。
附图说明
图1是国标规定的样品示意图；
图2是本发明的总装配图；
图3是“T”型夹紧元件示意图；
图4是小夹紧元件示意图；
图5是“T”型夹紧元件三维图；
图6是“T”型夹紧元件和小夹紧元件配合的三维示意图；
图7是本发明的总装配三维图1；
图8是本发明的总装配三维图2。
附图中：1-螺纹孔 2-“T”型夹紧元件 3-小夹紧元件 4-螺栓 5-螺母 6-导柱 7-导套。
具体实施方式
由图2所示，本发明专利冲压铆接模具的主要部件包括:上下夹头各1个，两套导柱6导套7；上夹头与拉伸机拉伸头基座相连接的螺纹、上夹头包括“T”型夹紧元件2和小夹紧元件3、二副螺栓4螺母5；下夹头结构与上夹头相同。其装配关系是：上下两个“T”型夹紧元件2通过螺纹孔1分别与拉伸试验机基座连接，导套7与下“T”型夹紧元件之2间是过盈配合，导柱6与上“T”型夹紧元件2之间是过盈配合，导柱6与导套7之间是间 隙配合。
具体装配过程为：先将导套与下夹头配合安装，将导柱与上夹头配合安装，再将导套导柱相互配合安装；整体装配好后，由图1、2、3、4所示，先将试样放入“T”型夹紧元件2的凹槽内，再将小夹紧元件3的凸槽放入“T”型夹紧元件2的凹槽内，拧紧螺栓4螺母5将试样夹紧在夹头内；将上下夹头与对应的拉伸机拉伸头基座相互配合，最后将配合好的整体装上拉伸机进行拉伸试验。
通过本发明的夹具，对厚度从0.02mm～0.5mm的不锈钢薄板(箔)、紫铜薄板(箔)和磷青铜薄板(箔)进行了拉伸试验取得较好的效果，未发生传统方式的夹具带来的试样上的圆孔撕裂从而导致试验失败和拉伸试验机施加的载荷方向与试样的几何中心位置不重合而容易产生偏心问题。实验证明本发明的用于金属薄板和金属箔的拉伸试验机专用夹具可以适用于不同厚度不同材质的金属薄板或金属箔的拉伸试验。

Claims (3)

1.用于金属薄板或金属箔的拉伸试验专用夹具，其特征在于：所述夹具由结构相同的上下夹头和两套导柱导套组成；上夹头的上端部和下夹头的下端部设有与拉伸机拉伸头基座相连接的螺纹，上夹头和下夹头各自包括一个“T”型夹紧元件、一个小夹紧元件和两副螺栓螺母；“T”型夹紧元件在平行于试样拉伸方向留有通孔，下夹头中的“T”型夹紧元件通孔中装上导套，上夹头的“T”型夹紧元件通孔和下夹头中的“T”型夹紧元件通孔中的导套通过导柱连接；上夹头的“T”型夹紧元件下端部和下夹头的“T”型夹紧元件上端部一面的中间开有凹槽，凹槽的宽度与金属薄板或金属箔标准试样的宽度相同，凹槽的深度大于金属薄板或金属箔标准试样的厚度，小夹紧元件一面的中间设有与凹槽宽度相配合的长方体凸起，用于将金属薄板或金属箔标准试样压紧在凹槽内，“T”型夹紧元件凹槽两侧和小夹紧元件长方体凸起两侧在垂直于试样拉伸方向都预留螺栓孔，通过两组螺栓螺母穿过夹紧元件预开的孔将试样夹紧；“T”型夹紧元件夹紧试样接触的表面与基座连接螺纹的中心线所在的沿金属薄板或金属箔标准试样长度方向的水平平面错开0.5mm。
2.如权利要求1所述的用于金属薄板或金属箔的拉伸试验专用夹具，其特征在于：“T”型夹紧元件和小夹紧元件夹紧试样的表面进行表面粗糙化处理。
3.如权利要求1所述的用于金属薄板或金属箔的拉伸试验专用夹具的使用方法，其特征在于包括如下步骤：先将导套与下夹头配合安装，将导柱与上夹头配合安装，再将导套导柱相互配合安装；整体装配好后，先将金属薄板或金属箔的标准试样放入“T”型夹紧元件的凹槽内，再将小夹紧元件的凸起放入“T”型夹紧元件的凹槽内，拧紧螺栓螺母将试样夹紧在夹头内；将上下夹头与对应的拉伸机拉伸头基座相互配合，最后将配合好的整体装上拉伸机进行拉伸试验；试验过程中，通过增加垫片的方法来保证在整个试验过程中不同厚度的试样的几何中心位置与拉伸试验机施加的载荷方向始终保持一致。
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