CN108776062B - 一种拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置及方法，拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置包括转向台、限位组件A、限位组件B、定位座、宽向定位台及锁紧螺母；所述转向台、定位座、宽向定位台自上至下依次设置，定位座通过定位凸台实现周向定位，宽向定位台的底部通过锁紧螺母与导向杆锁紧固定；定位座的两侧分别设限位组件A，另两侧分别设限位组件B，宽向定位台的四周分别设宽向定位面。本发明能够实现对不同宽度、厚度规格的板材试样夹持间隙及位置的精确控制，克服了手工推动滑动调整造成的人工误差较大的缺点，能够有效避免打滑现象，保证前后间隙一致性，提高工作效率，尤其适用于高速拉伸类高精度试验。

Description

一种拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置及方法

技术领域

本发明涉及金属材料拉伸试验技术领域，尤其涉及一种用于高速拉伸试验时拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置及方法。

背景技术

在金属板材高速拉伸试验中，被测试样的一端需要固定在拉伸试验机的静夹具上，另一端需要被控制在动夹具内并施加一定的预紧力，试验开始时，待动夹具的试验速度加载到目标值后再夹紧试样进而完成后续拉伸试验。

在试验准备过程中，控制试样在动夹具内的夹持间隙及位置是一项关键环节，如果试样在夹具内的间隙位置相差较大，那么试样在夹紧过程中受力就不均匀，甚至造成钳口夹持不到试样导致试验失败。因此，精确控制试样在动夹具内的间隙位置十分重要。

目前，在试验过程中，一般是通过手工推动动夹具的前后两个滑块到某一位置，再施加预紧力。这种间隙位置调整的手段精度较低，随着板材厚度的增加，操作难度也会逐渐加大，试验精度也会进一步降低，而且滑块两侧与夹具外钳口接触会产生打滑，人工误差及随机性较大，难以保证试样在动夹具中的夹持间隙及位置，也无法保证每次测试结果的一致性和稳定性，因而无法满足高速拉伸高精度的试验要求。

发明内容

本发明提供了一种拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置及方法，能够实现对不同宽度、厚度规格的板材试样夹持间隙及位置的精确控制，克服了手工推动滑动调整造成的人工误差较大的缺点，能够有效避免打滑现象，保证前后间隙一致性，提高工作效率，尤其适用于高速拉伸类高精度试验。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置，安装在板材拉伸试验机动夹具下方的导向杆上；所述动夹具由夹具体、滑块及预紧螺栓组成，夹具体的两侧分别设滑块；2个滑块下方的导向杆上分别安装一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置；所述拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置包括转向台、限位组件A、限位组件B、定位座、宽向定位台及锁紧螺母；所述动夹具下方的导向杆上加工外螺纹，所述转向台、定位座、宽向定位台自上至下依次设置，转向台的中心设螺纹孔与导向杆上的外螺纹配合固定；宽向定位台的中部设定位凸台，定位座通过定位凸台实现周向定位，宽向定位台的底部通过锁紧螺母与导向杆锁紧固定；定位座的两侧分别设限位组件A，另两侧分别设限位组件B，限位组件A和限位组件B分别由多个并列设置的限位块组成，限位块的内侧与定位座铰接，外侧延伸至宽向定位台之外，在宽向定位台的支撑下限位块呈水平状态，并能够绕铰接轴向上翻转90°；限位组件A和限位组件B的中部不设限位块，且两侧相邻限位块之间的间距为板材试样的最小板厚；宽向定位台能够绕导向杆中心转动，宽向定位台的四周分别设宽向定位面，各个宽向定位面到其转动中心的距离均不相等，而是分别与不同规格板材试样的宽度相适应。

所述限位组件A和限位组件B分别由相同或不同厚度规格的多个限位块组成。

一种拉伸试样夹持间隙调整及试样限位方法，包括如下步骤：

1)在板材拉伸试验机动夹具两侧滑块下方的导向杆上分别安装一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置；

2)将预进行试验的板材试样安装到板材拉伸试验机上，板材试样的下端由定夹具固定，上端穿过动夹具的钳口；

3)通过拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置调整试样夹持间隙，2组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置分别调整；具体过程如下：

将滑块沿导向杆滑动，移动到其底面与夹具体底面一齐，通过转动转向台，使转向台的顶面与滑块的底面紧密贴合，使滑块在导向杆的位置稳定并将该位置作为调整的初始位置；

以滑块的初始位置为基准，根据公式1计算出对板材试样的初始夹持间隙，公式1为：初始夹持间隙＝钳口内侧间距—试样厚度；

确定目标夹持间隙，夹持间隙取值范围与拉伸试验时的拉伸速度有关，其取值范围为：拉伸速度≥2m/s时，目标夹持间隙在0.6mm～1.0mm内选取；拉伸速度＜2m/s时，目标夹持间隙在1.1mm～1.6mm内选取；

根据公式2计算转向台的调节圈数，公式2为：调节圈数＝(目标夹持间隙—初始夹持间隙)/导向杆螺距；其中目标夹持间隙和初始夹持间隙均以毫米为单位且保留一位小数；

按照计算得到的调节圈数转动转向台，将滑块向上调整到对应目标夹持间隙的位置后通过转向台锁紧，再将另一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置中的转向台调整到相同位置后锁紧；

4)经过步骤3)调整后，夹具体上的钳口内侧间距已经固定；将限位组件A和限位组件B上各个限位块调整成直立状态，转动宽向定位台，使其与板材试样宽度相适应的一侧宽向定位面转到板材试样的外侧并与其对齐；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置中的宽向定位台均调整好后，即实现对板材试样宽度方向的限位；

5)宽向定位台转动时，通过定位凸台带动定位座转动，宽向定位台调整好后，将正对板材试样一侧的限位组件A或限位组件B中的两侧限位块放平，使其中部开口的宽度与板材试样的厚度相适应；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置中的限位块均调整好后，即实现对板材试样厚度方向的限位；

6)以上调整完成后，通过锁紧螺母将拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置整体锁紧固定在导向杆上，通过预紧螺栓向板材试样施加预紧力后，即可开始拉伸试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

能够实现对不同宽度、厚度规格的板材试样夹持间隙及位置的精确控制，克服了手工推动滑动调整造成的人工误差较大的缺点，能够有效避免打滑现象，保证前后间隙一致性，提高工作效率，尤其适用于高速拉伸类高精度试验。

附图说明

图1是本发明所述拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置的安装位置示意图。

图2是本发明所述拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置的立体结构示意图一。

图3是本发明所述拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置的立体结构示意图二。

图4是本发明所述拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置的仰视图(没有显示锁紧螺母)。

图5是本发明所述拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置的俯视图。

图中：1.板材试样 2.夹具体 3.预紧螺栓 4.滑块 5.拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置 51.转向台 52.限位组件A 53.限位组件B 54.定位座 55.铰接轴 56.宽向定位台 57.锁紧螺母 58.定位凸台 59.宽向定位面 6.导向杆

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置，安装在板材拉伸试验机动夹具下方的导向杆6上；所述动夹具由夹具体2、滑块4及预紧螺栓3组成，夹具体2的中部设开设钳口用于夹持板材试样1，夹具体2的两侧分别设滑块4，滑块4能够沿安装在板材拉伸试验机上的导向杆6上、下滑动，预紧螺栓3用于对板材试样1施加预紧力；2个滑块4下方的导向杆6上分别安装一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5；如图2-图5所示，所述拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5包括转向台51、限位组件A 52、限位组件B53、定位座54、宽向定位台56及锁紧螺母57；所述动夹具下方的导向杆6上加工外螺纹，所述转向台51、定位座54、宽向定位台56自上至下依次设置，转向台51的中心设螺纹孔与导向杆6上的外螺纹配合固定；宽向定位台56的中部设定位凸台58，定位座54通过定位凸台58实现周向定位，宽向定位台56的底部通过锁紧螺母57与导向杆6锁紧固定；定位座54的两侧分别设限位组件A 52，另两侧分别设限位组件B 53，限位组件A 52和限位组件B 53分别由多个并列设置的限位块组成，限位块的内侧与定位座54铰接，外侧延伸至宽向定位台56之外，在宽向定位台56的支撑下限位块呈水平状态，并能够绕铰接轴55向上翻转90°；限位组件A 52和限位组件B 53的中部不设限位块，且两侧相邻限位块之间的间距为板材试样1的最小板厚；宽向定位台56能够绕导向杆6中心转动，宽向定位台56的四周分别设宽向定位面59，各个宽向定位面59到其转动中心的距离均不相等，而是分别与不同规格板材试样1的宽度相适应。

所述限位组件A 51和限位组件B 52分别由相同或不同厚度规格的多个限位块组成。

一种拉伸试样夹持间隙调整及试样限位方法，包括如下步骤：

1)在板材拉伸试验机动夹具两侧滑块4下方的导向杆6上分别安装一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5；

2)将预进行试验的板材试样1安装到板材拉伸试验机上，板材试样1的下端由定夹具固定，上端穿过动夹具的钳口；

3)通过拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5调整试样夹持间隙，2组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5分别调整；具体过程如下：

将滑块4沿导向杆6滑动，移动到其底面与夹具体2底面一齐，通过转动转向台51，使转向台51的顶面与滑块4的底面紧密贴合，使滑块4在导向杆6的位置稳定并将该位置作为调整的初始位置；

以滑块4的初始位置为基准，根据公式1计算出对板材试样1的初始夹持间隙，公式1为：初始夹持间隙＝钳口内侧间距—试样厚度；

确定目标夹持间隙，夹持间隙取值范围与拉伸试验时的拉伸速度有关，其取值范围为：拉伸速度≥2m/s时，目标夹持间隙在0.6mm～1.0mm内选取；拉伸速度＜2m/s时，目标夹持间隙在1.1mm～1.6mm内选取；

根据公式2计算转向台51的调节圈数，公式2为：调节圈数＝(目标夹持间隙—初始夹持间隙)/导向杆螺距；其中目标夹持间隙和初始夹持间隙均以毫米为单位且保留一位小数；

按照计算得到的调节圈数转动转向台51，将滑块4向上调整到对应目标夹持间隙的位置后通过转向台51锁紧，再将另一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的转向台51调整到相同位置后锁紧；

4)经过步骤3)调整后，夹具体2上的钳口内侧间距已经固定；将限位组件A 52和限位组件B 53上各个限位块调整成直立状态，转动宽向定位台56，使其与板材试样1宽度相适应的一侧宽向定位面59转到板材试样1的外侧并与其对齐；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的宽向定位台56均调整好后，即实现对板材试样1宽度方向的限位；

5)宽向定位台56转动时，通过定位凸台58带动定位座54转动，宽向定位台56调整好后，将正对板材试样1一侧的限位组件A 52或限位组件B 53中的两侧限位块放平，使其中部开口的宽度与板材试样1的厚度相适应；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的限位块均调整好后，即实现对板材试样1厚度方向的限位；

6)以上调整完成后，通过锁紧螺母57将拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5整体锁紧固定在导向杆6上，通过预紧螺栓3向板材试样1施加预紧力后，即可开始拉伸试验。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

本实施例中，板材试样1的厚度为2.0mm；在拉伸试验开始之前，将板材试样1清洗打磨干净，放松夹具体2外侧的预紧螺栓3，将加工完毕符合试验要求的板材试样1放置在夹具体2钳口内，板材试样1的下端由定夹具固定，调整拉伸试验机的各项试验参数，其中试验速度为0.4m/s。

通过拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5调整试样夹持间隙，2组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5分别调整；具体过程如下：

将滑块4沿导向杆6滑动，移动到其底面与夹具体2底面一齐，通过转动转向台51，使转向台51的顶面与滑块4的底面紧密贴合，使滑块4在导向杆6的位置稳定并将该位置作为调整的初始位置；此时钳口内侧间距为3mm。

以滑块4的初始位置为基准，根据公式1计算出对板材试样1的初始夹持间隙，即：初始夹持间隙＝钳口内侧间距—试样厚度；计算得到初始夹持间隙＝3-2.0＝1.0mm。

按照本次拉伸试验的拉伸速度、板材试样1厚度确定目标夹持间隙为1.2mm，导向杆6的螺距为0.1mm，根据公式2计算出转向台51调节圈数。即调节圈数＝(目标夹持间隙—初始夹持间隙)/导向杆螺距；计算得到调节圈数＝(1.2—1.0)/0.1＝2。

将转向台51转动2圈，将滑块4向上调整到对应目标夹持间隙的位置后通过转向台51锁紧，再将另一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的转向台51调整到相同位置后锁紧。

当前状态下的目标夹持间隙为1.2mm，夹具体2上的钳口内侧间距已经固定；将限位组件A 52和限位组件B 53上各个限位块调整成直立状态，转动宽向定位台56，使其与板材试样1宽度相适应的一侧宽向定位面59转到板材试样1的外侧并与其对齐；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的宽向定位台56均调整好后，即实现对板材试样1宽度方向的限位；

宽向定位台56转动时，通过定位凸台58带动定位座54转动，宽向定位台56调整好后，将正对板材试样1一侧的限位组件A 52或限位组件B 53中的两侧限位块放平，使其中部开口的宽度与板材试样1的厚度相适应；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的限位块均调整好后，即实现对板材试样1厚度方向的限位；

以上调整完成后，通过锁紧螺母57将拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5整体锁紧固定在导向杆6上，通过预紧螺栓3向板材试样1施加预紧力后，即可开始拉伸试验。

【实施例2】

本实施例中，板材试样1的厚度为1.2mm；在拉伸试验开始之前，将板材试样1清洗打磨干净，放松夹具体2外侧的预紧螺栓3，将加工完毕符合试验要求的板材试样1放置在夹具体2钳口内，板材试样1的下端由定夹具固定，调整拉伸试验机的各项试验参数，其中试验速度为4m/s。

通过拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5调整试样夹持间隙，2组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5分别调整；具体过程如下：

将滑块4沿导向杆6滑动，移动到其底面与夹具体2底面一齐，通过转动转向台51，使转向台51的顶面与滑块4的底面紧密贴合，使滑块4在导向杆6的位置稳定并将该位置作为调整的初始位置；此时钳口内侧间距为3mm。

以滑块4的初始位置为基准，根据公式1计算出对板材试样1的初始夹持间隙，即：初始夹持间隙＝钳口内侧间距—试样厚度；计算得到初始夹持间隙＝3-1.2＝1.8mm。

按照本次拉伸试验的拉伸速度、板材试样1厚度确定目标夹持间隙为1.0mm，导向杆6的螺距为0.2mm，根据公式2计算出转向台51的调节圈数。即调节圈数＝(目标夹持间隙—初始夹持间隙)/导向杆螺距；计算得到调节圈数＝(1.0—1.8)/0.2＝-4。

将转向台51转动4圈，将滑块4向上调整到对应目标夹持间隙的位置后通过转向台51锁紧，再将另一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的转向台51调整到相同位置后锁紧。

当前状态下的目标夹持间隙为1.0mm，夹具体2上的钳口内侧间距已经固定；将限位组件A 52和限位组件B 53上各个限位块调整成直立状态，转动宽向定位台56，使其与板材试样1宽度相适应的一侧宽向定位面59转到板材试样1的外侧并与其对齐；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的宽向定位台56均调整好后，即实现对板材试样1宽度方向的限位；

宽向定位台56转动时，通过定位凸台58带动定位座54转动，宽向定位台56调整好后，将正对板材试样1一侧的限位组件A 52或限位组件B 53中的两侧限位块放平，使其中部开口的宽度与板材试样1的厚度相适应；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5中的限位块均调整好后，即实现对板材试样1厚度方向的限位；

以上调整完成后，通过锁紧螺母57将拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置5整体锁紧固定在导向杆6上，通过预紧螺栓3向板材试样1施加预紧力后，即可开始拉伸试验。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置，安装在板材拉伸试验机动夹具下方的导向杆上；所述动夹具由夹具体、滑块及预紧螺栓组成，夹具体的两侧分别设滑块；其特征在于，2个滑块下方的导向杆上分别安装一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置；所述拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置包括转向台、限位组件A、限位组件B、定位座、宽向定位台及锁紧螺母；所述动夹具下方的导向杆上加工外螺纹，所述转向台、定位座、宽向定位台自上至下依次设置，转向台的中心设螺纹孔与导向杆上的外螺纹配合固定；宽向定位台的中部设定位凸台，定位座通过定位凸台实现周向定位，宽向定位台的底部通过锁紧螺母与导向杆锁紧固定；定位座的两侧分别设限位组件A，另两侧分别设限位组件B，限位组件A和限位组件B分别由多个并列设置的限位块组成，限位块的内侧与定位座铰接，外侧延伸至宽向定位台之外，在宽向定位台的支撑下限位块呈水平状态，并能够绕铰接轴向上翻转90°；限位组件A和限位组件B的中部不设限位块，且两侧相邻限位块之间的间距为板材试样的最小板厚；宽向定位台能够绕导向杆中心转动，宽向定位台的四周分别设宽向定位面，各个宽向定位面到其转动中心的距离均不相等，而是分别与不同规格板材试样的宽度相适应。

2.根据权利要求1所述的一种拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置，其特征在于，所述限位组件A和限位组件B分别由相同或不同厚度规格的多个限位块组成。

3.一种基于权利要求1或2所述装置的拉伸试样夹持间隙调整及试样限位方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在板材拉伸试验机动夹具两侧滑块下方的导向杆上分别安装一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置；

2)将预进行试验的板材试样安装到板材拉伸试验机上，板材试样的下端由定夹具固定，上端穿过动夹具的钳口；

3)通过拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置调整试样夹持间隙，2组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置分别调整；具体过程如下：

将滑块沿导向杆滑动，移动到其底面与夹具体底面一齐，通过转动转向台，使转向台的顶面与滑块的底面紧密贴合，使滑块在导向杆的位置稳定并将该位置作为调整的初始位置；

以滑块的初始位置为基准，根据公式1计算出对板材试样的初始夹持间隙，公式1为：初始夹持间隙＝钳口内侧间距—试样厚度；

确定目标夹持间隙，夹持间隙取值范围与拉伸试验时的拉伸速度有关，其取值范围为：拉伸速度≥2m/s时，目标夹持间隙在0.6mm～1.0mm内选取；拉伸速度＜2m/s时，目标夹持间隙在1.1mm～1.6mm内选取；

根据公式2计算转向台的调节圈数，公式2为：调节圈数＝(目标夹持间隙—初始夹持间隙)/导向杆螺距；其中目标夹持间隙和初始夹持间隙均以毫米为单位且保留一位小数；

按照计算得到的调节圈数转动转向台，将滑块向上调整到对应目标夹持间隙的位置后通过转向台锁紧，再将另一组拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置中的转向台调整到相同位置后锁紧；

4)经过步骤3)调整后，夹具体上的钳口内侧间距已经固定；将限位组件A和限位组件B上各个限位块调整成直立状态，转动宽向定位台，使其与板材试样宽度相适应的一侧宽向定位面转到板材试样的外侧并与其对齐；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置中的宽向定位台均调整好后，即实现对板材试样宽度方向的限位；

5)宽向定位台转动时，通过定位凸台带动定位座转动，宽向定位台调整好后，将正对板材试样一侧的限位组件A或限位组件B中的两侧限位块放平，使其中部开口的宽度与板材试样的厚度相适应；2组实现拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置中的限位块均调整好后，即实现对板材试样厚度方向的限位；

6)以上调整完成后，通过锁紧螺母将拉伸试样夹持间隙调整与试样限位装置整体锁紧固定在导向杆上，通过预紧螺栓向板材试样施加预紧力后，即可开始拉伸试验。

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