CN108927445B - 一种金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，包括：主体，其由上至下依次横向设置有上通槽、中通槽和下通槽，主体轴向设有通孔；并且，通孔内容纳有两个上固定套，下部容纳有对应的两个下固定套，中通槽内容纳待检测试样；上固定夹，其设置在上通槽内，上固定夹夹持在所述上固定套外，两端延伸至上通槽外；下固定夹，其设置在下通槽内，下固定夹夹持在所述下固定套外，两端延伸至所述下通槽外；把手，其两端分别与上固定夹和下固定夹的一端垂直固连；上双向螺纹杆，其垂直穿过把手，构成丝杠结构；侧向挡板，其设置在待检测试验两侧，侧向挡板两端延伸至中通槽外；下双向螺纹杆，其垂直穿过侧向挡板一端，构成丝杠结构。

Description

一种金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置

技术领域

本发明涉及一种拉伸试样制备装置，尤其涉及一种金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置。

背景技术

传统金属材料已无法满足现代社会快速发展的需求，因而人们近年来热衷于设计和开发更高强度的金属结构材料。近年来，金属玻璃材料具有优于传统晶态合金的独特的物化性能而取得了引人注目的发展。然而，受制于制备技术，其尺寸受到很大限制，满足工程需要的大尺寸金属玻璃材料的制备非常困难。此外，结构与性能存在差异的不同金属玻璃材料或金属玻璃与金属之间的结合使用也存在较大困难。因此，金属玻璃材料的连接技术显得尤为重要。

目前常用焊接金属玻璃材料的方法有：高压压实法、摩擦焊、闪光电阻焊、电子束焊、爆炸焊、激光焊等。但由于非晶合金在热力学上是非稳态，在焊接时不具有足够的冷却速度，容易造成焊接接头的晶化，丧失非晶合金的优异性能。此外，由于非晶材料尺寸限制，焊接接头的尺寸也受到限制，因此材料的力学性能测试也受到很大的限制。这极大的限制了非晶合金作为结构材料在工程上的应用。

拉伸作为测试金属材料的常用方法，通常的装夹方法有螺口装夹(圆形试样)、夹钳装夹(板片或圆形试样)和销钉装夹(板片试样)等方法。通常螺口装夹法依靠试样和夹具螺纹之间的旋合来夹持，该方法需要在试样的两端加工螺纹，而且装夹时需要严格对中；夹钳装夹法依靠夹具表面齿形的钉扎和摩擦阻力来夹持试样，该方法需要足够大的夹持面积；销钉装夹法需要在试样上预制销钉孔，采用销钉装夹固定，可以保证试样被完全牢稳的固定。

但金属玻璃材料尺寸小，脆性大，预制销钉孔时容易造成金属玻璃材料的损伤，其拉伸性能的测试非常困难。因此，开发一种既简单方便的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置显得尤为重要和迫切。

发明内容

本发明为解决目前的技术不足之处，提供了一种金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，解决金属材料微型拉伸试样测试夹持困难、难以测试的问题，具有自动对中、优越的装夹效果。

本发明提供的技术方案为：一种金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，包括：

主体，其由上至下依次横向设置有上通槽、中通槽和下通槽，所述主体轴向设有通孔；

其中，所述通孔上部容纳有两个上固定套，下部容纳有两个下固定套，并且所述上固定套和所述下固定套分别对应同轴设置，所述中通槽内容纳待检测试样；

上固定夹，其设置在所述上通槽内，所述上固定夹夹持在所述上固定套外，两端延伸至所述上通槽外；

下固定夹，其设置在所述下通槽内，所述下固定夹夹持在所述下固定套外，两端延伸至所述下通槽外；

把手，其两端分别同时与所述上固定夹和下固定夹的一端垂直固连；

上双向螺纹杆，其垂直穿过所述把手，并与所述把手螺接，能够使所述把手相对于所述上双向螺纹杆相对移动；

侧向挡板，其设置在所述待检测试样两侧，所述侧向挡板两端延伸至所述中通槽外；

下双向螺纹杆，其垂直穿过所述侧向挡板一端，并与所述侧向挡板螺接，能够使所述侧向挡板相对于所述上双向螺纹杆相对移动。

优选的是，还包括：

上模，其能够匹配设置在所述上固定套内，并且能够沿所述上固定套内部滑动；以及

下模，其匹配设置在所述下固定套内；

钻头，其同轴设置在所述上模上方。

优选的是，还包括：

挡块，其分别对称设置在所述主体上端两侧，所述挡块上端具有第一凹槽；

下压板，其可上下滑动地匹配在所述第一凹槽内，所述下压板中部具有滑动槽，且所述下压板中心垂直固连有顶杆；并且，所述钻头的上端在所述滑动槽内可滑动；

下压弹簧杆，其上端设置在所述滑动槽内，并且，所述下压弹簧杆的下端面抵靠在所述上模的上端。

优选的是，还包括：

底座，其与所述主体可拆卸地连接；以及，

第一立柱和第二立柱，其分别设置在所述底座上端两侧；

压杆，其一端与所述第一立柱上端铰接；

其中，所述第二立柱上设有第二凹槽；并且其底面位置低于于所述压杆的铰接点，所述压杆另一端可匹配在所述第二凹槽内。

优选的是，还包括：

标尺，其设置在所述中通槽正下方。

优选的是，还包括：

上压板，其固设在所述挡块顶端；并且，所述顶杆可上下滑动地穿过所述上压板中心。

优选的是，

所述上双向螺纹杆的一端设置有上旋钮，并且所述上旋钮转动能够使所述侧向挡板两端延伸至所述中通槽外；

所述下双向螺纹杆的一端设置有下旋钮，并且所述下旋钮转动能够使所述侧向挡板相对于所述上双向螺纹杆相对移动。

优选的是，

所述底座的底部具有T型槽；以及

所述主体下端两侧具有凸起，并且所述凸起与所述T型槽匹配卡合。

优选的是，还包括：

插槽，其设置在所述主体底端；

插板，其匹配设置在所述插槽内。

优选的是，还包括：

正向挡板，其设置在所述中通槽内中部，平行于所述侧向挡板。

本发明所述的有益效果：本发明提供了一种金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，解决了金属材料微型拉伸试样测试夹持困难、难以测试的问题，本发明的装置在拉伸过程中不会发生夹持不紧或打滑，试样自动对中，具有优越的装夹效果。

附图说明

图1为本发明所述的金属材料微型拉伸试样制备用的打孔装置结构示意图。

图2为本发明所述的金属材料微型拉伸试样制备用的打孔装置背部结构示意图。

图3为本发明所述的金属材料微型拉伸试样制备用的打孔装置内部结构示意图。

图4为本发明所述的打孔装置俯视图。

图5为本发明所述的打孔装置右视图。

图6为本发明所述的打孔装置主视图。

图7为本发明所述的下压弹簧杆的细节图。

图8为本发明所述的底座结构示意图。

图9为本发明所述的主体结构示意图。

图10为本发明所述的上模结构示意图。

图11为本发明所述的下压弹簧杆结构细节图。

图12为本发明所述的下压板结构示意图。

图13为本发明所述的正向挡板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-13所示，本发明提供了一种金属材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，包括：底座100，其底部上表面设置有T型槽140，用于主体200结构的安装。T型槽140，开槽深度应为主体200结构放置后位于底座100中心位置，避免压杆130下压时力的偏置。底座100的两侧设置有两立柱，分别为第一立柱110和第二立柱120，在第一立柱110的顶端设置有压杆130，压杆130的一端与第一立柱110的顶端通过轴承铰接，第二立柱120的顶端设置有第二凹槽，第二凹槽的底面位置高度低于压杆130与第一立柱110的铰接点，压杆130绕铰接点转动，其另一端可匹配在第二凹槽内。第二凹槽的底面高度设计避免压杆130下压时下压高度过大造成金属玻璃损伤以及硬质合金上模的变形。

主体200的本体上由上至下依次横向设置由上通槽、中通槽和下通槽。其中，中通槽用于放置待检测试样，上通槽和下通槽用于放置安装固定套的固定夹。在中通槽的正下方的主体200上设置有标尺238。在主体200的沿竖直方向设置有通孔，通孔上部设有对称的两个上固定套320，通孔下部设置有下固定套310，并且上固定套的下端位于上通槽内，由位于上通槽的两个上固定夹239夹持固定。下固定套310的上端位于下通槽内，其由位于下通槽的两个下固定夹235夹持固定。上固定夹239和下固定夹235的两端延伸至通槽外。把手237两端分别与上固定架239和下固定夹235的外端垂直固连，以保证上、下固定套能够同步移动而保持轴线重合。上双向螺纹杆231垂直穿过把手237，且与把手237构成丝杠结构，上双向螺纹杆231的一端设置有调节的上旋钮232，通过上旋钮232可带动把手相向或相背运动，从而带动固定套，以及固定套内的上、下模共同运动。通过标尺238确定打孔位置。主体和底座均为碳素钢材质。

在上固定套320内匹配设置有上模321，在下固定套310内匹配设置有下模311。在中通槽内待检测试样的两侧分别设置有侧向挡板236，侧向挡板236的两侧延伸至中通槽外，且外端通过下双向螺纹杆233垂直螺接，构成丝杠结构。在下双向螺纹杆233的一端设置有下旋钮234，通过下旋钮234可使侧向挡板236相背或相向运动，用来确定试样的左右对中与固定。通过标尺238确定待打孔试样的位置与尺寸。下向螺纹杆233与把手237不发生接触。即下向螺纹杆233通过把手237的孔径大于下向螺纹杆233的直径。在中通槽内底部中央平行于侧向挡板236设置有正向挡板230，正向挡板230与主体200通过螺栓连接。正向挡板230结构如图13所示，其通过压簧和主体固连，利用弹簧作用可使试样在前后方向上对中。首先拉开正向挡板，从背部将试样放入，松开挡板，在两侧挡板对称力的作用下，将使试样在前后方向对中。

在主体200的上端两侧分别设置有挡块，挡块相对平行设置，挡块上表面具有第一凹槽，第一凹槽内安装有下压板210，其可以沿第一凹槽上下活动。在挡块顶端安装有上压板220。下压板210中心横向设置有滑动槽，并且在下压板210的中心处垂直固连有顶杆221，顶杆221穿过上压板220的中心，并且可以上下活动。在滑动槽内设置有两个可滑动的钻头400，其下端位于上模321正上方，钻头400上端的两侧分别设置有下压弹簧杆211，钻头400和下压弹簧杆211上部与下压板210通过外六角螺母连接，钻头400下部位于上模的上方。下压弹簧杆211的结构如图11和所示。

将带螺纹的钻头400通过外六角螺母固定在下压板210上。外六角螺母可在下压板210的滑动槽内进行滑动，从而带动钻头400运动。确定位置(与上下模同心位置)后拧紧、固定。

将下压弹簧杆211固定在下压板上。下压弹簧杆随着下压板的下压，利用弹簧的压缩，使下压弹簧杆211下端面与上模接触并将上模下压，使上模在上固定套320中向下滑动直至底面与上面顶面紧密接触。

下压弹簧杆211为了防止弹簧压偏，应设置导杆，在下压过程中，导杆可向上运动。为了防止下压过程中下压弹簧杆211位置偏移，应将下压弹簧杆211通过外六角螺母固定在下压板210的滑动槽内。下压弹簧杆211的固定螺母与弹簧导杆通过一钢片连接为一体。

操作中，将下压板210安装在主体200上方挡块的第一凹槽内。下压板210可在第一凹槽内上下滑动。下压板210可从上方安放。安装下压板210后才能安装上压板220。上压板220固定在挡块上，要求下压板210的顶杆211从上压板220中心孔通过。要求上压板220具有一定厚度，在压杆130对顶杆221施压过程中，起到导套的作用。

主体200的底面两侧具有一定厚度的凸起，用于与底座100的T型槽140快速固定连接。主体200底端开有插槽，用于放置抽屉式的插板150，以收集冲落下的废料。

为了适用不同厚度材料打孔而选择不同直径的钻头，上模与下模应可更换。其外径保持不变，与上下固定套相配合，内径应与钻头直径匹配。

在具体实施例中，首先将下固定套310从主体200的底部放入，然后将下模311安装进下固定套310，之后将抽屉式的插板150插入。将下固定夹235从主体100下方插槽插入并夹紧下固定套310。将上固定套320从主体100上方放入，并将上模321安装进上固定套320，将上固定夹239从上通槽插入并夹紧上固定套320。将上、下固定夹与把手237通过螺钉连接。把手237安装在上双向螺纹杆231上，通过旋转上旋钮232，使把手237相背或相向运动，从而带动上下固定套以及内部的上、下模同时移动。通过标尺238确定相应位置。将侧向挡板236安装在下双向螺纹杆233上，通过下旋钮234可使侧向挡板236相背或相向运动，用来确定试样的左右对中与固定。下双向螺纹杆233与把手237不发生接触。将正向挡板230与主体200通过螺栓连接。

将带螺纹的钻头400通过外六角螺母固定在下压板210上。将下压弹簧杆211固定在下压板210上，将下压板210安装在主体200上方立柱的通槽内。

将下压板210的顶杆221穿过上压板220的中心孔，并将上压板220固定在主体200上方的立柱上。

将安装好的主体200插入底座100的固定T型槽140内，即可进行试验。

将正向挡板230拉开，从主体200背部将待打孔试样放入，松开正向挡板230，在弹簧作用下，便于待打孔试样位在前后方向的对中。旋转下旋钮234，带动下双向螺纹杆233转动，从而带动侧向挡板236运动，保证待打孔试样在左右方向的对中。根据试样厚度设计打孔位置，旋转上旋钮232带动上双向螺纹杆231转动，从而带动连接上下固定套的把手237运动，通过标尺238使固定套位于适宜位置移动。此时，钻头400、下压弹簧杆211与下压板210之间的螺母均松开，使钻头400和下压弹簧杆211可沿下压板210的滑动槽进行滑动。因此，当固定套位置确定后，旋紧钻头与下压板之间的螺母，使钻头固定。调整下压弹簧杆位置，使下压弹簧杆底端压在上模位置并固定。向下压动压杆130，在上压板导套作用下，垂直向下压动顶杆221，并带动下压板向下移动。下压弹簧杆211的弹簧受到压缩，向下传递压力至上模，上模沿上固定套320向下滑动并压紧试样。随着下压板继续下移。钻头400与待打孔试样接触并进行打孔。压杆130抬起，松开侧向挡板与正向挡板，拿出试样。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，包括：

主体，其由上至下依次横向设置有上通槽、中通槽和下通槽，所述主体轴向设有通孔；

其中，所述通孔上部容纳有两个上固定套，下部容纳有两个下固定套，并且所述上固定套和所述下固定套分别对应同轴设置，所述中通槽内容纳待检测试样；

上固定夹，其设置在所述上通槽内，所述上固定夹夹持在所述上固定套外，两端延伸至所述上通槽外；

下固定夹，其设置在所述下通槽内，所述下固定夹夹持在所述下固定套外，两端延伸至所述下通槽外；

把手，其两端分别同时与所述上固定夹和下固定夹的一端垂直固连；

上双向螺纹杆，其垂直穿过所述把手，并与所述把手螺接，能够使所述把手相对于所述上双向螺纹杆相对移动；

侧向挡板，其设置在所述待检测试样两侧，所述侧向挡板两端延伸至所述中通槽外；

下双向螺纹杆，其垂直穿过所述侧向挡板一端，并与所述侧向挡板螺接，能够使所述侧向挡板相对于所述上双向螺纹杆相对移动。

2.根据权利要求1所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，还包括：

上模，其能够匹配设置在所述上固定套内，并且能够沿所述上固定套内部滑动；以及

下模，其匹配设置在所述下固定套内；

钻头，其同轴设置在所述上模上方。

3.根据权利要求2所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，还包括：

挡块，其分别对称设置在所述主体上端两侧，所述挡块上端具有第一凹槽；

下压板，其可上下滑动地匹配在所述第一凹槽内，所述下压板中部具有滑动槽，且所述下压板中心垂直固连有顶杆；并且，所述钻头的上端在所述滑动槽内可滑动；

下压弹簧杆，其上端设置在所述滑动槽内，并且，所述下压弹簧杆的下端面抵靠在所述上模的上端。

4.根据权利要求3所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，还包括：

底座，其与所述主体可拆卸地连接；以及，

第一立柱和第二立柱，其分别设置在所述底座上端两侧；

压杆，其一端与所述第一立柱上端铰接；

其中，所述第二立柱上设有第二凹槽；并且其底面位置低于于所述压杆的铰接点，所述压杆另一端可匹配在所述第二凹槽内。

5.根据权利要求4所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，还包括：

标尺，其设置在所述中通槽正下方。

6.根据权利要求5所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，还包括：

上压板，其固设在所述挡块顶端；并且，所述顶杆可上下滑动地穿过所述上压板中心。

7.根据权利要求6所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，

所述上双向螺纹杆的一端设置有上旋钮，并且所述上旋钮转动能够使所述侧向挡板两端延伸至所述中通槽外；

所述下双向螺纹杆的一端设置有下旋钮，并且所述下旋钮转动能够使所述侧向挡板相对于所述上双向螺纹杆相对移动。

8.根据权利要求7所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，

所述底座的底部具有T型槽；以及

所述主体下端两侧具有凸起，并且所述凸起与所述T型槽匹配卡合。

9.根据权利要求8所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，还包括：

插槽，其设置在所述主体底端；

插板，其匹配设置在所述插槽内。

10.根据权利要求9所述的金属玻璃材料微型拉伸试样制备用的打孔装置，其特征在于，还包括：

正向挡板，其设置在所述中通槽内中部，平行于所述侧向挡板。

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