CN109443734B - 一种孔壁拉伸强度试验用夹具及检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种孔壁拉伸强度试验用夹具及检测设备，属于检测技术领域。上述孔壁拉伸强度试验用夹具包括连接件、第一拉伸件、第二拉伸件和加载销，第一拉伸件和第二拉伸件分别与连接件的两端垂直连接形成U型结构。连接件中部设置有连接部，用于与拉伸设备的拉伸端连接。使用时，将两个夹具分别通过夹具的连接部与拉伸端进行连接，将两个加载销分别平行穿过待测零件的通孔；然后施加拉伸力即可。由于第一连接件与第二连接件中至少一个与连接件可拆卸连接；加载销的两端与第一拉伸件和第二拉伸件可拆卸连接。因此，整个操作过程比较简单方便。

Description

一种孔壁拉伸强度试验用夹具及检测设备

技术领域

本发明涉及夹具领域，具体而言，涉及一种孔壁拉伸强度试验用夹具及检测设备。

背景技术

在某些重要应用场合下，对于带有通孔的零件，可能需要对零件孔壁的拉伸强度进行测试，满足测试标准后的零件才能装配到设备上。例如，某些设备中用到一种块状零件，该零件上设置有横截面大致为椭圆的通孔；包括两对相对设置的孔壁，上述设备要求两对孔壁的拉伸强度达到一定的标准才能使用。在对其进行拉伸时，需要用夹具将待测零件进行装夹固定。

因此，提供一种孔壁拉伸强度试验用夹具及检测设备，这对检测该零件孔壁的拉伸强度具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种孔壁拉伸强度试验用夹具，其能够用于对待测带孔零件进行装夹以便于进行拉伸强度的测试。

本发明的另一目的在于提供一种检测随便，其采用了上述孔壁拉伸强度试验用夹具。

本发明是这样实现的：

一种孔壁拉伸强度试验用夹具，包括连接件、第一拉伸件和第二拉伸件；

所述第一拉伸件与所述第二拉伸件分别与所述连接件的两端垂直连接并形成U型结构；所述第一拉伸件与所述第二拉伸件中至少一个与所述连接件可拆卸连接；

所述连接件的中部设置有连接部，用于与拉伸设备连接；以在所述拉伸设备的驱动下沿拉伸方向运动；

加载销，用于穿过带孔待测件的通孔；所述加载销的两端分别与所述第一拉伸件和所述第二拉伸件可拆卸连接。

进一步，

所述第一拉伸件的长度大于所述第二拉伸件的长度；所述加载销包括销轴本体、第一连接端和第二连接端；

所述销轴本体为L型，包括加载段和连接段，所述加载段用于与待测零件的孔壁配合；

所述第一连接端与所述加载段连接，所述第二连接端与所述连接段连接；所述第一连接端与所述加载段分别位于所述连接段的两侧，所述第一连接端与所述第二连接端的延伸方向相反并均平行于所述加载段；

所述第一连接端与所述第一拉伸件的端部可拆卸连接；所述第二连接端与所述第二拉伸件的端部可拆卸连接。

进一步，

所述第一连接端为拉伸体，所述第一连接端的横截面轮廓包括一个曲线和一个直线，所述第一连接端的曲线和直线通过倒角过渡连接闭合；

所述第一拉伸件上设置有第一安装孔，所述第一安装孔的横截面形状与所述第一连接端的横截面形状相同，用于安装所述第一连接端；所述孔壁拉伸强度试验用夹具被拉伸时，拉伸方向平行于所述第一连接件；

所述第一连接端的曲线形成的曲面用于承受拉伸时压力；

所述第二拉伸件上设置有圆形的第二安装孔，所述第二连接端的横截面为圆形；所述第二安装孔用于安装所述第二连接端。

进一步，

所述第一连接端、所述第二连接端、所述加载段和所述连接段在所述拉伸方向上的强度相等。

进一步，

所述加载段为拉伸体，所述加载段的横截面轮廓包括一个曲线和一个直线；所述加载段的曲线和直线通过倒角过渡连接；所述加载段的曲线形成的曲面与所述第一连接端的直线形成的平面相切；

所述加载段的曲线形成的曲面用于与待测零件的内孔配合。

进一步，

所述加载段的横截面轮廓包括两段曲线和两段相互平行的第一直线和第二直线；所述第一直线和所述第二直线通过所述两段曲线连接，所述第一直线与所述第一连接端的直线共面；

所述第二直线和所述两段曲线形成的表面用于与待测零件的内孔配合。

进一步，

所述连接部包括圆柱销和同轴设置的两个销轴孔；所述销轴孔垂直于拉伸方向；

所述圆柱销的两端分别与两个销轴孔配合，所述圆柱销的中部用于与拉伸设备连接。

进一步，

所述连接件为块状结构，包括垂直于拉伸方向的安装平面，所述安装平面上设置有连接孔，所述连接孔与所述销轴孔垂直相交，用于与拉伸设备连接；

所述连接孔中安装有安装杆，所述安装杆的一端与所述圆柱销连接，另一端用于与拉伸设备连接。

进一步，

所述第二拉伸件与连接件一体成型；所述第一拉伸件通过连接销与所述连接件连接。

一种检测设备，包括拉伸设备和两个所述的孔壁拉伸强度试验用夹具；所述拉伸设备包括两个能够相互远离的拉伸端；两个所述孔壁拉伸强度试验用夹具分别通过连接件与所述拉伸设备的两个拉伸端连接，两个所述孔壁拉伸强度试验用夹具的加载销平行设置。

本发明的有益效果是：

本发明通过上述设计得到的孔壁拉伸强度试验用夹具及检测设备，检测设备包括两个相对设置的拉伸端，两个拉伸端通过相互远离以实现对待测零件的拉伸。将两个孔壁拉伸强度试验用夹具分别通过孔壁拉伸强度试验用夹具的连接部与拉伸端进行连接，将两个加载销分别穿过待测零件的通孔，此时，连接件、第一拉伸件、第二拉伸件和加载销依次连接。通过施加作用力，使得两个加载销轴相互远离，即可实现对孔壁拉伸强度的测试。并且，由于第一连接件与第二连接件中至少一个与连接件可拆卸连接；加载销的两端与第一拉伸件和第二拉伸件可拆卸连接。因此，整个操作过程比较简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的两个孔壁拉伸强度试验用夹具装夹带孔待测零件时的装配示意图；

图2是本发明实施方式提供的图1中待测零件和两个加载销的左视图；

图3是本发明实施方式提供的两个孔壁拉伸强度试验用夹具配合使用时的示意图；

图4是本发明实施方式提供的连接件与第二拉伸件在图3中的剖视图；

图5是本发明实施方式提供的图4的右视图；

图6本发明实施方式提供的是第一拉伸件在图3中的下部孔壁拉伸强度试验用夹具中的左视图；

图7本发明实施方式提供的加载销的结构示意图；

图8是本发明实施方式提供的图7中A-A的剖视图；

图9是本发明实施方式提供的图7中B-B的剖视图；

图10是本发明实施方式提供的图8中加载销改进后的结构示意图。

图标：100-孔壁拉伸强度试验用夹具；110-第一拉伸件；120-第二拉伸件；130-连接件；132-安装平面；134-连接孔；140-加载销；141-第一连接端；142-第二连接端；143-销轴本体；1431-加载段；1432-连接段；150-连接部；152-圆柱销；154-销轴孔；156-安装杆。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。另外，本公开内容中提及的“水平”、“竖直”、“上”或“下”等方位术语均是以孔壁拉伸强度试验用夹具使用状态为参考，即以图1的摆放位置为参考。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参考图1和图2，图1为两个孔壁拉伸强度试验用夹具100装夹带孔待测零件时的装配示意图；图2为待测零件在图1中的左视图。上述孔壁拉伸强度试验用夹具100包括连接件130、第一拉伸件110、第二拉伸件120和加载销140，第一拉伸件110和第二拉伸件120分别与连接件130的两端垂直连接形成U型结构。连接件130中部设置有连接部150，用于与拉伸设备的拉伸端连接。使用时，将两个孔壁拉伸强度试验用夹具100分别通过孔壁拉伸强度试验用夹具100的连接部150与拉伸端进行连接，将两个加载销140分别平行穿过待测零件的通孔；然后施加拉伸力即可。

具体地，请参考图3-图6，本实施例中，第一拉伸件110和第二拉伸件120为条形板状，连接件130为长方体块状结构。其中，第二拉伸件120与连接件130一体成型，第一拉伸件110与连接件130连接的一端设置有圆形的通孔，连接件130与第一拉伸件110配合连接的面上对应设置有通孔；连接销穿过上述两个通孔，使得第一拉伸件110与连接件130可拆卸连接。

请继续参考图3和图4，为了便于描述，将拉伸设备(图中未示出)施加给孔壁拉伸强度试验用夹具100的拉力方向定义为拉伸方向，即对应图1中的竖直方向。连接件130上与拉伸方向垂直的表面上设置有安装平面132，安装平面132上设置有连接孔134。连接件130上与安装平面132垂直的平面上设置有销轴孔154，销轴孔154与上述连接孔134垂直相交。销轴孔154中设置有圆柱销152(图3)，圆柱销152水平设置；连接孔134中设置有安装杆156，安装杆156竖直设置，其一端设置有通孔，上述圆柱销152穿过该通孔。安装杆156的另一端用于与拉伸设备的拉伸端连接。

请继续参考图3，并配合参考图7-图9，本实施例中，第一拉伸件110的长度大于第二拉伸件120的长度，即，在图3中下部的孔壁拉伸强度试验用夹具100中，第一拉伸件110的高度高于第二拉伸件120的高度。加载销140一体成型，包括销轴本体143、第一连接端141和第二连接端142。上述销轴本体143整体为L型，包括加载段1431和连接段1432，加载段1431水平设置，连接段1432竖直设置；加载段1431用于与待测零件的孔壁配合。第一连接端141与连接段1432的上端连接，并水平延伸；使得第一来连接端1432与连接段1432分别位于连接段1432的两侧。第二连接端142与连接段1432连接，第二连接端142与加载段1431平行设置，并朝远离第一连接端141的方向延伸。

请继续参考图1和图2，当拉伸设备的拉力比较大时，应当确保加载销140的强度足够大；采用上述设计使得加载销140所能承受的加载力最大化，并且便于装配。加载段1431的横截面的尺寸越大，则其能够承受的加载力越大。由于待测零件的内孔中需要穿过两个加载销140，因此，加载段1431横截面在竖直方向上的尺寸小于或等于两个孔壁之间间隙d的1/2时，两个加载销140才能同时被装入到内孔中。当加载段1431横截面在竖直方向上的尺寸等于两个孔壁之间的间隙的1/2时，加载销140所能承受的加载力最大。此时，两个加载销140装入到待测零件的内孔中时，两者的间隙为0，为了留有一定的间隙，可以使得加载段1431横截面在竖直方向上的尺寸略小于两个孔壁之间的间隙d的1/2。

上述孔壁拉伸强度试验用夹具100使用时，两个孔壁拉伸强度试验用夹具100需要反向使用，即，下部孔壁拉伸强度试验用夹具100的第一连接件130上方对应上部孔壁拉伸强度试验用夹具100的第二连接件130。

如果销轴本体143不是L型，而是第二连接端142去掉连接段1432，第一连接端141和第二连接端142对称设置在销轴本体143的加载段1431两端，即，孔壁拉伸强度试验用夹具100整体左右对称；此时，第一拉伸件110和第二拉伸件120长度相等，下部孔壁拉伸强度试验用夹具100的第一拉伸件110上端与上部孔壁拉伸强度试验用夹具100第二拉伸件120的下端必然干涉，这直接导致无法正常装配。

如果销轴本体143的加载段1431两端对称设置两个连接段1432，形成U型，第一连接端141和第二连接端142分别连接于两个连接段1432的端部。这直接导致一个加载销140装入到待测零件的内孔中后，另一个加载销140无法装入。

在其它实施例中，对于拉伸力比较小的场合，加载段1431的横截面尺寸远小于两个孔壁之间间隙的1/2时，孔壁拉伸强度试验用夹具100可以设置成对称状；或者将加载销140设计成对称状。

进一步，请继续参考图7-图9；为了进一步改善加载销140的力学性能，防止第一拉伸件110和第二拉伸件120被损坏。本实施例中，第一连接端141和第二连接端142均为拉伸体，即第一连接端141不同位置的横截面形状相同，第二连接端142不同位置的横截面形状相同。为了便于描述第一连接端141和第二连接端142的形状，以两者的横截面轮廓作为描述对象。

第一连接端141的横截面轮廓包括一个曲线和一个直线，所述第一连接端141的曲线和直线通过倒角过渡连接；本实施例中上述曲线为圆弧。上述轮廓拉伸形成第一连接端141，上述曲线形成的曲面用于承受拉伸时第一拉伸件110施加给第一连接端141的压力。对应地，第一连接件130上设置有第一安装孔，其横截面形状与第一连接端141的形状形体。第一连接端141安装到第一安装孔中后，由于第一连接端141和第一安装孔的受力面均为曲面，并且，曲面与直面通过圆形倒角过渡；因此，能够防止第一安装孔被拉坏。第二连接端142为圆柱状，对应地，第一拉伸件110上设置有圆形的第二安装孔。

第一连接端141和第二连接端142的形状设计能够充分利用安装空间，并且最大限度的提高两者所能承受的加载力。由于第一连接端141需要穿过待测零件的内孔进行装配，由于安装空间的限制，第一连接端141在拉伸方向上的尺寸最大只能为竖直的两个孔壁间隙d的1/2；在尺寸限制下，第一连接端141的横截面设计成上玄月形状，能够最大限度的提高第一连接端141的加载力。而对于第二连接端142，由于其无需穿过待测零件的内孔，因此其安装空间较大，设计成圆柱状便于加工，并能满足力学性能。

进一步，加载段1431为拉伸体，加载段1431的横截面轮廓包括一个曲线和一个直线，大致为上玄月状；加载段1431的曲线和直线通过倒角过渡连接；加载段1431的曲线形成的曲面与第一连接端141的直线形成的平面相切；加载段1431的曲线形成的曲面用于与待测零件的内孔配合。

上述设计既能够最大限度提高加载段1431的力学性能，又能够使得第一连接端141、第二连接端142、加载段1431和连接段1432在拉伸方向上的强度相等；从而使得加载销140的整体强度得到提高。

另外，请参考图10，为了防止拉伸过程中待测零件偏转，在加载销140的曲面上还可以加工出一个小平面，该小平面与待测零件的内孔壁上的平面部分配合，能够防止待测零件偏转。具体使用时，可以采用图2中的形式，将图6和图8中的作为一对配套使用。

需要说明的是，本实施例为众多实施例中的一种，在其它实施例中，对于拉伸力比较小的设备，加载销140的截面尺寸远小于第一拉伸件110的长度可以等于第二拉伸件120的长度。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种孔壁拉伸强度试验用夹具，其特征在于，包括连接件（130）、第一拉伸件（110）和第二拉伸件（120）；

所述第一拉伸件（110）与所述第二拉伸件（120）分别与所述连接件（130）的两端连接并形成U型结构；所述第一拉伸件（110）与所述第二拉伸件（120）中至少一个与所述连接件（130）可拆卸连接；

所述连接件（130）的中部设置有连接部（150），用于与拉伸设备连接，以在所述拉伸设备的驱动下沿拉伸方向运动；

加载销（140），用于穿过带孔待测零件的通孔；所述加载销（140）的两端分别与所述第一拉伸件（110）和所述第二拉伸件（120）可拆卸连接；

所述第一拉伸件（110）的长度大于所述第二拉伸件（120）的长度；所述加载销（140）包括销轴本体（143）、第一连接端（141）和第二连接端（142）；

所述销轴本体（143）为L型，包括相互连接的加载段（1431）和连接段，所述加载段（1431）用于与待测零件的孔壁配合；

所述第一连接端（141）与所述加载段（1431）连接，所述第二连接端（142）与所述连接段连接；

所述第一连接端（141）与所述第一拉伸件（110）的端部可拆卸连接；所述第二连接端（142）与所述第二拉伸件（120）的端部可拆卸连接；

所述第一连接端（141）为拉伸体，所述第一连接端（141）的横截面轮廓包括一个曲线和一个直线，所述第一连接端（141）的曲线和直线连接闭合；

所述第一拉伸件（110）上设置有第一安装孔，用于与所述第一连接端（141）插接；

所述第一连接端（141）的曲线形成的曲面用于承受拉伸时压力；

所述第二拉伸件（120）上设置有圆形的第二安装孔，所述第二连接端（142）的横截面为圆形；所述第二安装孔用于安装所述第二连接端（142）；

所述加载段（1431）为拉伸体，所述加载段（1431）的横截面轮廓包括一个曲线和一个直线；所述加载段（1431）的曲线和直线通过倒角过渡连接；所述加载段（1431）的曲面与所述第一连接端（141）的平面相切；

所述加载段（1431）的曲线形成的曲面用于与待测零件的内孔配合；

所述加载段（1431）横截面在拉伸方向上的尺寸略小于两个所述孔壁之间的间隙d的1/2。

2.根据权利要求1所述的孔壁拉伸强度试验用夹具，其特征在于：所述连接部（150）包括圆柱销（152）和同轴设置的两个销轴孔（154）；所述销轴孔（154）垂直于拉伸方向；

所述圆柱销（152）的两端分别与两个销轴孔（154）配合，所述圆柱销（152）的中部用于与拉伸设备连接。

3.根据权利要求2所述的孔壁拉伸强度试验用夹具，其特征在于：

所述连接件（130）为块状结构，包括垂直于拉伸方向的安装平面（132），所述安装平面（132）上设置有连接孔（134），所述连接孔（134）与所述销轴孔（154）垂直相交，用于与拉伸设备连接；

所述连接孔（134）中安装有安装杆（156），所述安装杆（156）的一端与所述圆柱销（152）连接，另一端用于与拉伸设备连接。

4.根据权利要求1所述的孔壁拉伸强度试验用夹具，其特征在于：所述第二拉伸件（120）与连接件（130）一体成型；所述第一拉伸件（110）通过连接销与所述连接件（130）连接。

5.一种检测设备，其特征在于：包括拉伸设备和两个权利要求1至4任一项所述的孔壁拉伸强度试验用夹具（100）；

所述拉伸设备包括两个能够相互远离的拉伸端；两个所述孔壁拉伸强度试验用夹具（100）分别通过连接部（150）与所述拉伸设备的两个拉伸端连接，两个所述孔壁拉伸强度试验用夹具（100）的加载销（140）的加载段平行设置。