CN110376043B - 管材片状试样取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了管材片状试样取样装置，包括底座，底座上设有进料槽和制样机构，所述进料槽用于放置待取样管材；进料槽的外端连接有用于推动进料槽水平进入制样机构中的推杆装置；制样机构包括切样刀具和用于对管材沿前后方向水平定位的定位机构，定位机构位于进料槽的后方，定位机构上固定有用于安装切样刀具的刀座，定位机构中部具有供切样刀具安装的让位槽，切样刀具竖向朝下并伸入让位槽内；切样刀具下端左右两侧具有竖直向下的两个矩形块状的切割部，切割部下端为沿前后方向设置的切割刃，两个切割部之间的距离等于待取样管材的取样宽度。本发明结构简单，制样效率高和操作方便快捷。

Description

管材片状试样取样装置

技术领域

本发明涉及管材取样设备领域，具体涉及管材片状试样取样装置。

背景技术

随着金属管材的应用越来越广泛，对金属管材产品的质量，如力学强度和耐腐蚀等性能的要求也越来越高，因此在生产过程中需要对管材进行取样检测，但在管材取样检测过程中，如果采用整根管材进行力学测试和耐腐蚀试验，不仅降低了测试试验的效率，同时也造成了较大的浪费。

为了提高效率和减少浪费，通常需将管材沿着管材轴线方向切割取长条的片材试样进行性能测试；目前，主要采用机加设备进行的制样操作且操作如下：首先，金属薄壁管材采用砂轮切片机或带锯机床进行切割，将管材切割成一定长度的一节管材，因切割下的试样管端面有毛刺或不平整等，然后需要在车床上车加工管材的两个切割面，以保证两个切割断面与管材轴向垂直，其次，用记号笔在管材外壁沿轴线方向划等间隔的平行线，然后，将该试样夹持在刨床上，最后，用刨床依次沿着画好的平行线切割下所需的片材试样。

上述装置存在以下几点劣势 ：1、管材夹持端面需上车床车加工夹持端面，车加工一根管材一个端面后需要重新夹持和定位试样，工序较复杂，制样效率较低；2、管材外壁需要划平行线，夹持管材端面定位，以及切割一条片材试样后需要试样重新夹持和定位试样，工序较复杂，制样效率较低；3、刨床装置刨加工进行片材试样取样时，采用管材的端面和划线来定位管材的切割位置，因此取制试样的尺寸精度不高；4、刨床装置刨加工进行片材试样取样时，对于薄壁管件往往在加工过程中试样变形严重，很多时不能直接刨切下试样，还需要后续钳工用夹钳等将片材试样与样管分离，然后又展平试样，耗时耗力；且试样件表面质量受到一定影响，导致测试结果不准确影响试样检测精度；5、该套制样过程使用机床种类多，加工步骤繁琐，耗时耗力，因此，急需一种制样效率高，试样尺寸精度高并能满足金属薄壁管材片材试样取样检测要求的管材片状试样取样装置显得尤为重要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种管材片状试样取样装置，该取样装置结构简单，制样效率高和操作方便快捷。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

管材片状试样取样装置，包括底座，所述底座上设有进料槽和制样机构，所述进料槽为与管材截面相配的半弧形凹槽体，用于放置待取样管材；进料槽的外端连接有用于推动进料槽水平进入制样机构中的推杆装置，进料槽的槽体内在靠近推杆装置的一端设有挡块；所述制样机构包括切样刀具和用于对管材沿前后方向水平定位的定位机构，定位机构位于进料槽的前方，定位机构上固定有用于安装切样刀具的刀座，刀座具有开口朝下的安装槽，切样刀具固定安装在安装槽内，定位机构中部具有供切样刀具安装的让位槽，切样刀具竖向朝下并伸入让位槽内；切样刀具下端左右两侧具有竖直向下的两个矩形块状的切割部，切割部下端为沿前后方向设置的切割刃，以使切割刃能对进入定位机构中的管材的管壁切割；两个切割部之间的距离等于待取样管材的取样宽度，两个切割部正对让位槽设置且两侧间距小于让位槽的宽度。

在本发明的使用过程中，管材取样时，将已沿长度方向被截为小段的管材沿前后方向放置在进料槽中，管材的后端抵靠在进料槽的挡块上，由于进料槽为与管材截面相配的半弧形凹槽体，因此进料槽对管材具有限位作用，管材不会在进料槽中左右滑动；然后启动推杆装置，推杆装置水平推送进料槽慢慢到定位机构中，切样刀具的切割刃在让位槽中保持静止不动，当进料槽中的管材抵触到切样刀具下端的两个切割刃后，进料槽中的挡块给管材提供支撑力，防止管材往回运动，管材在推杆装置的继续推动作用下，两个切割部之间的距离等于待取样管材的取样宽度，管材被切样刀具剖切最后形成所需要的片状的管材。这样和现有技术相比，通过两个切割刃进行同步切割，管材切割更加快捷方便，极大地提高了试样制备效率，而且相比于常规的向下压的冲切管材，本发明中利用水平横向剖切管材，操作非常简单，也不会使管材发生压迫变形，效率高，特别适合在进行管材性能组别对比试验时，对管材的批量制取。

作为优化，所述定位机构包括竖向固定设置在底座上方左右间隔相对设置的一对定位块，定位块相对侧的侧壁上开有夹头安装腔，夹头安装腔内安装有V形夹头，两个V形夹头正对设置，以使两个V形夹头相对侧之间形成管材定位的定位空腔，定位块上还设置有用于调节V形夹头水平夹紧的调节螺栓，所述刀座固定安装在定位块的顶部，两个定位块之间的间隙构成所述让位槽；所述进料槽、夹头和待取样管材的中心线保持重合。

这样，靠V形夹头实现对管材的定位，管材左右两侧上下各有两处线接触的定位处，使其定位方便快捷且提高定位可靠性，定位时可以依靠调节螺栓调节保证定位的效果，而且通过进料槽、夹头和待取样管材的中心线保持重合，管材在水平冲切时不会发生偏移。

作为优化，所述刀座的安装槽内左右两侧设有刀具位置调整块，切样刀具位于安装槽内两个刀具位置调整块之间，刀具位置调整块与刀座之间通过锁紧螺栓连接固定，以对切样刀具的两侧夹紧固定；刀座顶部设有两个角度调节螺栓，角度调节螺栓下端伸入刀座内的安装槽中并与切样刀具的上端抵接，以调节切样刀具的切割刃与待取样管材的轴线夹角，切割刃朝向进料槽一端高于另一端。

这样，通过更换不同厚度的刀具位置调整块，然后用锁紧螺栓固定，来对切样刀具相对于安装槽的左右位置进行调整；两个角度调节螺栓在刀座顶部呈前后设置，前后两个角度调节螺栓伸入让位槽的深度不同，角度调节螺栓抵接在切样刀具的上部，可以调节切样刀具的切割刃与待取样管材轴线的所成夹角，这样切割刃相对于待取样管材的表面具有一定的斜度后，可以实现管材在进入定位机构中与切割刃的接触为渐变接触，减小了切割刃与待取样管材刚接触的阻力，这样使管材在刚被切割时不易发生翘曲变形，还可以通过设置不同的斜度用来切割壁厚不同的管材。

作为优化，所述切割刃在靠近进料槽方向的端部与待取样管材相接触部位的圆周表面高度相等，切割刃的前端和后端的高度差大于待取样管材的壁厚。

这样，通过切样刀具的切割刃在靠近进料槽方向的端部与待取样管材相接触部位的圆周表面高度相等，管材与切割刃最开始接触时，切割刃的下端刚好抵触于管材的上表面，减小了切割刃与管材刚接触的阻力，随着管材慢慢进入到定位机构中，切割刃逐渐对其切割，而且切割的深度逐渐增加，到最后切割刃完成对管材壁的片状切割，通过一个渐变的过程完成对管材的切割，使管材不易发生翘曲变形，从而满足金属薄壁管材取样检测的要求。

作为优化，所述切样刀具的两个切割部之间的空间内还设置有一个水平的退样块，退样块上端通过弹簧固定连接在两个切割部之间的切样刀具底部，所述退样块的底面具有与待切割取样管材相配的弧度，以用于与定位后的管材上表面相接触。

这样，由于被切割的管材为中空圆形的特殊结构，其内部中空不能承力，所以在进行剖切时，容易导致管材被切割的部分发生翘曲变形，从而导致试样需要二次加工，因此通过设置水平的退样块，退样块与管材的上表面接触，通过弹簧的缓冲，可以使管材具有一定的变形量，保证管材表面不会发生过度变形，进而影响切割质量，同时在管材切割完成后，弹簧的复位作用会向下运动，这样可以防止片状试样粘接在退样块上。

作为优化，推杆装置与定位块之间的底座上设置有水平的导向板，导向板通过立柱安装于底座上方并靠近定位块，导向板的上表面具有与进料槽外壁相同的弧度，导向板位于进料槽的运动路径上且进料槽位于导向板的上表面，以实现进料槽的支承和限位。

这样，能够依靠导向板实现对进料槽上的管材前后运动的导向，同时给进料槽提供了支撑作用，保证钢材试样切割的顺畅进行。

作为优化，两个定位块之间的底座上还向上固定设置有一个支撑台，支撑台上表面用于和定位后的进料槽的下表面相接触以实现支承。

这样，通过设置支撑台，使得进料槽和管材一同进入到定位机构后，切割刃具有与管材表面具有夹角，因此在逐渐被切割时不仅会受到水平方向的力还会受到竖向上的力，因此支撑台给进料槽提供了水平的支撑作用，这样就使得在管材冲切过程中，管材不易发生翘曲，保证管材的冲切质量，保证了取得管材的质量。

作为优化，所述定位块的后部设置有用于接收已完成的片状试样的接料盒，接料盒位于底座上。

这样，制得的片状管材落入到支撑台上，下一次进料槽进入到定位块中会将其顶出定位块，并落入到定位块后方设置的接料盒中，方便片状的管材的收集，不用人工进行再次收集。

综上所述，本发明的有益效果在于：本发明中，通过两个切割刃进行同步切割，管材切割更加快捷方便，而且无需对小段管道两端进行端面处理，极大地提高了试样制备效率，而且相比于常规的向下压冲切管材，本发明中利用水平横向剖切管材，不会使管材发生压迫变形，效率高，特别适合在进行管材性能组别对比试验时，对管材的批量制取，同时切割刃底端具有一定的斜度，可以实现对管材具有渐变过程的切割，使管材不易发生翘曲变形，从而满足金属薄壁管材取样检测的要求。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中制样机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

说明书附图中的附图标记包括：推杆装置1、进料槽2、导向板3、管材4、底座5、定位块6、调节螺栓7、刀座8、挡块9、锁紧螺栓10、刀具位置调整块11、角度调节螺栓12、切样刀具14、退样块15、V形夹头16、支撑台17。

本具体实施方式中的管材片状试样取样装置，如图1和图2所示，包括底座5，所述底座5上设有进料槽2和制样机构，所述进料槽2为与管材截面相配的半弧形凹槽体，用于放置待取样管材；进料槽2的外端连接有用于推动进料槽2水平进入制样机构中的推杆装置1，在本实施例中，推杆装置1为电动推杆，进料槽2的槽体内在靠近推杆装置1的一端设有挡块9；所述制样机构包括切样刀具14和用于对管材沿前后方向水平定位的定位机构，定位机构位于进料槽2的前方，定位机构上固定有用于安装切样刀具14的刀座8，刀座8具有开口朝下的安装槽，切样刀具14固定安装在安装槽内；定位机构中部具有供切样刀具14安装的让位槽，切样刀具14竖向朝下并伸入让位槽内；切样刀具14下端左右两侧具有竖直向下的两个矩形块状的切割部，切割部下端为沿前后方向设置的切割刃，以使切割刃能对进入定位机构中的管材4的管壁切割；两个切割部之间的距离等于待取样管材的取样宽度，两个切割部正对让位槽设置且两侧间距小于让位槽的宽度。

在本发明的使用过程中，管材取样时，将已沿长度方向被截为小段的管材沿前后方向放置在进料槽2中，管材4的后端抵靠在进料槽2的挡块9上，由于进料槽2为与管材截面相配的半弧形凹槽体，因此进料槽2对管材具有限位作用，管材不会在进料槽2中左右滑动；然后启动推杆装置，推杆装置水平推送进料槽2慢慢到定位机构中，切样刀具14的切割刃在让位槽中保持静止不动，当进料槽2中的管材抵触到切样刀具14下端的两个切割刃后，进料槽2中的挡块9给管材提供支撑力，防止管材往回运动，管材在推杆装置的继续推动作用下，两个切割部之间的距离等于待取的样管材的取样宽度，管材被切样刀具14剖切最后形成所需要的片状的管材4。这样和现有技术相比，通过两个切割刃进行同步切割，管材4切割更加快捷方便，极大地提高了试样制备效率，而且相比于常规的向下压的冲切管材，本发明中利用水平横向剖切管材，操作非常简单，也不会使管材发生压迫变形，效率高，特别适合在进行管材性能组别对比试验时，对管材4的批量制取。

在具体实施方式中，所述定位机构包括竖向固定设置在底座5上方左右间隔相对设置的一对定位块6，定位块6相对侧的侧壁上开有夹头安装腔，夹头安装腔内安装有V形夹头16，两个V形夹头16正对设置，以使两个V形夹头16相对侧之间形成管材定位的定位空腔，定位块6上还设置有用于调节V形夹头16水平夹紧的调节螺栓7，所述刀座8固定安装在定位块6的顶部，两个定位块6之间的间隙构成所述让位槽；所述进料槽2、夹头16和待取样管材的中心线保持重合。

这样，靠V形夹头16实现对管材的定位，管材左右两侧上下各有两处线接触的定位处，使其定位方便快捷且提高定位可靠性，定位时可以依靠调节螺栓7调节保证定位的效果，而且通过进料槽2、V形夹头16和待取样管材中心线保持重合，管材在水平冲切时不会发生偏移。

在具体实施方式中，所述刀座8的安装槽内左右两侧设有刀具位置调整块11，切样刀具位于安装槽内两个刀具位置调整块11之间，刀具位置调整块11与刀座之间通过锁紧螺栓10连接固定，以对切样刀具的两侧夹紧固定；所述刀座8顶部设有两个以上的角度调节螺栓12，角度调节螺栓12下端伸入刀座8内的安装槽中并与切样刀具14的上端固定连接，以调节切样刀具14的切割刃与管材的轴线夹角，切割刃朝向进料槽2一端高于另一端。

这样，通过更换不同厚度的刀具位置调整块11，然后用锁紧螺栓10固定，来对切样刀具14相对于安装槽的左右位置进行调整；两个角度调节螺栓12在刀座顶部呈前后设置，前后两个角度调节螺栓伸入让位槽的深度不同，以调节切样刀具14的切割刃与待取样管材的轴线夹角，这样切割刃相对于待取样管材的表面具有一定的斜度后，可以实现管材在进入定位机构中与切割刃的接触为渐变接触，减小了切割刃与管材最开始接触的阻力，这样使管材在刚被切割时不易发生翘曲变形，还可以通过设置不同的斜度用来切割壁厚不同的管材。

在具体实施方式中，所述切割刃在靠近进料槽2方向的端部与待取样管材相接触部位的圆周表面高度相等，切割刃的前端和后端的高度差大于待取样管材的壁厚。

这样，通过切样刀具14的切割刃在靠近进料槽2方向的端部与待取样管材相接触部位的圆周表面高度相等，管材与切割刃最开始接触时，切割刃的下端刚好抵触于管材的上表面，减小了切割刃与管材刚接触的阻力，随着管材慢慢进入到定位机构中，切割刃对管材逐渐进行切割，而且切割的深度逐渐增加，到最后切割刃完成对管材壁的片状切割，通过一个渐变的过程完成对管材的切割，使管材不易发生翘曲变形，从而满足金属薄壁管材4取样检测的要求。

在具体实施方式中，所述切样刀具14的两个切割部之间的空间内还设置有一个水平的退样块15，退样块15上端通过弹簧固定连接在两个切割部之间的切样刀具14底部，所述退样块15的底面具有与待取样管材相配的弧度，以用于与定位后的管材上表面相接触。

这样，由于被切割的管材为中空圆形的特殊结构，其内部中空不能承力，所以在进行剖切时，容易导致管材被切割的部分发生翘曲变形，从而导致试样需要二次加工，因此通过设置水平的退样块15，退样块15与管材的上表面接触，通过弹簧的缓冲，可以使管材具有一定的变形量，保证管材表面不会发生过度变形，进而影响切割质量，同时在管材4切割完成后，弹簧的复位作用会向下抖动，这样样可以防止片状试样粘接在退样块15上，有利于片状管材与退样块15分离。

在具体实施方式中，推杆装置1与定位块6之间的底座5上设置有水平的导向板3，导向板3通过立柱安装于底座5上方并靠近定位块6，导向板3的上表面具有与进料槽2外壁相同的弧度，导向板3位于进料槽2的运动路径上且进料槽2位于导向板3的上表面，以实现进料槽2的支承和限位。

这样，能够依靠导向板3实现对进料槽2上的管材前后运动的导向，同时给进料槽2提供了支撑作用，保证管材切割的顺畅进行。

在具体实施方式中，两个定位块6之间的底座5上还向上固定设置有一个支撑台17，支撑台17上表面用于和定位后的进料槽2的下表面相接触以实现支承。

这样，通过设置支撑台17，使得进料槽2和管材一同进入到定位机构后，切割刃具有与管材表面具有夹角，因此在逐渐被切割时不仅会受到水平方向的力还会受到竖向上的力，因此支撑台17给进料槽2提供了水平的支撑作用，这样就使得在管材冲切过程中，管材不易发生翘曲，保证钢材的冲切质量，保证了取得管材4的质量。

在具体实施过程中，所述定位块6的后部设置有用于接收已完成的片状试样的接料盒，接料盒位于底座5上。

这样，制得的片状管材落入到支撑台17上，下一次进料槽2进入到定位块6中会将其顶出定位块6，并落入到定位块6后方设置的接料盒中，方便片状管材4的收集，不用人工进行再次收集。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.管材片状试样取样装置，包括底座，其特征在于：所述底座上设有进料槽和制样机构，所述进料槽为与管材截面相配的半弧形凹槽体，用于放置待取样管材；进料槽的外端连接有用于推动进料槽水平进入制样机构中的推杆装置，进料槽的槽体内在靠近推杆装置的一端设有挡块；

所述制样机构包括切样刀具和用于对管材沿前后方向水平定位的定位机构，定位机构位于进料槽的前方，定位机构上固定有用于安装切样刀具的刀座，刀座具有开口朝下的安装槽，切样刀具固定安装在安装槽内，定位机构中部具有供切样刀具安装的让位槽，切样刀具竖向朝下并伸入让位槽内；切样刀具下端左右两侧具有竖直向下的两个矩形块状的切割部，切割部下端为沿前后方向设置的切割刃，以使切割刃能对进入定位机构中的管材的管壁切割；两个切割部之间的距离等于待取样管材的取样宽度，两个切割部正对让位槽设置且两侧间距小于让位槽的宽度；

所述刀座的安装槽内左右两侧设有刀具位置调整块，切样刀具位于安装槽内两个刀具位置调整块之间，刀具位置调整块与刀座之间通过锁紧螺栓连接固定，以对切样刀具的两侧夹紧固定；刀座顶部设有两个角度调节螺栓，角度调节螺栓下端伸入刀座内的安装槽中并与切样刀具的上端抵接，以调节切样刀具的切割刃与待取样管材的轴线夹角，切割刃朝向进料槽一端高于另一端；

所述定位机构包括竖向固定设置在底座上方左右间隔相对设置的一对定位块，定位块相对侧的侧壁上开有夹头安装腔，夹头安装腔内安装有V形夹头，两个V形夹头正对设置，以使两个V形夹头相对侧之间形成管材定位的定位空腔，定位块上还设置有用于调节V形夹头水平夹紧的调节螺栓，所述刀座固定安装在定位块的顶部，两个定位块之间的间隙构成所述让位槽；所述进料槽、夹头和待取样管材的中心线保持重合。

2.根据权利要求1所述的管材片状试样取样装置，其特征在于：所述切割刃在靠近进料槽方向的端部与待取样管材相接触部位的圆周表面高度相等，切割刃的前端和后端的高度差大于待取样钢管的壁厚。

3.根据权利要求2所述的管材片状试样取样装置，其特征在于：所述切样刀具的两个切割部之间的空间内还设置有一个水平退样块，退样块上端通过弹簧固定连接在两个切割部之间的切样刀具底部，所述退样块底面具有与待切割取样管材相配的弧度，以用于与定位后的管材上表面相接触。

4.根据权利要求1所述的管材片状试样取样装置，其特征在于：在推杆装置与定位块之间的底座上设置有水平的导向板，导向板通过立柱安装于底座上方并靠近定位块，导向板的上表面具有与进料槽外壁相同的弧度，导向板位于进料槽的运动路径上且进料槽位于导向板的上表面，以实现进料槽的支承和限位。

5.根据权利要求4所述的管材片状试样取样装置，其特征在于：两个定位块之间的底座上还向上固定设置有一个支撑台，支撑台上表面用于和定位后的进料槽的下表面相接触以实现支承。

6.根据权利要求5所述的管材片状试样取样装置，其特征在于：所述定位块的后部设置有用于接收已完成的片状试样的接料盒，接料盒位于底座上。