CN111678751A - 一种剪切试片打磨夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种剪切试片打磨夹具，包括：夹具底座，可拆卸连接设置在磨床平台上，且上端面沿长度方向间隔地下沉设置有深度小于剪切试片厚度的矩形工件安装槽，各矩形工件安装槽的槽底位于同一平面且与所述磨床平台上端面平行；至少一快速夹钳，固定设置在所述夹具底座上端面，所述快速夹钳前端的驱动臂上沿长度方向排列设置有若干弹性压紧装置，各弹性压紧装置对所述剪切试片压紧力沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增。本发明能够与高精度磨床的相配合，即实现了机器代替人工打磨，同时，生产模式可直接由单小批量生产变为中大批量生产，可一次打磨多个试片，大大提高了生产效率和打磨合格率，很好地解决现有剪切试片的打磨生产难题。

Description

一种剪切试片打磨夹具
技术领域
本发明涉及剪切试片打磨夹具领域，特别地，涉及一种剪切试片打磨夹具。
背景技术
胶粘剂具有重量轻、接头应力分布均匀、胶接工艺简单等诸多优点，因而在飞机及发动机上应用广泛，在用的胶粘剂种类就多达二三十种。胶粘剂是通过黏附作用把两个物体胶接在一起的物质，胶接强度是体现胶粘剂胶接性能好坏的重要指标，日常检测中胶接强度多用剪切强度表征，因而剪切强度检测结果的准确性对胶粘剂质量控制至关重要。剪切强度检测时必须用到剪切试片，试片材质一般为铝合金，制样时在试片一端涂上胶粘剂，然后两两搭接，胶粘剂固化后即制成剪切强度检测试样。按相关检测标准要求，剪切试片尺寸为2mm×20mm×60mm，中间有个约φ7的孔。为保证强度检测结果的准确性和重复性，必须对试片胶接部位进行打磨处理，目前，上述剪切试片由于厚度薄，夹持困难，因此无法采用常规的自动磨样设备进行打磨处理，而是在制样前需统一用60～80号砂纸对试片胶接部位进行打磨处理，要求打磨去除量一般不超过0.08mm，去除表面氧化层即可，打磨后要求表面平整、无倒角、无斜面等。然而，事实表明，采用手工打磨往往存在如下问题：
1)打磨合格率低：打磨后要求表面平整、无斜面，由于试片太薄，手动打磨时不好施力，施力不均时，表面很容易打成斜面，导致检测结果偏低，同时会影响检测结果的重复性和准确性。
2)易对操作者造成伤害：手动打磨时，施力太小试片磨不动或打磨量不够，只有施加较大的力才可使试片表面打磨平整，打磨效率也更高，但此时操作者手指会与砂纸接触，砂纸会导致操作者指甲被磨掉或手指被磨伤，经验不足者甚至手指被磨出血泡,。
3)打磨效率低：由于试片打磨非常困难，经验丰富的操作者一次最多只能打出20片左右的合格试片，工作效率极低；而胶粘剂检测工作量大，有时一天需要打磨上百片试片，操作者苦不堪言。
发明内容
本发明提供了一种剪切试片打磨夹具，该夹具可与磨床相配合，以解决现有试片打磨时打磨合格率低、易对操作者造成伤害、打磨效率低的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种剪切试片打磨夹具，包括：
一夹具底座，可拆卸连接设置在磨床平台上，且上端面沿长度方向间隔地下沉设置有深度小于所述剪切试片厚度的矩形工件安装槽，各矩形工件安装槽的槽底位于同一平面且与所述磨床平台上端面平行；
至少一快速夹钳，固定设置在所述夹具底座上端面，所述快速夹钳前端的驱动臂上沿长度方向排列设置有若干将各剪切试片紧压固定在各工件安装槽内的弹性压紧装置，各弹性压紧装置对所述剪切试片压紧力沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增。
进一步地，所述的弹性压紧装置包括:
压头螺栓，可上下移动地垂直设置在所述快速夹钳前端的驱动臂上，其上端设置有螺杆，下端设置有压头；
限位螺母，与所述压头螺栓的螺杆上端螺纹连接，用于限制所述压头螺栓的下移极限位置；
两限位垫圈，套设在所述螺杆上，且分别位于所述限位螺母与驱动臂之间和所述驱动臂和所述压头之间；
压缩弹簧，套设在所述螺杆上，且一端与所述压头相抵顶，另一端与位于所述驱动臂和所述压头之间的限位垫圈相抵顶，各个弹性压紧装置的压缩弹簧的刚度沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增。
进一步地，相邻弹性压紧装置的压缩弹簧的刚度相差5％-15％。
进一步地，相邻弹性压紧装置的压缩弹簧的刚度相差8％。
进一步地，所述快速夹钳的驱动臂沿长度方向间隔贯穿设置有若干用于安装所述弹性压紧装置的弹性压紧装置安装孔。
进一步地，所述快速夹钳的驱动臂沿长度方向贯穿设置有用于安装所述弹性压紧装置的弹性压紧装置安装槽。
进一步地，所述弹性压紧装置安装槽为开口槽，其开口端位于所述驱动臂的自由端。
进一步地，所述两限位垫圈均为矩形垫圈，所述限位垫圈与所述驱动臂长度方向平行的两相对边均向内弯折后夹持所述驱动臂。
进一步地，所述矩形工件安装槽的深度比所述剪切试片厚度相差0.1～0.5mm。
进一步地，所述矩形工件安装槽的槽底相对所述剪切试片上的圆孔贯穿设置有第一通孔，所述第一通孔的直径大于所述剪切试片上的圆孔直径；所述矩形工件安装槽的槽底的一边延伸至所述夹具底座上端面以外，另外三边均设置有下沉地设置有边槽。
本发明具有以下有益效果：
本发明的剪切试片打磨夹具，设置有快速夹钳和安装在磨床上且可放置多个剪切试片的夹具底座，所述快速夹钳的驱动臂上沿长度方向排列设置若干具有不同压紧力，所述压紧力沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增，从而能够与高精度磨床的相配合，即实现了机器代替人工打磨，同时，生产模式可直接由单小批量生产变为中大批量生产，可一次打磨多个试片，大大提高了生产效率。本发明可确保打磨精度，提高打磨合格率，很好地解决了剪切试片的生产难题。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的打磨装置立体示意图；
图2是本发明优选实施例的打磨装置主视示意图。
图3是本发明优选实施例的打磨装置左视示意图。
图4是本发明优选实施例的T型滑块螺栓结构示意图。
图5是本发明优选实施例的夹具底座立体结构示意图。
图中：1、磨床平台；2、夹具底座；3、弹簧垫圈；4、内六角螺钉；5、平垫圈；6、剪切试片；7、磨床砂轮；8、压头螺栓；9、快速夹钳；10、锁紧螺母；11、T型滑块螺栓；12、限位垫圈；13、压缩弹簧；14、矩形工件安装槽；15、第一通孔；16、第二通孔；17、第三通孔；18、边槽。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1至图3，本发明的优选实施例提供了一种剪切试片打磨夹具，包括夹具底座2和两个快速夹钳9。所述夹具底座2可拆卸连接设置在磨床平台1上，且上端面沿长度方向间隔地下沉设置有十个深度小于所述剪切试片6厚度的矩形工件安装槽14，各矩形工件安装槽14的槽底位于同一平面且与所述磨床平台1的上端面平行，所述夹具底座2的两端分别设置有若干用于安装快速夹钳9的第三通孔17和用于连接磨床平台1的第二通孔16，所述第二通孔16内插入有T型滑块螺栓11(见图4)，所述T型滑块螺栓11的下端与磨床平台1的安装槽相配合，上端则通过锁紧螺母10将所述夹具底座2紧固在磨床平台1上，使夹具获得固定，同时能随着磨床平台1同步移动。
两个所述快速夹钳9通过弹簧垫圈3、内六角螺钉4、平垫圈5对称地固定设置在所述夹具底座2上端面的第三通孔17处，所述快速夹钳9前端的驱动臂上沿长度方向排列设置有若干将各剪切试片6紧压固定在各矩形工件安装槽14内的弹性压紧装置，各弹性压紧装置对所述剪切试片6的压紧力沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增。
本实施例的剪切试片打磨夹具，对称设置有快速夹钳9和安装在磨床上且可放置多个剪切试片6的夹具底座2，所述快速夹钳9的驱动臂上沿长度方向排列设置若干具有不同压紧力的弹性压紧装置，所述压紧力沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增，本实施例中，所述快速夹钳9为水平压紧式，从而通过压头将剪切试片6压紧在各矩形工件安装槽14内，为了提高作业效率，本实施例每个快速夹钳9均设置有多个压头同时对各个剪切试片6进行压紧，但是，由于快速夹钳9的驱动臂在下压时，并不是平行移动来驱动压头压紧各个剪切试片6，而是一端为自由端，另一端绕销轴转动后驱动各压头将剪切试片6压紧于各矩形工件安装槽14内，各个压头按同心的弧形轨迹运动，正因为如此，快速夹钳9的驱动臂在转动并下压过程中，会使压头对各个剪切试片6的压紧力并不一样，而且，离所述驱动臂自由端越近的压头，对剪切试片6的压紧力越小，容易导致剪切试片6在打磨过程中松动，从而使得同时打磨的剪切试片6数量受到限制，难以提高产率，同时，若为了提高产率而强行增加压头数量，则会使部分压头无法对剪切试片6进行彻底压紧，导致剪切试片6在打磨过程中脱离夹具，影响打磨作业的安全性。有鉴于此，本实施例一方面在所述夹具底座2上端面下沉地设置矩形工件安装槽14，打磨时剪切试片6放置在所述矩形工件安装槽14内，对剪切试片6起到一定的限位作用，同时，为了既保证打磨效率，有能够确保将各个剪切试片6彻底压紧，保证打磨精度和安全性，本实施例在各驱动臂上分别设置有五个弹性压紧装置，可一次打磨十块剪切试片6，五个弹性压紧装置具有不同的压紧力，即五个弹性压紧装置对所述剪切试片6的压紧力沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增，越靠近所述驱动臂自由端的弹性压紧装置的压紧力越大，从而保证推动快速夹钳9手柄到位后，多个依次排列的压头对多个剪切试片6同时压紧时，不会出现部分压头无法将剪切试片6彻底压紧的问题，本实施例中，所述夹具底座2上对称设置有两个快速夹钳9，每个快速夹钳9的驱动臂上均设置有五个弹性压紧装置，也可以根据需要，在满足结构强度要求的前提下，适当增加驱动臂长度和/或宽度尺寸，并在每个驱动臂上安装六个、七个或更多的弹性压紧装置，进一步提高打磨效率。
本实施例能够与高精度磨床相配合，如自动或半自动磨床，通过磨床砂轮7对装夹好的多个剪切试片6进行打磨，实现了机器代替人工打磨，同时，生产模式可直接由小批量生产变为中大批量生产，可一次打磨多个试片，大大提高了生产效率，同时可确保打磨精度，提高打磨合格率，很好地解决了现有剪切试片6的打磨生产难题。
具体而言，在本发明优选实施例中，所述弹性压紧装置包括压头螺栓8、限位螺母、两限位垫圈12、压缩弹簧13，所述压头螺栓8可上下移动地垂直设置在所述快速夹钳9前端的驱动臂上，其上端设置有螺杆，下端设置有压头；所述限位螺母与所述压头螺栓8的螺杆上端螺纹连接，用于限制所述压头螺栓8的下移极限位置；所述两限位垫圈12套设在所述螺杆上，且分别位于所述限位螺母与驱动臂之间以及所述驱动臂和所述压头之间；所述压缩弹簧13套设在所述螺杆上，且一端与所述压头相抵顶，另一端与位于所述驱动臂和所述压头之间的限位垫圈12相抵顶，各个弹性压紧装置的压缩弹簧13的刚度沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增。
本实施例的弹性压紧装置通过设置可上下移动的压头螺栓8、套在所述压头螺栓8上的压缩弹簧13来实现对剪切试片6弹性压紧作用，同时，通过使不同位置的弹性压紧装置具有不同刚度的压缩弹簧13，从而使五个弹性压紧装置的压头螺栓8对所述剪切试片6的压紧力沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增，越靠近所述驱动臂自由端的弹性压紧装置的压紧力越大，从而保证推动快速夹钳9手柄到位后，多个依次排列的压头对各剪切试片6同时压紧时，不会出现部分压头无法将剪切试片6彻底压紧的问题，所述压缩弹簧13刚度越大，对剪切试片6施加的压力越大。
具体而言，在本发明优选实施例中，相邻压缩弹簧13的刚度增加量为5％-15％，其中，经过大量实验发现，当相邻弹性压紧装置的压缩弹簧13的刚度相差8％时，既能确保各压头螺栓8彻底压紧剪切试片6，同时，具有较小的操作阻力和反作用力，避免对剪切试片6的压紧力过剩。
具体而言，在本发明优选实施例中，所述快速夹钳9的驱动臂沿长度方向间隔贯穿设置有若干用于安装所述弹性压紧装置的弹性压紧装置安装孔。
本实施例中，所述快速夹钳9的驱动臂上沿长度方向间隔设置有一个个相互隔离的弹性压紧装置安装孔，各个弹性压紧装置分别安装在所述弹性压紧装置安装孔内，各个弹性压紧装置的间距由弹性压紧装置安装孔的相对位置确定。
具体而言，在本发明优选实施例中，所述快速夹钳9的驱动臂沿长度方向贯穿设置有用于安装所述弹性压紧装置的弹性压紧装置安装槽。
本实施例中，所述快速夹钳9的驱动臂上沿长度方向设置有弹性压紧装置安装槽，各个弹性压紧装置安装在所述弹性压紧装置安装槽内，且可根据需要移动调节各个弹性压紧装置的相对位置后并固定锁紧，从而方便灵活调节压头的作用位置。
具体而言，在本发明优选实施例中，所述弹性压紧装置安装槽为开口槽，其开口端位于所述驱动臂的自由端。
本实施例中，所述驱动臂上的安装槽为开口槽，其开口端位于所述驱动臂的自由端，方便调节各个弹性压紧装置的相对位置，同时，在安装弹性压紧装置时，只需要将弹性压紧装置从开口处推入安装槽确定位置后锁紧即可，同样，在拆卸弹性压紧装置时，只需要稍微旋松压头螺栓8上的限位螺母，即可将各个弹性压紧装置依次从安装槽中推出，而无需将整个弹性压紧装置的所有组成部件都拆卸掉，提高夹具的安装和拆卸效率。
具体而言，在本发明优选实施例中，所述两限位垫圈12均为矩形垫圈，所述限位垫圈12与所述驱动臂长度方向平行的两相对边均向内弯折后夹持所述驱动臂。
本实施例中，所述两限位垫圈12通过折边夹持所述驱动臂，可对弹性压紧装置起到一定的定位作用，使压头螺栓8尽量位于安装槽的居中位置，同时，防止所述驱动臂安装槽的宽度因变形而增大。
具体而言，在本发明优选实施例中，所述矩形工件安装槽14的深度比所述剪切试片6厚度相差0.1～0.5mm。
本实施例中，由于利用高精度平面磨床可以控制竖直方向上的打磨进给量，而所述剪切试片6打磨去除量一般不超过0.08mm，本实施例中平面磨床在竖直方向的进给精度为0.01mm，完全可以满足剪切试片6在竖直方向上的打磨要求，因此，本实施例的矩形工件安装槽14能使所述剪切试片6待打磨面高出所述夹具底座2上端面0.1～0.5mm，既能够实现打磨，同时，由于剪切试片6绝大部分容纳于所述矩形工件安装槽14内，也有利于防止剪切试片6位移。
具体而言，如图5所示，在本发明优选实施例中，所述矩形工件安装槽14的槽底相对所述剪切试片6上的圆孔贯穿设置有第一通孔15，所述第一通孔15的直径大于所述剪切试片6上的圆孔直径；所述矩形工件安装槽14的槽底的一边延伸至所述夹具底座2上端面以外，另外三边均设置有下沉地设置有边槽18。
本实施例中，剪切试片6在进行打磨前是通过机加工获得毛坯的，因此，剪切试片6外边缘、以及圆孔内边缘处难免会有毛刺的存在，当将加工好的剪切试片6放入到所述矩形工件安装槽14内时，由于毛刺的存在，将导致各个剪切试片6的待打磨表面不在同一平面，也不与所述磨床平台1上端面平行，导致各剪切试片6的打磨厚度不一，表面很容易打成斜面。本实施例由于设置了所述第一通孔15和边槽18，当将带有毛刺的剪切试片6放入到所述矩形工件安装槽14内时，剪切试片6外边缘的毛刺将伸入到边槽18内，而圆孔内边缘处的毛刺则伸入到所述第一通孔15内，所述矩形工件安装槽14的槽底与剪切试片6的下表面为面接触，由于剪切试片6都是由具有相同厚度的原材料制备所得，因此，在安装所述剪切试片6时，当毛刺分别伸入到所述第一通孔15和边槽18后，本实施例可确保各个剪切试片6的待打磨表面位于同一平面，且与所述磨床平台1上端面平行，防止打成斜面，保证各个剪切试片6的打磨质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (10)

1.一种剪切试片打磨夹具，其特征在于，包括：
一夹具底座(2)，可拆卸连接设置在磨床平台(1)上，且上端面沿长度方向间隔地下沉设置有深度小于剪切试片(6)厚度的矩形工件安装槽(14)，各矩形工件安装槽(14)的槽底位于同一平面且与所述磨床平台(1)上端面平行；
至少一快速夹钳(9)，固定设置在所述夹具底座(2)上端面，所述快速夹钳(9)前端的驱动臂上沿长度方向排列设置有若干将各剪切试片(6)紧压固定在各工件安装槽(14)内的弹性压紧装置，各弹性压紧装置对所述剪切试片(6)压紧力沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增。
2.根据权利要求1所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，所述的弹性压紧装置包括:
压头螺栓(8)，可上下移动地垂直设置在所述快速夹钳(9)前端的驱动臂上，其上端设置有螺杆，下端设置有压头；
限位螺母，与所述压头螺栓(8)的螺杆上端螺纹连接，用于限制所述压头螺栓(8)的下移极限位置；
两限位垫圈(12)，套设在所述螺杆上，且分别位于所述限位螺母与驱动臂之间和所述驱动臂和所述压头之间；
压缩弹簧(13)，套设在所述螺杆上，且一端与所述压头相抵顶，另一端与位于所述驱动臂和所述压头之间的限位垫圈(12)相抵顶，各个弹性压紧装置的压缩弹簧(13)的刚度沿朝向所述驱动臂自由端的方向依次递增。
3.根据权利要求2所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，
相邻弹性压紧装置的压缩弹簧(13)的刚度相差5％-15％。
4.根据权利要求3所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，
相邻弹性压紧装置的压缩弹簧(13)的刚度相差8％。
5.根据权利要求1所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，
所述快速夹钳(9)的驱动臂沿长度方向间隔贯穿设置有若干用于安装所述弹性压紧装置的弹性压紧装置安装孔。
6.根据权利要求2所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，
所述快速夹钳(9)的驱动臂沿长度方向贯穿设置有用于安装所述弹性压紧装置的弹性压紧装置安装槽。
7.根据权利要求6所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，所述弹性压紧装置安装槽为开口槽，其开口端位于所述驱动臂的自由端。
8.根据权利要求7所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，所述两限位垫圈(12)均为矩形垫圈，所述限位垫圈(12)与所述驱动臂长度方向平行的两相对边均向内弯折后夹持所述驱动臂。
9.根据权利要求1所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，所述矩形工件安装槽(14)的深度比所述剪切试片(6)厚度相差0.1～0.5mm。
10.根据权利要求1所述的剪切试片打磨夹具，其特征在于，所述矩形工件安装槽(14)的槽底相对所述剪切试片(6)上的圆孔贯穿设置有第一通孔(15)，所述第一通孔(15)的直径大于所述剪切试片(6)上的圆孔直径；所述矩形工件安装槽(14)的槽底的一边延伸至所述夹具底座(2)上端面以外，另外三边均设置有下沉地设置有边槽(18)。
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