CN114295472A - 一种适用于微型板状拉伸件的实验夹具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于微型板状拉伸件的实验夹具及其使用方法，属于材料力学试验装置技术领域。所述实验夹具包括夹具连接端、夹具主体和保护装置，夹具连接端的一端设有通孔，用于与万能试验机相连，夹具连接端的另一端与夹具主体一端相连，夹具主体的另一端用于夹持拉伸件，保护装置安装在夹具主体夹持拉伸件位置的外侧，用于包裹拉伸件。保护装置包括两对“C”字形件，分别布置在夹具主体的上端面和下端面，每对“C”字形件采用拼合配合，宽度与夹具主体的宽度相配合。本申请的实验夹具可以根据拉伸件的尺寸调整夹具的尺寸，夹具主体的全包裹式设计保证拉伸件断裂时不会崩出，保证在微型拉伸件夹持的过程中不会发生损伤和偏斜。

Description

一种适用于微型板状拉伸件的实验夹具及其使用方法

技术领域

本发明涉及材料力学试验装置技术领域，特别涉及一种适用于微型板状拉伸件的实验夹具及其使用方法。

背景技术

拉伸件的实验夹具是万能试验机上一个不可或缺的一部分，夹具的作用是将金属材料的拉伸件和万能试验机进行连接，从而确保拉伸试验顺利进行。

由于材料尺寸的限制，有些材料只能做成微型拉伸件，因为微型拉伸件的尺寸较小，其强度要远远低于正常尺寸拉伸件的强度，所以微型拉伸件在装夹过程中极易出现损伤，实验结果的精度就会受到影响。

发明专利CN209432592U公开了《一种适用于非标板状拉伸件的夹具》，发明专利CN207351800U公开了《一种适用于薄板拉伸件的防滑夹具》，二者通过直接夹持的方法固定拉伸件，但二者的夹具主体部分是分开的，不能起到保护拉伸件的作用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用于微型板状拉伸件的实验夹具，能对微型拉伸件进行可靠夹紧，并对拉伸件在移动过程中有保护作用，适用于多种尺寸拉伸件，操作方便的实验用夹具。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种适用于微型板状拉伸件的实验夹具，包括夹具连接端、夹具主体和保护装置，所述夹具连接端的数量为两个，所述夹具主体包括上夹具和下夹具，上夹具与下夹具通过夹具主体固定螺栓固定连接，夹具主体的数量为两组；夹具连接端的一端设有通孔，用于与万能试验机相连，夹具连接端的另一端与夹具主体一端相连，夹具主体的另一端用于夹持拉伸件，所述保护装置安装在夹具主体夹持拉伸件位置的外侧，用于包裹拉伸件。

所述保护装置包括两对“C”字形件，分别布置在夹具主体的上端面和下端面，每对“C”字形件采用拼合配合，宽度与夹具主体的宽度相配合，通过保护装置固定螺栓与夹具主体连接。

所述保护装置伸缩范围为0-30mm。

所述夹具主体设有凹槽，夹具连接端设有凸台，夹具主体的凹槽与夹具连接端的凸台相匹配，夹具连接端的凸台嵌在凹槽内。

所述夹具连接端为不规则圆柱形，设有长圆柱体、圆台、细圆柱体和短圆柱体，所述短圆柱体设为凸台，长圆柱体上设有通孔，与万能试验机插销相匹配，通孔为径向设置，贯穿夹具连接端，且与夹具连接端中轴线相垂直。

所述上夹具和下夹具的结构对称，都为“十”字形件，上夹具和下夹具的一端设有半圆柱形凹槽，凹槽与夹具连接端的凸台相匹配。

所述夹具主体的凹槽与夹具连接端的凸台配合精度为0-0.5mm。

所述夹具主体的宽度范围为16mm-32mm，长度范围为35mm-40mm。

所述夹具主体夹持拉伸件的部位设有防滑纹。

所述夹具主体可适配的拉伸件为哑铃状板材拉伸式样，长度尺寸范围为10-35mm，拉伸件通过拉伸件固定螺栓与夹具主体固定。

利用上述微型板状拉伸件的实验夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，将拉伸件安装在夹具主体的防滑纹处上，根据拉伸件的长度尺寸调整两组夹具主体之间的距离，同时确保互相贴合的上夹具和下夹具的夹具主体固定螺栓孔对齐，将拉伸件与夹具主体贴合；

步骤2，将夹具连接端的凸台放在夹具主体的凹槽中，拧紧拉伸件固定螺栓；安装保护装置，调整“C”字形件的位置，使“C”字形件上的保护装置螺栓孔与夹具主体对应的螺栓孔对齐，拧紧保护装置固定螺栓，将保护装置固定，再拧紧夹具主体固定螺栓；

步骤3，将夹具连接端用插销固定在万能试验机上，对拉伸件进行拉伸试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明适用于微型拉伸件，并可以根据拉伸件的尺寸调整夹具的尺寸，设计简单，操作方便；夹具主体的全包裹式设计保证拉伸件断裂时不会崩出，能够保证实验人员的安全。

2.拉伸件的保护装置可以保证在微型拉伸件夹持的过程中不会发生损伤，能够有效保证拉伸测试结果的精度；保护装置安装在万能试验机上后可以直接拉伸，省去了拆卸保护装置的过程。

3.夹具通过保护装置把夹具主体和拉伸件锁紧，确保在使用过程中微型拉伸件不会发生偏斜。

附图说明

图1是本发明提供的适用于微型板状拉伸件的实验夹具的分解图；

图2是本发明提供的适用于微型板状拉伸件的实验夹具的结构示意图；

图3是本发明提供的适用于微型板状拉伸件的实验夹具的局部分解图；

图4是本发明提供的适用于微型板状拉伸件的实验夹具的局部装配结构图；

图5是本发明提供的适用于微型板状拉伸件的实验夹具的夹具连接端结构图。

其中，

1-拉伸件固定螺栓，2-保护装置固定螺栓，3-保护装置，4-夹具主体固定螺栓，5-夹具主体，6-拉伸件，7-夹具连接端，8-通孔，9-防滑纹，10-凹槽，11-凸台，12-细圆柱体，13-圆台，14-长圆柱体。

具体实施方式

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图5所示，本发明提供了一种适用于微型板状拉伸件的实验夹具，包括夹具连接端7、夹具主体5和保护装置3，所述夹具连接端7的数量为两个，所述夹具主体5包括上夹具和下夹具，上夹具与下夹具通过夹具主体固定螺栓4固定连接，夹具主体5的数量为两组；夹具连接端7的一端设有通孔8，用于与万能试验机相连，夹具连接端7的另一端与夹具主体5一端相连，夹具主体5的另一端用于夹持拉伸件6，保护装置3安装在夹具主体5夹持拉伸件6位置的外侧，用于包裹拉伸件6，可以避免微型拉伸件6在装夹过程中由于单独受力而发生损伤。夹具主体5夹持拉伸件6的部位设有防滑纹9，防止在拉伸试验过程中拉伸件6的滑动。

具体地，防滑纹9的尺寸为12mm×5mm。

保护装置3包括两对“C”字形件，分别布置在夹具主体5的上端面和下端面，每对“C”字形件采用拼合配合，宽度与夹具主体5的宽度相配合，通过保护装置固定螺栓2与夹具主体5连接，拼合后的“C”字形件将包裹在夹具主体5夹持拉伸件6部位的外侧。保护装置3伸缩范围为0-30mm。夹具主体5的这种分离设计可以根据拉伸件6的尺寸左右调整尺寸，以适配不同尺寸的拉伸件6，保护装置3之间都采用的这种拼合设计可以在夹具安装在万能试验机上后直接拉伸，省去了拆卸保护装置3的过程，同时，该装置的安装可以避免微型拉伸件6在装夹过程中由于单独受力而发生损伤。

具体地，保护装置3长度为23mm，宽度与夹具主体5的宽度相贴合。

夹具主体5设有凹槽10，夹具连接端7设有凸台11，夹具主体5的凹槽10与夹具连接端7的凸台11相匹配，夹具连接端7的凸台11嵌在凹槽10内。

夹具连接端7为两端粗中间细的不规则圆柱形，上夹具和下夹具的一端设有半圆柱形凹槽10，凹槽10与夹具连接端7的圆柱形凸台11相匹配。夹具主体5的宽度范围为16mm-32mm，长度范围为35mm-40mm。

上夹具和下夹具的结构对称，都为“十”字形件，上夹具和下夹具的一端设有半圆柱形凹槽10，凹槽10与夹具连接端7的凸台11相匹配。

具体地，夹具连接端7为不规则圆柱形，设有长圆柱体14、圆台13、细圆柱体12和短圆柱体，短圆柱体设为夹具连接端7的凸台11，长圆柱体14上设有通孔8，与万能试验机插销相匹配，通孔8为径向设置，贯穿夹具连接端7，且与夹具连接端7中轴线相垂直。这种四段结构的设计可以使“十”字形件与夹具连接端7连接更加牢固，避免在拉伸试验过程中夹具与万能试验机之间的相对滑动，提高试验精度。

具体地，夹具连接端7凸台11外径与上夹具和下夹具的半圆柱形凹槽10的直径相配合，夹具主体5的凹槽10与夹具连接端7的凸台11配合精度为0-0.5mm。夹具主体5可适配的拉伸件6为哑铃状板材拉伸式样，拉伸件6通过拉伸件固定螺栓1与夹具主体5固定。长度尺寸范围为10-35mm，宽度范围0-30mm，厚度范围0-3mm，拉伸件6材料可以是铝、镁、铜、铁等纯金属或合金，以及各类复合材料、高熵合金等。

具体地，夹具连接端7长圆柱体14长度为30mm，直径范围为20mm-25mm；圆台13长度为10mm，上底面直径范围为10mm-15mm，下底面直径范围为20mm-25mm；细圆柱体12长度为10mm，直径范围为10mm-15mm；短圆柱体长度为6mm，直径为17mm。

进一步地，适用于微型拉伸件6的实验夹具，该夹具包括夹具连接端7、保护装置3和夹具主体5。夹具连接端7长圆柱体14长度为30mm，直径为20mm；圆台13长度为10mm，上底面直径为10mm，下底面直径为20mm；细圆柱体12长度为10mm，直径为10mm；短圆柱体长度为6mm，直径为17mm；在远离夹具主体5的一端设有与万能试验机插销匹配的通孔8，通孔8直径为20mm；保护装置3由两对“C”字形件组成，长度为23mm，宽度为16mm；夹具主体5由四个完全相同的“十”字形件组成，长度为38mm，最宽处为32mm，与保护装置3配合处的宽度为16mm；“十”字形件另一端的两个半圆柱形凹槽10，直径分别为10mm和17mm。

利用上述微型板状拉伸件6的实验夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，将拉伸件6安装在夹具主体5的防滑纹9处上，拉伸件6选择哑铃状铝合金材料，长度为22mm，厚度为0.5mm；根据拉伸件6的长度尺寸调整两组夹具主体5的之间的距离，同时确保互相贴合的两上夹具和下夹具的夹具主体固定螺栓孔对齐，将拉伸件6与夹具主体5贴合；

步骤2，将夹具连接端7的凸台11放在夹具主体5的凹槽10中，夹具主体5的半圆柱形凹槽10与夹具连接端7的凸台11配合精度为0.5mm，拧紧拉伸件固定螺栓1；安装保护装置3，调整“C”字形件的位置使“C”字形件上的保护装置3的螺栓孔与夹具主体对应的螺栓孔对齐，保护装置3的伸缩长度为22mm，拧紧保护装置固定螺栓2，将保护装置3固定，保护装置3与夹具主体5的配合精度为0.5mm，再拧紧夹具主体固定螺栓4；

步骤3，将夹具连接端7用插销固定在万能试验机上，对拉伸件6进行拉伸试验，插销与通孔8的配合精度为0.5mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)

1.一种适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，包括夹具连接端、夹具主体和保护装置，所述夹具连接端的数量为两个，所述夹具主体包括上夹具和下夹具，上夹具与下夹具通过夹具主体固定螺栓固定连接，夹具主体的数量为两组；夹具连接端的一端设有通孔，用于与万能试验机相连，夹具连接端的另一端与夹具主体一端相连，夹具主体的另一端用于夹持拉伸件，所述保护装置安装在夹具主体夹持拉伸件位置的外侧，用于包裹拉伸件。

2.根据权利要求1所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，所述保护装置包括两组“C”字形件，分别布置在夹具主体的上端面和下端面，每组“C”字形件采用拼合配合，宽度与夹具主体的宽度相配合，通过保护装置固定螺栓与夹具主体连接。

3.根据权利要求2所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，所述保护装置伸缩范围为0-30mm。

4.根据权利要求1所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，所述夹具主体设有凹槽，夹具连接端设有凸台，夹具主体的凹槽与夹具连接端的凸台相匹配，夹具连接端的凸台嵌在凹槽内。

5.根据权利要求4所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，所述夹具连接端为不规则圆柱形，设有长圆柱体、圆台、细圆柱体和短圆柱体，所述短圆柱体设为凸台，长圆柱体上设有通孔，与万能试验机插销相匹配，通孔为径向设置，贯穿夹具连接端，且与夹具连接端中轴线相垂直。

6.根据权利要求5所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，所述上夹具和下夹具的结构对称，都为“十”字形件，上夹具和下夹具的一端设有半圆柱形凹槽，凹槽与夹具连接端的凸台相匹配。

7.根据权利要求6所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，所述夹具主体的凹槽与夹具连接端的凸台配合精度为0-0.5mm；所述夹具主体的宽度范围为16mm-32mm，长度范围为35mm-40mm。

8.根据权利要求1所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，所述夹具主体夹持拉伸件的部位设有防滑纹。

9.根据权利要求1所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具，其特征在于，所述夹具主体可适配的拉伸件为哑铃状板材拉伸式样，长度尺寸范围为10-35mm，拉伸件通过拉伸件固定螺栓与夹具主体固定。

10.一种基于权利要求1至9任一项所述的适用于微型板状拉伸件的实验夹具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将拉伸件安装在夹具主体的防滑纹处上，根据拉伸件的长度尺寸调整两组夹具主体之间的距离，同时确保互相贴合的上夹具和下夹具的夹具主体固定螺栓孔对齐，将拉伸件与夹具主体贴合；

步骤2，将夹具连接端的凸台放在夹具主体的凹槽中，拧紧拉伸件固定螺栓；安装保护装置，调整“C”字形件的位置，使“C”字形件上的保护装置螺栓孔与夹具主体对应的螺栓孔对齐，拧紧保护装置固定螺栓，将保护装置固定，再拧紧夹具主体固定螺栓；

步骤3，将夹具连接端用插销固定在万能试验机上，对拉伸件进行拉伸试验。

Images