CN115156864A - 一种薄板状疲劳试样的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄板状疲劳试样的加工方法，先将薄板或板带切割出矩形条，并将矩形条沿厚度方向叠放，将矩形条套入夹具，并调平固定，通过线切割加工多个矩形条的外形轮廓得到疲劳试样，最后将夹具装设在纵抛机上，通过砂带抛光疲劳试样的厚度侧面，去除两个位于外侧的两个疲劳试样，得到每一个疲劳试样的厚度侧面均为平整的厚度面，也就是每一个疲劳试样的厚度保持均匀，且在疲劳试样的纵抛过程中，通过多个疲劳试样叠放增加与砂带的接触面积，避免砂带被划破，也保持了砂带与疲劳试样的接触面为平面，避免砂带再抛光过程中接触到疲劳试样的非抛光面，提高薄板状疲劳试样加工的精度。

Description

一种薄板状疲劳试样的加工方法

技术领域

本申请涉及金属材料加工技术领域，特别涉及一种薄板状疲劳试样的加工方法。

背景技术

疲劳试验是研究材料抵抗低应力，或材料在大变形下循环加载破坏的试验方法。

对于工程结构，其材料的抗疲劳性能是涉及结构长期使用安全的关键性能。随着结构轻量化的发展，材料的强度不断提升，厚度不断减薄，疲劳试样的加工难度也在提升。

试样的疲劳寿命与加工状态关系密切，特别受垂直于加载轴的加工痕迹影响。为了避免这种加工痕迹，一般沿加载轴的方向进行机械抛光，这称为纵抛。

然而随着板材厚度的减薄，在厚度面上进行纵抛的难度越来越大，机械抛光砂纸极容易被试样割裂，导致试样厚度面上的两个棱边被严重磨削，形成大圆弧，影响试样尺寸的精确测量。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本申请提供一种薄板状疲劳试样的加工方法，以解决现有技术中抛光砂纸被割裂导致试样出现圆弧边角的问题。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种薄板状疲劳试样的加工方法，其包括：

取薄板或板带切割出多个矩形条，并将矩形条沿厚度方向叠放；

将矩形条套入夹具，调整矩形条的厚度侧面平齐后，将矩形条与夹具固定，通过线切割加工多个矩形条的外形轮廓得到疲劳试样；

将夹具装设在纵抛机上，通过砂带抛光疲劳试样的厚度侧面，去除两个位于外侧的两个疲劳试样，完成加工。

进一步地，所述薄板或所述板带的厚度不大于1mm。

进一步地，调整矩形条的厚度侧面平齐时，取卡样座，将多个矩形条连同夹具放入卡样座内后，多个矩形条靠近卡样座的一侧同时接触所述卡样座，以使矩形条的厚度侧面平齐。

进一步地，所述卡样座上具有用于承托所述矩形条的第一槽，以及用于与所述夹具配合的第二槽，当所述夹具放入所述第二槽内时，所述矩形条一侧延伸至所述第一槽内，所述第一槽内具有平面。

进一步地，切割矩形条时，每个矩形条的宽度尺寸预留1～5mm的加工余量。

进一步地，所述夹具包括加工架和两个端头，两个所述端头固定在所述加工架的两端，所述加工架中部设有贯穿空间，所述贯穿空间侧壁上设有顶紧部，所述顶紧部的一端延伸至所述贯穿空间内。

进一步地，将矩形条与夹具固定时，通过所述夹具侧面的顶紧部将矩形条顶紧。

进一步地，线切割加工多个矩形条时，所述矩形条为水平状态，且与线切割钼丝垂直。

进一步地，将夹具装设在纵抛机上时，保持所述矩形条的厚度侧面为水平状态。

进一步地，所述纵抛机包括引导头和砂带，所述砂带套设在所述引导头上，在砂带抛光疲劳试样的厚度侧面过程中，所述引导头引导所述砂带沿疲劳试样的厚度方向往复移动进行厚度侧面的抛光。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过先将薄板或板带切割出矩形条，并将矩形条沿厚度方向叠放，将矩形条套入夹具，并调平固定，通过线切割加工多个矩形条的外形轮廓得到疲劳试样，最后将夹具装设在纵抛机上，通过砂带抛光疲劳试样的厚度侧面，去除两个位于外侧的两个疲劳试样，得到每一个疲劳试样的厚度侧面均为平整的厚度面，也就是每一个疲劳试样的厚度保持均匀，且在疲劳试样的纵抛过程中，通过多个疲劳试样叠放增加与砂带的接触面积，避免砂带被划破，也保持了砂带与疲劳试样的接触面为平面，避免砂带再抛光过程中接触到疲劳试样的非抛光面，提高薄板状疲劳试样加工的精度，同时，多个疲劳试样同时加工，提高加工操作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例提供的矩形条的示意图；

图2为本申请实施例提供的疲劳试样的示意图；

图3为本申请实施例提供的卡样座的示意图；

图4为本申请实施例提供的卡样座的剖视图；

图5为本申请实施例提供的夹具的示意图；

图6为本申请实施例提供的切割疲劳试样时的示意图；

图7为本申请实施例提供的抛光疲劳试样时的示意图；

图中：1、矩形条；2、疲劳试样；21、厚度侧面；3、夹具；31、加工架；32、端头；33、贯穿空间；34、顶紧部；4、卡样座；41、第一槽；42、第二槽；5、线切割钼丝；61、引导头；62、砂带。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

如图1-7所示，一种薄板状疲劳试样2的加工方法，其包括以下步骤：

取薄板或板带切割出多个矩形条1，并将矩形条1沿厚度方向叠放。

在切割矩形条1时，保持每块矩形条1的大小一致，以控制后续加工方法的精准性，同时可以根据薄板或板带的形状大小，合理规划每个矩形条1的切割位置，以提高薄板或板带的使用率，避免不必要的浪费，也提高加工生产效率。

切割下来的矩形条1呈薄片状，多个矩形条1上长度和宽度所在的侧面依次贴合进行叠放，得到一个沿矩形条1厚度方向增加厚度的整体。

将矩形条1套入夹具3，也就是上述进行矩形条1叠放后得到的整体放入夹具3内，调整矩形条1的位置，直至多个矩形条1的厚度侧面21平齐后，将矩形条1与夹具3固定，通过线切割加工多个矩形条1的外形轮廓得到疲劳试样2。

调整矩形条1的位置直至多个矩形条1的厚度侧面21平齐，其中厚度侧面21是矩形条1能体现厚度的一个侧壁，也就是每个矩形条1上长度和厚度所在的侧面，保持每个矩形条1的厚度侧面21在同一个平面上，由于每个矩形条1的大小相同，保持矩形条1一侧的厚度侧面21在同一平面上之后，另一侧的厚度侧面21就也相对应的位于一个平面上。

值得说明的是，如果存在矩形条1的厚度侧面21不在一个平面上，在该厚度侧面21在被打磨抛光的过程中，突出的某个矩形条1还是以单独且很薄的状态与抛光砂带62接触，就还是会存在机械抛光砂纸极容易被试样割裂的问题，进而导致试样厚度面上的两个棱边被严重磨削，形成大圆弧，影响尺寸的精确测量，同样的，如果存在某个矩形条1的位置低于相邻两个矩形条1的位置，在抛光砂纸抛光之后，处于较低位置的矩形条1就不会被砂带62打磨到，进而避免影响疲劳试样2的尺寸精准度。

将夹具3装设在纵抛机上，通过砂带62抛光疲劳试样2的厚度侧面21，去除两个位于外侧的两个疲劳试样2，完成加工。

值得说明的是，纵抛机是用于自动抛光的装置，具体的纵抛机可以设置有一个驱动轮，通过驱动轮带动砂带62运动，并通过运动中的砂带62在疲劳试样2的厚度侧面21上摩擦抛光，直至疲劳试样2的厚度侧面21达到加工要求，取下叠放在一起的疲劳试样2，并舍弃两个位于外侧的两个疲劳试样2，避免两个外侧的疲劳试样2在与夹具3固定好之后，两个外侧的疲劳试样2始终具有一侧没有相邻的疲劳试样2，也就是在抛光过程中，两个外侧的疲劳试样2存在边沿被打磨的风险，容易导致外侧的两个疲劳试样2在厚度侧面21上的两个棱边被磨削，形成大圆弧，进而影响疲劳试样2尺寸的精确测量。

本实施例的工作原理是：通过先将薄板或板带切割出矩形条1，并将矩形条1沿厚度方向叠放，将矩形条1套入夹具3，并调平固定，通过线切割加工多个矩形条1的外形轮廓得到疲劳试样2，最后将夹具3装设在纵抛机上，通过砂带62抛光疲劳试样2的厚度侧面21，去除两个位于外侧的两个疲劳试样2，得到每一个疲劳试样2的厚度侧面21均为平整的厚度面，也就是每一个疲劳试样2的厚度保持均匀，且在疲劳试样2的纵抛过程中，通过多个疲劳试样2叠放增加与砂带62的接触面积，避免砂带62被划破，也保持了砂带62与疲劳试样2的接触面为平面，避免砂带62再抛光过程中接触到疲劳试样2的非抛光面，提高薄板状疲劳试样2加工的精度，同时，多个疲劳试样2同时加工，提高加工操作效率。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述薄板或所述板带的厚度不大于1mm，当所述薄板或所述板带的厚度大于1mm时，单块矩形块可以满足一定的加工要求，相对比下，厚度不大于1mm的矩形块极易刮破砂带62，将厚度低于1mm的矩形块堆叠抛光，以获得更稳定、更高效的加工方式，也可以根据砂带62的厚度适当调整所述薄板或所述板带的厚度要求。

进一步地，在上述实施例的基础上，调整矩形条1的厚度侧面21平齐时，采用卡样座4进行，将多个矩形条1连同夹具3放入卡样座4内后，多个矩形条1靠近卡样座4的一侧同时接触所述卡样座4，以使矩形条1的厚度侧面21平齐。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述卡样座4上具有用于承托所述矩形条1的第一槽41，以及用于与所述夹具3配合的第二槽42，当所述夹具3放入所述第二槽42内时，所述矩形条1一侧延伸至所述第一槽41内，所述第一槽41内具有平面。

上述卡样座4也可以设置为其他具有对齐基准平面的结构，将多个矩形条1的厚度侧面21均通过该对齐基准平面进行对齐，该对齐基准平面对应时上述第一槽41内的平面。

通过设置于夹具3相配合的第二槽42，在夹具3放入卡样座4进行矩形条1的对齐时，保持每个矩形条1可以垂直延伸进入第二槽42内，同时保持夹具3与卡样座4的稳定的相对位置关系，在矩形条1对齐的过程中，也避免了夹具3发生偏移导致矩形条1的对齐失效。

进一步地，在上述实施例的基础上，切割矩形条1时，每个矩形条1的宽度尺寸预留1～5mm的加工余量，通过1-5mm的加工余量，使得矩形条1在切割过程中，不必要达到很高的切割进度，降低加工难度，而且预留的加工余量在切割后，便于在打磨抛光的过程处理掉，进而提高产品加工精度。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述夹具3包括加工架31和两个端头32，两个所述端头32固定在所述加工架31的两端，所述加工架31中部设有贯穿空间33，所述贯穿空间33侧壁上设有顶紧部34，所述顶紧部34的一端延伸至所述贯穿空间33内。

进一步地，在上述实施例的基础上，将矩形条1与夹具3固定时，通过所述夹具3侧面的顶紧部34将矩形条1顶紧。

顶紧部34可以设置为螺杆，并与加工架31螺纹连接，旋转螺杆就可以将螺杆一端旋转到贯穿空间33内，进而将矩形条1顶紧在贯穿空间33内，避免矩形条1在加工过程中出现偏移。

顶紧部34也可以设置为如夹扣等其他结构形式，此处不做进一步展开。

进一步地，在上述实施例的基础上，线切割加工多个矩形条1时，所述矩形条1为水平状态，且与线切割钼丝5垂直，以使多个矩形条1两侧的被切割面在相同位置是平行的，避免切割出斜面而增加后续加工步骤的难度。

进一步地，在上述实施例的基础上，将夹具3装设在纵抛机上时，保持所述矩形条1的厚度侧面21为水平状态，以保持矩形条1的厚度侧面21朝向砂带62的打磨面，提高加工效率和精度。

进一步地，在上述实施例的基础上，所述纵抛机包括引导头61和砂带62，所述砂带62套设在所述引导头61上，在砂带62抛光疲劳试样2的厚度侧面21过程中，所述引导头61引导所述砂带62沿疲劳试样2的厚度方向往复移动进行厚度侧面21的抛光。

具体的说，就是在引导头61由一个最外侧的矩形条1处向另一个最外侧的矩形条1移动，每次移动之后引导头61沿矩形条1的长度延伸方向移动，接着再次重复由一个最外侧的矩形条1处向另一个最外侧的矩形条1移动，在引导头61的移动引导下，砂带62打磨完整个疲劳试样2的厚度侧面21，完成薄板状疲劳试样2的加工。

还可以通过引导头61沿疲劳试样2厚度侧面21的长度延伸方向往复移动，带动砂带62完成打磨抛光。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于，其包括：

取薄板或板带切割出多个矩形条，并将矩形条沿厚度方向叠放；

将矩形条套入夹具，调整矩形条的厚度侧面平齐后，将矩形条与夹具固定，通过线切割加工多个矩形条的外形轮廓得到疲劳试样；

将夹具装设在纵抛机上，通过砂带抛光疲劳试样的厚度侧面，去除两个位于外侧的两个疲劳试样，完成加工。

2.如权利要求1所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：所述薄板或所述板带的厚度不大于1mm。

3.如权利要求1所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：调整矩形条的厚度侧面平齐时，取卡样座，将多个矩形条连同夹具放入卡样座内后，多个矩形条靠近卡样座的一侧同时接触所述卡样座，以使矩形条的厚度侧面平齐。

4.如权利要求3所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：所述卡样座上具有用于承托所述矩形条的第一槽，以及用于与所述夹具配合的第二槽，当所述夹具放入所述第二槽内时，所述矩形条一侧延伸至所述第一槽内，所述第一槽内具有平面。

5.如权利要求1所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：切割矩形条时，每个矩形条的宽度尺寸预留1～5mm的加工余量。

6.如权利要求1所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：所述夹具包括加工架和两个端头，两个所述端头固定在所述加工架的两端，所述加工架中部设有贯穿空间，所述贯穿空间侧壁上设有顶紧部，所述顶紧部的一端延伸至所述贯穿空间内。

7.如权利要求6所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：将矩形条与夹具固定时，通过所述夹具侧面的顶紧部将矩形条顶紧。

8.如权利要求1所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：线切割加工多个矩形条时，所述矩形条为水平状态，且与线切割钼丝垂直。

9.如权利要求1所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：将夹具装设在纵抛机上时，保持所述矩形条的厚度侧面为水平状态。

10.如权利要求1所述薄板状疲劳试样的加工方法，其特征在于：所述纵抛机包括引导头和砂带，所述砂带套设在所述引导头上，在砂带抛光疲劳试样的厚度侧面过程中，所述引导头引导所述砂带沿疲劳试样的厚度方向往复移动进行厚度侧面的抛光。

Images