CN1987407A - X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置，属于机械、汽车制造领域。包括有上夹具体(10)、下夹具体(11)。上夹具体(10)中基座(1)上表面设置有能够沿其中心线滑动的梯形块(5)，设置在梯形块(5)两侧的楔形夹紧块(2)能够在梯形块(5)的推动下滑动。楔形夹紧块(2)的另一侧面与基座1之间形成平行四边形的凹槽，用于放置点焊试样。下夹具体11的上述结构与上夹具体10相同，上夹具体10的上表面设置有锁盘7，在下夹具体11的下表面上设置有燕尾槽，滑轨(9)可沿燕尾槽滑动，锁盘(7)固定在滑轨9上。锁盘7上有加载孔。本发明使X形点焊试样能够承受不同方向拉剪循环载荷使试样在夹具体中保持正确的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置，用于在X字型拉-剪多向疲劳加载试验中对点焊疲劳试样进行定位并夹紧，属于机械、汽车制造技术领域。
技术背景
电阻点焊具有成本低、效率高、操作简单等优点，非常适合于大批量生产，在现代工业特别是汽车工业中得到了广泛的应用。由于现代汽车越来越朝着高强度和可靠性，重量轻，节省燃料的方向发展而越来越多地采用较薄的高强钢板，点焊接头的刚度由于板变薄而下降，使其疲劳强度减弱。因此技术人员在设计中应把焊点的疲劳性能作为汽车安全可靠性的一项重要参数，需要对点焊试样进行单轴或多向循环加载疲劳性能评价。
目前许多国内的生产厂家都开始在设计时考虑点焊的疲劳强度，进行疲劳测试。疲劳测试中对点焊试样多采用单轴(剪切)循环加载。而实际情况中，除剪切载荷之外，大多数焊点不可避免地还要承受垂直焊点平面的循环拉伸载荷，这使得点焊接头的受力情况比承受单轴载荷时更为复杂，即焊点常处于多向的应力状态。因此，单轴加载显得过于简化，需要考虑到焊点的多向加载疲劳性能。目前，国内对点焊试样的多向循环加载下的疲劳强度及寿命预测的研究还没有开展。因此，对多向循环载荷作用下的点焊接头进行疲劳测试研究具有重要现实意义。对多向循环加载下的点焊接头进行疲劳测试所必须的夹具目前国内还没有出现。此发明对此类研究提供一种定位夹紧装置。
发明内容
本发明的目的在于了提供一种X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置，该装置在实现夹持X型点焊试样的同时，还能够使试样在夹具体中保持正确的位置，保证使X型点焊试样能够同时承受不同方向拉剪循环载荷。
为了达到上述目的，本发明采取了如下技术方案。本发明主要包括有结构相似的上夹具体10和下夹具体11，试样置于上下夹具体之间。其中，上夹具体10主要包括有基座1、梯形块5、楔形夹紧块2、锁盘7，在基座1的下表面设置有一相对于下表面中心线对称的凹槽，梯形块5、楔形夹紧块2设置在该凹槽内，梯形块5的中心线与基座1的上表面中心线相重合，在基座1的侧面沿着梯形块5的轴线方向设置有带有螺纹的传动螺钉4，传动螺钉4与梯形块5的底面配合，并且梯形块5在传动螺钉4的推动下能够沿着基座1的上表面中心线滑动；在梯形块5的两个斜面的两侧对称设置有两个楔形夹紧块2，梯形块5的斜面能够与楔形夹紧块2的斜面相配合接触，楔形夹紧块2能够在梯形块5斜面的推动下沿着与梯形块5中心线相垂直的方向滑动，楔形夹紧块2背离梯形块5的侧面与基座1的内侧面之间形成两个截面形状为平行四边形但方向相反的凹槽，用于放置X形点焊试样。下夹具体11的上述结构与上夹具体10相同，不同之处在于上述结构位于下夹具体11的上表面。上夹具体10的上表面中心线设置有锁盘7，在下夹具体11的下表面中心线上设置有燕尾槽，滑轨9能够沿着燕尾槽相对于下夹具体11滑动，锁盘7固定在滑轨9上；上下夹具体的锁盘7上都设置有加载孔。
所述的锁盘7为扇形，其上沿圆周方向开有与基座1分别成30°、45°、60°、75°、90°的五套加载孔，点焊试样装夹后，上下锁盘的加载孔分布在一个圆周上，圆心为试样的焊点中心。
所述的下夹具体11的锁盘7与梯形块5的中心线相垂直，上夹具体10的锁盘7与梯形块5的中心线相垂直。
所述的下夹具体11的基座1的上表面、靠近平行四边形凹槽的一侧设置有定位块3。
在基座1的上表面对应梯形块5及梯形块5与楔形夹紧块2相接触的部分设置有盖板6。
本发明中，点焊试样装夹后，上下锁盘7的加载孔分布在一个圆周上，圆心为试样焊点中心。保证了试验机施加到加载孔的拉力会通过试样的焊点中心，使试样受力均匀、对称。载荷的方向可以从与试样成30°角到垂直于试样的方向，即为实现从30°复合加载到纯拉伸加载。由于此夹具是用于做点焊试样的多向加载，故在锁盘7上开有五套加载孔，当通过30°、45°、60°、75°的加载孔加载时，点焊试样的焊点处于拉-剪复合加载状态，即可以对试样进行多向加载测试。
此夹具对试样的定位靠定位块3的侧面(一个定位点，限制前后方向)、基座1的内侧面(两个定位点，限制左右方向及绕垂直方向旋转)、楔形夹紧块2的上表面(三个定位点，限制上下方向及绕两个水平方向的旋转)实现对试样的六点定位。
本发明的工作过程如下：在装夹试样前，首先根据做多向加载的角度，选择相应的加载孔，利用拉销和加载孔把上下夹具体分别与单轴试验机的上下夹头连接好。调整上下夹具体中楔形夹紧块2的位置，使其夹紧面与基座1的内侧面之间有一定的距离，方便放置X形试样。然后将X形试样的下半部分置于下夹具体11中，一端侧面靠近定位块3，实现试样在下夹具中11中的定位。然后旋扭下夹具体11的传动螺钉4，使梯形块5向前移动，梯形块5通过斜面接触推动楔形夹紧块2向左右两端移动夹紧试样。再升高试验机的下夹头，使已夹好试样的下夹具体11靠近上夹具体10，同时将下夹具体11沿滑轨9向外滑出一定距离，当下夹具体11升高到适当位置，即X形试样的上半部分与上夹具体10的平行四边形凹槽在同一高度时，将下夹具体11向内滑动，这时，试样的上半部分正好置于凹槽内，当下夹具体11与滑轨9对齐时，拧紧滑轨9上的顶紧螺钉8，锁死下夹具体11，阻止其在加载过程中沿滑轨9滑动。此时试样的上半部分已进入上夹具体10中，旋扭上夹具体10的传动螺钉4，使上夹具体10夹紧试样的上半部分。这样就实现了整个试样的夹紧。
此夹具的夹紧结构为带有网纹滚花夹紧面的楔形夹紧块2，当旋扭传动螺钉4时，推动梯形块5向前移动，梯形块5通过斜面接触，推动两个楔形夹紧块2分别向左右移动，夹紧试样。由于梯形块5是推动两个楔形夹紧块2同时向左右移动，且传动螺钉4前端本身与梯形块5的燕尾槽间有间隙，所以，这样的设计能保证试样夹持的对中性。保证两试样两端同时夹紧，不出现夹紧不一致的情况。
在下夹具体11与锁盘7间的联接使用滑轨9与燕尾槽。为了减少应力集中，试样的两端夹紧部分与中间部分不相垂直，而是呈现一定的角度。试样在一个夹具体中定位夹紧后，不能正面进入另一个夹具体，使用燕尾槽可以使下夹具体11前后滑动，保证试样能从侧面进入上夹具体10中。
本发明的优点：1)结构简单、紧凑、实用，不用取下夹具即可更换试样，操作简便。2)由于设置有不同角度的加载孔，可以实现不同角度的多向复合加载。3)下夹具体的滑轨与燕尾槽结构使试样能够从侧面进入上夹具体，避免试样由于形状特殊不易进出夹具的情况。4)基座1与楔形夹紧块2的夹紧面均采用网纹滚花，保证试样的夹紧程度。5)由于是从内部夹紧，结构紧凑，占用空间小，此种夹紧方式使试样两端同时夹紧，避免出现一端夹紧，一端未夹紧的情况，能保证试样夹持的对中性。本夹具对试样实现了六点定位，能保证试样在夹具中的正确位置，完全适用于点焊试样的多向疲劳加载。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图
图2上夹具体的结构示意图
图3下夹具体的结构示意图(拿掉盖板)
图4下夹具及滑轨示意图
图5楔形夹紧块外形图
图6X形点焊试样示意图
图中：1、基座，2、楔形夹紧块，3、定位块，4、传动螺钉，5、梯形块，6、盖板，7、锁盘，8、顶紧螺钉，9、滑轨，10、上夹具体，11、下夹具体。
具体实施方式
下面结合图1～图6说明本发明的具体实施例。
本装置主要由上下两个结构相似的独立部分构成，X型点焊试样夹持于两夹具体中间。本发明主要包括有结构相似的上夹具体10和下夹具体11，如图1所示。其中，上夹具体10主要包括有基座1、梯形块5、楔形夹紧块2、锁盘7，如图3所述，在基座1的下表面设置有一相对于下表面中心线对称的凹槽，梯形块5、楔形夹紧块2设置在该凹槽内，梯形块5的中心线与基座1的上表面中心线相重合，在基座1的侧面沿着梯形块5的轴线方向设置有带有螺纹的传动螺钉4，传动螺钉4与梯形块5的底面配合，并且梯形块5在传动螺钉4的推动下能够沿着基座1的上表面中心线滑动。在梯形块5的两个斜面的两侧对称设置有两个楔形夹紧块2，梯形块5的斜面能够与楔形夹紧块2的斜面相配合接触，楔形夹紧块2能够在梯形块5斜面的推动下沿着与梯形块5中心线相垂直的方向滑动，楔形夹紧块2背离梯形块5的侧面与基座1的内侧面之间形成两个截面形状为平行四边形但方向相反的凹槽，用于放置X形点焊试样。下夹具体11的上述结构与上夹具体10相同，不同之处在于上述结构位于下夹具体11的上表面。上夹具体10的上表面中心线设置有锁盘7，在下夹具体11的下表面中心线上设置有燕尾槽，滑轨9能够沿着燕尾槽相对于下夹具体11滑动，锁盘7固定在滑轨9上。上下夹具体的锁盘7上都设置有加载孔。
锁盘7为扇形，如图1～图4所示，其上沿圆周方向开有与基座1分别成30°、45°、60°、75°、90°的五套加载孔，点焊试样装夹后，上下锁盘的加载孔分布在一个圆周上，圆心为试样的焊点中心。
上下夹具体11的锁盘7都与各自的梯形块5的中心线相垂直。
下夹具体11的基座1的上表面、靠近平行四边形凹槽的一侧设置有定位块3。定位块3位于在基座1的上表面开的一个小槽中，夹持试件时，试件靠在定位块3的侧面上。定位块3上与试件相靠的表面距离基座1的前后侧面的距离分别为47.3mm和72.7mm。
如图2所示，在基座1的上表面对应梯形块5及梯形块5与楔形夹紧块2相接触的部分设置有盖板6，盖板6通过螺钉与基座1固定，起到在垂直方向固定梯形块5及楔形夹紧块2的作用。
Claims (5)
1.X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置，其特征在于：主要包括有上夹具体(10)和下夹具体(11)；其中，上夹具体(10)主要包括有基座(1)、梯形块(5)、楔形夹紧块(2)、锁盘(7)，在基座(1)的下表面设置有一相对于下表面中心线对称的凹槽，梯形块(5)、楔形夹紧块(2)设置在该凹槽内，梯形块(5)的中心线与基座(1)的上表面中心线相重合，在基座(1)的侧面沿着梯形块(5)的轴线方向设置有传动螺钉(4)，传动螺钉(4)与梯形块(5)的底面配合，并且梯形块(5)在传动螺钉(4)的推动下能够沿着基座(1)的上表面中心线滑动；在梯形块(5)的两个斜面的两侧对称设置有两个楔形夹紧块(2)，梯形块(5)的斜面能够与楔形夹紧块(2)的斜面相配合接触，楔形夹紧块(2)能够在梯形块(5)斜面的推动下沿着与梯形块(5)中心线相垂直的方向滑动，楔形夹紧块(2)背离梯形块(5)的侧面与基座(1)的内侧面之间形成两个截面形状为平行四边形但方向相反的凹槽，用于放置X形点焊试样；下夹具体(11)的上述结构与上夹具体(10)相同，不同之处在于上述结构位于下夹具体(11)的上表面；上夹具体(10)的上表面中心线设置有锁盘(7)，在下夹具体(11)的下表面中心线上设置有燕尾槽，滑轨(9)能够沿着燕尾槽相对于下夹具体(11)滑动，锁盘(7)固定在滑轨(9)上；上下夹具体的锁盘(7)上都设置有加载孔。
2、根据权利要求1所述的一种X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置，其特征在于：所述的的锁盘(7)为扇形，其上沿圆周方向开有与基座(1)分别成30°、45°、60°、75°、90°的五套加载孔，点焊试样装夹后，上下锁盘的加载孔分布在一个圆周上，圆心为试样的焊点中心。
3、根据权利要求1所述的一种X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置，其特征在于：所述的下夹具体(11)的锁盘(7)与梯形块(5)的中心线相垂直，上夹具体(10)的锁盘(7)与梯形块(5)的中心线相垂直。
4、根据权利要求1所述的一种X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置，其特征在于：所述的下夹具体(11)的基座(1)的上表面、靠近平行四边形凹槽的一侧设置有定位块(3)。
5、根据权利要求1或权利要求5所述的一种X型点焊试样多向疲劳加载夹持装置，其特征在于：在基座(1)的上表面对应梯形块(5)及梯形块5与楔形夹紧块(2)相接触的部分设置有盖板(6)。
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| CN100520344C (zh) | 2009-07-29 |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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