CN204008291U - 一种铆钉压缩式剪切试验夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于金属力学性能检测技术的范畴，本实用新型提供一种铆钉压缩式剪切试验夹具，包括外切刀组件和内切刀组件；所述外切刀组件包括两个平行设置的外切刀，所述两个平行设置的外切刀之间具有第一间隙，所述两个平行设置的外切刀上分别设置有一个大小相同并且同轴的第一通孔，所述两个平行设置的外切刀的一侧相连，所述外切刀组件在所述两个平行设置的外切刀相连的一侧为第一平面，所述第一平面垂直于所述两个平行设置的外切刀；所述内切刀组件包括一个内切刀，所述内切刀的厚度略小于所述第一间隙，所述内切刀上设置有与所述第一通孔大小相同的第二通孔，所述内切刀组件的一侧为垂直于所述内切刀的第二平面。
Description
技术领域
本实用新型属于金属力学性能检测技术的范畴，其主要功能是检测铆钉压缩式剪切强度用的试验夹具。
背景技术
中华人民共和国航空工业标准HB-5148《铆钉、金属丝剪切试验方法》适用于室温(10～30℃)下用双剪试验方法测定直径不大于10mm的铆钉、金属丝的抗剪强度，其中规定了铆钉、金属丝剪切试验的试验夹具。
图1为HB-5148标准中规定的铆钉、金属丝剪切试验的拉式双剪试验夹具结构示意图，如图1所示，该试验夹具包括两个相同的外切刀11和一个内切刀12，外切刀11上包括多个不同直径的外剪切孔13和多个定位销14，外切刀11上还包括外牵拉孔15；内切刀12上包括多个内剪切孔16，其中内剪切孔16与外剪切孔13的大小一一对应，内切刀12上还包括内牵拉孔17；使用该试验夹具进行铆钉、金属丝剪切试验时，需要将内切刀12放在两个外切刀11之间，并将本次试验需要使用的相同直径的内剪切孔16与外剪切孔13对齐，然后使用螺栓通过多个定位销14将两个外切刀11固定在一起，定位销14中的螺栓仅用于固定两个外切刀11的相对位置，同时要保证两个外切刀11与内切刀12之间的间隙不大于0.05mm，最后将待剪切的试样装入对齐的内剪切孔16和外剪切孔13内，夹具的中心线应与试验机加载中心保持一致，使用试验机以恒定的加载速率对内牵拉孔17施加试验力，直至待剪切的试样完全断裂，此时记录试验机上试样剪断前的最大试验力，即可计算出该试样的抗剪强度。
在使用HB-5148标准规定的试验夹具进行铆钉、金属丝的抗剪强度的试验时，需要使用牵拉的方法对试验夹具施加拉力而完成试验，对夹具施加拉力的试验机需要占用较大的空间，而且需要将两个外切刀11进行螺栓固定并将外牵拉孔15和内牵拉孔17固定在试验机上才能开始试验，试验效率较低。
发明内容
本实用新型提供一种铆钉压缩式剪切试验夹具，用于提高铆钉剪切试验的效率并节约试验所需空间。
本实用新型提供一种铆钉压缩式剪切试验夹具，包括外切刀组件和内切刀组件；所述外切刀组件包括两个平行设置的外切刀，所述两个平行设置的外切刀之间具有第一间隙，所述两个平行设置的外切刀上分别设置有一个大小相同并且同轴的第一通孔，所述两个平行设置的外切刀的一侧相连，所述外切刀组件在所述两个平行设置的外切刀相连的一侧为第一平面，所述第一平面垂直于所述两个平行设置的外切刀；所述内切刀组件包括一个内切刀，所述内切刀的厚度略小于所述第一间隙，所述内切刀上设置有与所述第一通孔大小相同的第二通孔，所述内切刀组件的一侧为垂直于所述内切刀的第二平面；在保证所述第一平面与所述第二平面平行时，将所述内切刀放入所述第一间隙中以将所述内切刀组件与所述外切刀组件进行组装时，所述第一通孔和所述第二通孔能够处于同轴的位置，并且此时所述内切刀与所述两个外切刀连接处的距离大于所述第一通孔的直径。
所述两个平行设置的外切刀上还分别设置有至少一个大小相同的第三通孔；所述内切刀上还设置有至少一个与所述第三通孔大小相同的第四通孔；在保证所述第一平面与所述第二平面平行时，将所述内切刀放入所述第一间隙中以将所述内切刀组件与所述外切刀组件进行组装时，所述第三通孔和所述第四通孔能够处于同轴的位置，并且此时所述内切刀与所述两个外切刀连接处的距离大于所述第三通孔的直径。
所述第一通孔和/或所述第三通孔位于所述外切刀平面的中心；
所述第二通孔和/或所述第四通孔位于所述内切刀平面的中心。
所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔的直径不大于10毫米。
所述外切刀与所述内切刀使用硬度不低于58HRC的高强度钢制作。
本实用新型实施例提供的铆钉压缩式剪切试验夹具进行铆钉剪切试验，可以在提供压缩力的试验机上进行试验，一方面节约试验所需空间，另一方面试验夹具只需自由放置在试验机平台上，而无需通过额外的机构固定在试验机上进行试验，并且试验夹具无需额外的螺栓进行固定，大大提高了进行剪切试验的效率。
附图说明
图1为HB-5148标准中规定的铆钉、金属丝剪切试验的拉式双剪试验夹具结构示意图；
图2为本实用新型提供的铆钉压缩式剪切试验夹具实施例一的结构示意图；
图3为图2所示铆钉压缩式剪切试验夹具的组装示意图；
图4为本实用新型提供的铆钉压缩式剪切试验夹具实施例二的结构示意图；
图5为图4所示铆钉压缩式剪切试验夹具的组装示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
根据中华人民共和国航空工业标准HB-5148《铆钉、金属丝剪切试验方式》中的规定，剪切试验是指用静拉伸或者压缩力，通过相应的剪切夹具，使垂直于试样纵轴的一个横截面受剪，或相距有限的两个横截面对称受剪，测定其抗剪性能的试验，该标准中提供了拉式双剪及单剪夹具。
该标准还规定当进行双剪试验时，试样的抗剪强度可以通过公式进行计算，其中τb表示试样的抗剪强度，单位为兆帕(MPa)，Fb表示试样剪断前的最大试验力，单位为牛(N)，S0表示试样原始横截面积，单位为平方毫米(mm2)。根据上述公式可知，使用拉伸力或者压缩力进行剪切试验，都可以得到该试样的抗剪强度。
图2为本实用新型提供的铆钉压缩式剪切试验夹具实施例一的结构示意图，图3为图2所示铆钉压缩式剪切试验夹具的组装示意图，同时参照图2与图3，本实施例的铆钉压缩式剪切试验夹具包括外切刀组件21和内切刀组件22。
外切刀组件21包括两个平行设置的外切刀31，两个平行设置的外切刀31之间具有第一间隙d，两个平行设置的外切刀31上分别设置有一个大小相同并且同轴的第一通孔32，两个平行设置的外切刀31的一侧相连，外切刀组件21在两个平行设置的外切刀相连的一侧为第一平面33，第一平面33垂直于两个平行设置的外切刀31；内切刀组件22包括一个内切刀34，内切刀34的厚度t略小于第一间隙d的宽度，内切刀34上设置有与第一通孔32大小相同的第二通孔35，内切刀组件22的一侧为垂直于内切刀34的第二平面36。在保证第一平面33与第二平面36平行时，将内切刀34放入第一间隙d中以将内切刀组件22与外切刀组件21进行组装时，第一通孔32和第二通孔35能够处于同轴的位置，并且此时内切刀34与两个外切刀31连接处37的距离h大于第一通孔32的直径。图3所示的铆钉压缩式剪切试验夹具的组装示意图中，第一通孔32与第二通孔35处于同轴的位置，此时内切刀34与两个外切刀31连接处37的距离h大于第一通孔32的直径。
按照图3所示组装示意图将外切刀组件21与内切刀组件22组装在一起后，将待剪切的试样装入对齐的两个外切刀31上的第一通孔32与一个内切刀34上的第二通孔35内，并将外切刀组件21的第一平面33自由放置在能够提供压缩力的试验机平台上，使用试验机以恒定的加载速率对内切刀组件22的第二平面36向下施加压缩力，开始进行剪切试验，直至待剪切的试样完全断裂，此时记录试验机上试样剪断前的最大试验力，通过公式即可计算出该试样的抗剪强度。
使用本实施例提供的铆钉压缩式剪切试验夹具进行铆钉剪切试验，可以在提供压缩力的试验机上进行试验，一方面节约试验所需空间，另一方面试验夹具只需自由放置在试验机平台上，而无需通过额外的机构固定在试验机上进行试验，并且试验夹具无需额外的螺栓进行固定，大大提高了进行剪切试验的效率。
图4为本实用新型提供的铆钉压缩式剪切试验夹具实施例二的结构示意图，图5为图4所示铆钉压缩式剪切试验夹具的组装示意图，同时参照图4与图5，本实施例的铆钉压缩式剪切试验夹具在图2和图3所示试验夹具的基础上，两个平行设置的外切刀31上还分别设置有一个大小相同的第三通孔38；内切刀34上还设置有一个与第三通孔38大小相同的第四通孔39。在保证第一平面33与第二平面36平行时，将内切刀34放入第一间隙d中以将内切刀组件22与外切刀组件21进行组装时，第三通孔38和第四通孔39能够处于同轴的位置，并且此时内切刀34与两个外切刀31连接处37的距离h大于第三通孔38的直径。图5所示的铆钉压缩式剪切试验夹具的组装示意图中，第三通孔38与第四通孔39处于同轴的位置，此时内切刀34与两个外切刀31连接处37的距离h大于第三通孔38的直径。
需要说明的是，本实施例仅示出在图1所示实施例的基础上在内切刀34和外切刀31上分别增加了一组大小相同的通孔，但本实用新型不以此为限，在内切刀34和外切刀31上可以设置多个大小相同的通孔，只要设置的通孔可以使将内切刀组件22和外切刀组件21组装在一起时，大小相同的通孔能够处于同轴的位置，并且此时内切刀34与两个外切刀31连接处37的距离h大于第三通孔38的直径即可。
由于进行铆钉剪切试验的待剪切试样的直径不尽相同，因此使用本实施例提供的铆钉压缩式剪切试验夹具，可以对不同直径的试样提供剪切试验，进一步提高了试验效率，并且节约了夹具制作成本。
进一步地，考虑到进行剪切试验时，试验机向试验夹具的第二平面36施加压缩力，为了保证试验的准确性，需要使试验机施加到试验夹具的力全部传递至待剪切试样上。将试验夹具制作为对称的结构可以达到该效果，因此，可以将第一通孔32设置在位于外切刀31平面的中心处，将第二通孔35设置在位于内切刀34平面的中心处。并且，将第三通孔38设置在位于外切刀31平面的中心处，将第四通孔39设置在位于内切刀34平面的中心处。
进一步地，由于中华人民共和国航空工业标准HB-5148中规定了：本标准适用于测定直径不大于10mm铆钉的抗剪强度，因此，第一通孔32、第二通孔35、第三通孔38、第四通孔39的直径不大于10毫米。
进一步地，由于中华人民共和国航空工业标准HB-5148中规定了：夹具应使用高强度钢制作，硬度不低于58HRC，因此，外切刀31与内切刀34使用硬度不低于58HRC的高强度钢制作。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种铆钉压缩式剪切试验夹具，其特征在于，包括：外切刀组件和内切刀组件；所述外切刀组件包括两个平行设置的外切刀，所述两个平行设置的外切刀之间具有第一间隙，所述两个平行设置的外切刀上分别设置有一个大小相同并且同轴的第一通孔，所述两个平行设置的外切刀的一侧相连，所述外切刀组件在所述两个平行设置的外切刀相连的一侧为第一平面，所述第一平面垂直于所述两个平行设置的外切刀；所述内切刀组件包括一个内切刀，所述内切刀的厚度略小于所述第一间隙，所述内切刀上设置有与所述第一通孔大小相同的第二通孔，所述内切刀组件的一侧为垂直于所述内切刀的第二平面；在保证所述第一平面与所述第二平面平行时，将所述内切刀放入所述第一间隙中以将所述内切刀组件与所述外切刀组件进行组装时，所述第一通孔和所述第二通孔能够处于同轴的位置，并且此时所述内切刀与所述两个外切刀连接处的距离大于所述第一通孔的直径。
2.如权利要求1所述的一种铆钉压缩式剪切试验夹具，其特征在于，所述两个平行设置的外切刀上还分别设置有至少一个大小相同的第三通孔；所述内切刀上还设置有至少一个与所述第三通孔大小相同的第四通孔；在保证所述第一平面与所述第二平面平行时，将所述内切刀放入所述第一间隙中以将所述内切刀组件与所述外切刀组件进行组装时，所述第三通孔和所述第四通孔能够处于同轴的位置，并且此时所述内切刀与所述两个外切刀连接处的距离大于所述第三通孔的直径。
3.如权利要求2所述的一种铆钉压缩式剪切试验夹具，其特征在于，所述第一通孔和/或所述第三通孔位于所述外切刀平面的中心。
4.如权利要求2所述的一种铆钉压缩式剪切试验夹具，其特征 在于，所述第二通孔和/或所述第四通孔位于所述内切刀平面的中心。
5.如权利要求2所述的一种铆钉压缩式剪切试验夹具，其特征在于，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔、所述第四通孔的直径不大于10毫米。
6.如权利要求2所述的一种铆钉压缩式剪切试验夹具，其特征在于，所述外切刀与所述内切刀使用硬度不低于58HRC的高强度钢制作。
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