CN207689272U - 一种气动楔形夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气动楔形夹具，包括基座、夹爪、活塞和接头，通过活塞将基座内的密封内腔分割成上密封腔和下密封腔，所述上密封腔与下密封腔各设有通气孔，并将通气孔与气动控制系统相连，通过气动控制系统，在上密封腔和下密封腔之间形成气体压力差，推动夹爪靠拢，实现夹持试样，同时在夹爪之间设置有用于使夹爪复位的复位弹簧，本实用新型兼具气动夹具与楔形夹具的优点，很好解决了夹具操作的费力费时问题，提高的试验效率和便利性，使得夹具钳口的夹紧和松开更加顺畅。

Description

一种气动楔形夹具

技术领域

本实用新型涉及一种气动楔形夹具，特别是一种用于拉伸试验的气动楔形夹具。

背景技术

金属拉伸试验是力学性能测试中最基本的试验，也是检验金属材料、表征其内在质量的最重要的试验项目之一，也是机械设计选材的主要依据。金属室温单向静拉伸试验是在试样两端缓慢地施加载荷，使试样的工作部分受到轴向拉力，从而使试样沿轴向伸长，直到拉断为止，拉伸试验时需保证应力状态为单向，温度及应变速率恒定，因此在选用拉伸试验夹具时不能引入通常应力计算中未考虑的弯曲应力。

现有的拉伸试验机常用的夹具为楔形夹具，它能够保证试样负荷尽可能地完全沿拉伸轴向均匀分布，然而，现有楔形夹具多为手动楔形夹具，夹具操作时需要人力来完成，因此费时费力，而现有的液压楔形夹具又存在使用成本高，通用性不如气动夹具，使用时存在污染和噪声，发热量高的问题，而常规的气动夹具在做大力值的金属或者非金属试样的拉伸试验时，往往因为夹持力不够而容易出现试样打滑的现象。因此急需一种既无需人工操作，又能够很好地夹持大力值的金属或者非金属试样的拉伸夹具。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种气动楔形夹具，解决了现有手动楔形夹具需要人工操作、费时费力，现有液压楔形夹具使用成本高、通用性不好、存在污染和噪声、发热量高，常规的气动夹具做大力值的金属或者非金属试样容易出现试样打滑的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种气动楔形夹具，其特征在于，包括

基座，所述基座内设有密封内腔，以及与所述密封内腔连通的驱动外腔，所述驱动外腔的内壁上对称设有驱动斜面，该驱动斜面的倾斜方向满足：在所述驱动外腔靠近所述密封内腔的入口端至远离所述密封内腔的出口端的方向上，所述驱动外腔的截面积逐步缩小；

活塞，所述活塞位于所述密封内腔内，并将所述密封内腔分隔为上密封腔与下密封腔，所述上密封腔与下密封腔各设有通气孔；

夹爪，两个所述夹爪分别滑动连接在所述活塞上，且所述夹爪的滑动方向与所述活塞的运动方向垂直，所述夹爪上设有与所述驱动斜面形状匹配的导向斜面，两夹爪间还设置有复位弹簧；

其中，当所述活塞推动所述夹爪运动时，所述夹爪在所述驱动斜面与复位弹簧的作用下相对靠拢或分离。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹爪包括钳口与钳口座，所述钳口座上设置有与所述钳口外形相匹配的钳口卡槽，所述钳口卡接在所述钳口卡槽当中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述钳口座前后侧垂直于钳口卡入方向的表面还设置有防止钳口窜动的钳口挡板，所述钳口挡板通过螺钉锁紧，所述钳口座上设置有锁紧所述钳口挡板的螺钉孔。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述钳口座靠近活塞的一侧设置有连接板，所述钳口座上设有平行于所述夹爪滑动方向的钳口座导向槽，所述连接板两侧设置有与所述钳口座导向槽相配合的导向块，所述钳口座通过所述钳口座导向槽卡挂在所述连接板的导向块上，所述连接板通过固定连接的方式装配在所述活塞的头部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述复位弹簧设置在两钳口座之间，在两钳口座下部相对的面上靠近底部钳口座导向槽的位置，设置有用于容置所述复位弹簧的弹簧孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基座包括夹具体、缸盖，所述夹具体与活塞的头部及中部密封滑动连接，所述缸盖与活塞的尾部密封滑动连接，所述缸盖与夹具体密封连接，所述夹具体与活塞的头部密封滑动连接的位置设置有用于密封的第一O型密封圈，所述夹具体与活塞的中部密封滑动连接的位置设置有用于密封的第二O型密封圈，所述缸盖与所述活塞的尾部密封滑动连接的位置设置有用于密封的第三O型密封圈，所述缸盖与夹具体密封连接的部位设置有用于密封的第四O型密封圈。

作为上述技术方案的进一步改进，所述缸盖与所述活塞的尾部密封滑动连接的位置设置有耐磨环，所述耐磨环的装配槽设置在缸盖上所述O型密封圈装配槽的下侧，所述夹具体与活塞的头部密封滑动连接的位置设置有耐磨环，所述耐磨环的装配槽设置在夹具体上所述O型密封圈装配槽的上侧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述通气孔与气动控制系统连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基座与夹爪相对的面上设置有螺钉孔，所述螺钉孔用于连接接头，所述接头为夹具上用于连接试验机的部分。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种气动楔形夹具，兼具气动夹具成本低、气源通用性好、使用时无污染、无噪声、简单易密封、使用过程中发热量小、无需散热装置的优点以及现有楔形夹具能够保证试样负荷尽可能地完全沿拉伸轴向均匀分布的优点，解决了现有手动楔形夹具需要人工操作、费时费力，现有液压楔形夹具使用成本高、通用性不好、存在污染和噪声、发热量高，常规的气动夹具做大力值的金属或者非金属试样容易出现试样打滑的技术问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的气动楔形夹具外部结构示意图；

图2是图1中实施例的气动楔形夹具内部结构示意图；

图3是图1中实施例的气动楔形夹具钳口座与连接板装配结构的爆炸图；

其中的附图标记为：夹爪1、钳口11、钳口座12、钳口挡板13、锁紧螺钉14、导向斜面121、锁紧螺钉孔122、钳口座导向槽123、弹簧孔124、钳口卡槽125、基座2、夹具体21、缸盖22、通气孔23、驱动斜面24、上密封腔25、下密封腔26、驱动外腔27、活塞3、活塞的头部31、活塞的中部32、活塞的尾部33、连接板装配槽34、接头4、接头底座41、锁紧螺母42、连接端43、插销孔44、螺钉45、连接板5、导向块51、螺钉52、螺钉孔53、O型密封圈装配槽6、耐磨环装配槽7。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本实用新型的目的、方案和效果。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。此外本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对图中本实用新型各组成部分相互位置关系来说的。

参照图1-图3，一种气动楔形夹具，包括夹爪1、基座2、活塞3、接头4、连接板5。

优选地，夹爪1包括钳口与钳口座12，所述钳口座12设置有与所述钳口11外形相匹配的钳口卡槽125，所述钳口11卡接在所述钳口卡槽125当中，钳口11采用碳素结构钢制造，钳口11可以是平钳口或V型钳口，钳口座12前后侧垂直于钳口11卡入方向的表面还设置有防止钳口11窜动的钳口挡板13，所述钳口挡板13通过锁紧螺钉14锁紧，钳口座12上设置有锁紧钳口挡板13的锁紧螺钉孔122。

优选地，钳口座12靠近活塞3的一侧还设置有钳口座导向槽123，连接板5两侧沿钳口座导向槽123的滑动方向设置有与钳口座导向槽123相配合的导向块51，钳口座12通过钳口座导向槽123卡挂在连接板5上，连接板5上设置有螺钉孔53，连接板5通过螺钉52装配在活塞的头部31一侧的连接板装配槽34中。

优选地，钳口座12与基座2配合的部分设置有导向斜面121，而基座2上设置有与钳口座12上的导向斜面121相配合的驱动斜面24，当钳口座12被往前推动时，在基座2的驱动斜面24的推动下，两个钳口座12能够同时向中间合拢，从而实现夹具的夹持。

优选地，两钳口座12之间设置有复位弹簧(附图中未示出)，在两钳口座12下部相对的面上靠近底部钳口座导向槽123的位置，设置有用于容置所述复位弹簧的弹簧孔124，复位弹簧的作用是：在装夹样品时，两夹爪1能够在复位弹簧作用下自动弹开，从而实现夹具的复位。

优选地，基座2包括夹具体21和缸盖22，基座2内设有密封内腔以及与密封内腔连通的驱动外腔27，夹具体21上形成驱动外腔27的部分对称设置有驱动斜面24，该驱动斜面24的倾斜方向满足：在驱动外腔27靠近密封内腔的入口端至远离密封内腔的出口端的方向上，驱动外腔27的截面积逐步缩小。

优选地，夹具体21与活塞的头部31及活塞的中部32密封滑动连接，缸盖22与活塞的尾部33密封滑动连接，所述缸盖22与夹具体21密封连接，夹具体21与活塞的头部31密封滑动连接的位置设置有用于密封密封内腔的第一O型密封圈(附图中未示出)，并在夹具体21相应位置设置有O型密封圈装配槽6，夹具体21与活塞的中部32密封滑动连接的位置设置有用于密封密封内腔的第二O型密封圈(附图中未示出)，并在活塞的中部32相应位置设置有O型密封圈装配槽6，缸盖22与活塞的尾部33密封滑动连接的位置设置有用于密封密封内腔的第三O型密封圈(附图中未示出)，并在缸盖22的相应位置设置有O型密封圈装配槽6，所述缸盖22与夹具体21密封连接的部位设置有用于密封的第四O型密封圈(附图中未示出)，并在缸盖22的相应位置设置有O型密封圈装配槽6。

优选地，缸盖22与活塞的尾部33密封滑动连接的位置设置有耐磨环，耐磨环装配槽7设置在缸盖22上的O型密封圈装配槽6的下侧，夹具体21与活塞的头部31密封滑动连接的位置设置有耐磨环，耐磨环装配槽7设置在夹具体21上的O型密封圈装配槽6的上侧。

通过O型密封圈的密封作用，夹具体21与缸盖22形成密封内腔，活塞3能够在夹具体21与缸盖22所形成的密封内腔中沿内壁密封滑动，活塞3位于密封内腔内，并将密封内腔分隔为上密封腔25与下密封腔26，在夹具体21的一侧设置有两个通气孔23，其中一个通气孔23与上密封腔25连通，另外一个通气孔23与下密封腔26连通，所述夹具体21上的通气孔23连接有气动控制系统(附图中未示出)。

优选地，活塞3包括活塞的头部31、活塞的中部32和活塞的尾部33，在活塞的头部31一侧设置有与连接板5形状匹配的连接板装配槽34，活塞的尾部33可以部分地伸出缸盖22。

优选地，接头4包括接头底座41、锁紧螺母42、连接端43以及设于连接端43上的插销孔44，所述接头4上部为连接端43，用于连接夹具与试验机，所述连接端43为具有插销孔44的轴，在连接端43靠近接头底座41的位置还设置有锁紧螺母42，所述接头4下部为具有容置槽的接头底座41，由于活塞3需要上下做往复运动，因此活塞的尾部33需要能够部分地伸出缸盖22，所述容置槽可以为活塞的尾部33提供活动的空间，在所述接头底座41上还设置有螺钉45，在缸盖22上表面对应位置设置有用于安装接头4的螺钉孔，通过螺钉45可以将接头4固接在缸盖22上。

当需要将气动楔形夹具与试验机连接在一起时，可以先将气动楔形夹具接头4上的插销孔44和试验机上夹具安装位置的插销孔对接起来，然后将插销插入对接好的插销孔，然后再通过锁紧螺母42将气动楔形夹具与试验机锁紧。

需要说明的是，本实施例只是夹具与试验机的连接的一种优选的形式，实际应用中夹具与试验机的连接方式不限于以上实施例中的连接方式，将以上实施例中的连接方式替换成其他连接方式均在本实用新型的保护范围内。

本实用新型的工作方式：

气动楔形夹具通过接头4安装在试验机上，通过气动控制系统，调节上密封腔25和下密封腔26中的气体压力，在上密封腔25和下密封腔26之间形成气体压力差。

当上密封腔25中气体压力大于下密封腔26中的气体压力时，在气压推动下，活塞3沿夹具体21与缸盖22所形成的密封内腔的内壁向驱动外腔27方向密封滑动，从而使固定连接在活塞3上的连接板5向驱动外腔27方向移动，连接板5进而推动钳口座12向前移动，在夹具体21上的驱动斜面24的推动下，两个钳口座12同时向中间合拢，从而带动卡接在钳口座12上的钳口11夹持住待测试试样，通过对气源压力的调节，可以实现对夹持初始力的精准控制，同时可以有效避免试样在试验过程中打滑或断钳口。

当上密封腔25中气体压力大于下密封腔26中的气体压力时，在气压推动下，活塞3沿夹具体21与缸盖22所形成的密封内腔的内壁回退到初始位置，在两钳口座12之间的复位弹簧的作用下，两钳口座12同时向两侧张开，当张开至足够距离时，就可以取下两钳口11之间的已完成测试的试样，同时也可以装上新的待测试试样。

Claims (9)

1.一种气动楔形夹具，其特征在于，包括

基座，所述基座内设有密封内腔，以及与所述密封内腔连通的驱动外腔，所述驱动外腔的内壁上对称设有驱动斜面，该驱动斜面的倾斜方向满足：在所述驱动外腔靠近所述密封内腔的入口端至远离所述密封内腔的出口端的方向上，所述驱动外腔的截面积逐步缩小；

活塞，所述活塞位于所述密封内腔内，并将所述密封内腔分隔为上密封腔与下密封腔，所述上密封腔与下密封腔各设有通气孔；

夹爪，两个所述夹爪分别滑动连接在所述活塞上，且所述夹爪的滑动方向与所述活塞的运动方向垂直，所述夹爪上设有与所述驱动斜面形状匹配的导向斜面，两夹爪间还设置有复位弹簧；

其中，当所述活塞推动所述夹爪运动时，所述夹爪在所述驱动斜面与复位弹簧的作用下相对靠拢或分离。

2.根据权利要求1所述的一种气动楔形夹具，其特征在于，所述夹爪包括钳口与钳口座，所述钳口座上设置有与所述钳口外形相匹配的钳口卡槽，所述钳口卡接在所述钳口卡槽当中。

3.根据权利要求2所述的一种气动楔形夹具，其特征在于，所述钳口座前后侧垂直于钳口卡入方向的表面还设置有防止钳口窜动的钳口挡板，所述钳口挡板通过螺钉锁紧，所述钳口座上设置有锁紧所述钳口挡板的螺钉孔。

4.根据权利要求2所述的一种气动楔形夹具，其特征在于，在所述钳口座靠近活塞的一侧设置有连接板，所述钳口座上设有平行于所述夹爪滑动方向的钳口座导向槽，所述连接板两侧设置有与所述钳口座导向槽相配合的导向块，所述钳口座通过所述钳口座导向槽卡挂在所述连接板的导向块上，所述连接板通过固定连接的方式装配在所述活塞的头部。

5.根据权利要求2所述的一种气动楔形夹具，其特征在于，所述复位弹簧设置在两钳口座之间，在两钳口座下部相对的面上靠近底部钳口座导向槽的位置，设置有用于容置所述复位弹簧的弹簧孔。

6.根据权利要求1所述的一种气动楔形夹具，其特征在于，所述基座包括夹具体、缸盖，所述夹具体与活塞的头部及中部密封滑动连接，所述缸盖与活塞的尾部密封滑动连接，所述缸盖与夹具体密封连接，所述夹具体与活塞的头部密封滑动连接的位置设置有用于密封的第一O型密封圈，所述夹具体与活塞的中部密封滑动连接的位置设置有用于密封的第二O型密封圈，所述缸盖与所述活塞的尾部密封滑动连接的位置设置有用于密封的第三O型密封圈，所述缸盖与夹具体密封连接的部位设置有用于密封的第四O型密封圈。

7.根据权利要求6所述的一种气动楔形夹具，其特征在于，所述缸盖与所述活塞的尾部密封滑动连接的位置设置有耐磨环，所述耐磨环的装配槽设置在缸盖上所述O型密封圈装配槽的下侧，所述夹具体与活塞的头部密封滑动连接的位置设置有耐磨环，所述耐磨环的装配槽设置在夹具体上所述O型密封圈装配槽的上侧。

8.根据权利要求1所述的一种气动楔形夹具，其特征在于，所述通气孔与气动控制系统连接。

9.根据权利要求1所述的一种气动楔形夹具，其特征在于，所述基座与夹爪相对的面上设置有螺钉孔，所述螺钉孔用于连接接头，所述接头为夹具上用于连接试验机的部分。