CN209878472U - 一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属‑陶瓷结合特性试验用夹具，其中试验块能够放置金属‑陶瓷复合试样片，并提供给其底面所需的两个支点，容置块置于试验块上，用于容纳压力头，并使压力头能够传递抗弯强度试验机的力于金属‑陶瓷复合试样片，使试验能够顺利进行，由于金属‑陶瓷复合试样片本身规格小，试验时所需力小，故本申请较之现有技术能进行轻量化和小体积化设计，只要能够满足放置金属‑陶瓷复合试样片即可；同时，压力头是一个独立零件，使用时无需外接在抗弯试验机的夹头上，也就很好的避免了后续的拆卸过程造成受力传感器损害，很好的保护的设备，避免了可能发生的设备损耗，节省了实验成本，适用性强易于推广。

Description

一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具

技术领域

本实用新型涉及一种拉伸试验用夹具，具体涉及一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具。

背景技术

在牙科学领域中，匹配性试验时检测材料性能的一个重要项目，其中关于金属-陶瓷体系的初始性能试验占据了该项目中的相当份额。根据中华人民共和国医药行业标准《YY 0621.1-2016》中关于牙科学匹配性试验规定了金属-陶瓷结合特性试验的相关标准：金属-陶瓷复合试样片为(25±1)×(0.5±0.05)mm的金属片和(8±0.1)×(1.1±0.1)mm的陶瓷片上下叠加而成，然后置于弯曲强度试验机上，采用三点弯曲的方式，通过检查金属-陶瓷复合试样片的初始断裂时需要的压力值，来最终对该试样片的性能进行评估；

但是现有技术使用的弯曲强度试验机，所配置的是通用试验夹具，为了针对不同试样的规格和需要的不同压力值，通过自身跨距可调、底座与试验机平台连接和增加自身重量来满足不同的试样需要以及保持结构的稳定，这样针对金属-陶瓷结合特性试验，由于所使用的金属-陶瓷复合试样片体积很小，虽然通用试验夹具受用面广，但其笨重的结构并不适宜于金属-陶瓷结合特性试验使用，会降低工作效率；同时，金属- 陶瓷复合试样片需要的压力值很小，试验机上配置的相应受力传感器的上限值也很小，而该通用试验夹具的压力头又是与弯曲强度试验机进行连接的，这样在试验完毕拆卸压力头的过程中，如果工作人员稍不注意拆卸力过大，该拆卸力传递至受力传感器，容易造成受力传感器的损坏，无形中增大了损耗成本；

综上，如何结合金属-陶瓷结合特性试验所具备的特点，针对上述使用通用试验夹具工作效率低、容易损坏受力传感器的问题，研制一款适用于金属-陶瓷复合试样片的夹具，成为本领域探讨的一个热点项目。

实用新型内容

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，包括金属-陶瓷复合试样片，还包括压力头、容置块和试验块；所述压力头为立方柱结构，该立方柱底部为对称切除两侧材料所成的三角刃，该三角刃的刃口进行倒圆，且倒圆后的曲率半径为R0.8～1mm，所述压力头通过三角刃与金属-陶瓷复合试样片产生线接触；所述容置块叠加于所述试验块上方，所述容置块的中部设有用于容纳压力头的导向孔；所述导向孔的开设方向竖直向下，且与所述压力头间隙配合；所述试验块设有施压区、补偿区和限位槽三个以贯通槽形式存在的区域；所述施压区设有位于试验块顶面的施压开口；所述补偿区以叠加的形式位于所述施压区下方；所述限位槽开设方向垂直于所述施压区开设方向，且限位槽的底面与施压区的底面平滑相接，并共同形成A放置面；所述补偿区的两侧面和施压区的底面交汇处形成两支点刃口，所述两支点刃口的距离尺寸20mm，所述支点刃口倒圆至R0.8～1mm。

进一步的，所述限位槽的宽度尺寸与所述金属-陶瓷复合试样片宽度尺寸一致。

进一步的，所述压力头与导向孔间隙配合范围在0.01～0.03mm之间。

进一步的，所述容置块的底面端部设有第一铰接部，所述试验块顶面端部设有第二铰接部；所述容置块和试验块通过所述第一铰接部和第二铰接部进行铰接，并构成具有打开/闭合状态的的常连体。

进一步的，所述容置块还包括第一限位区；所述第一限位区为一斜切面结构，并位于容置块的底面且位于所述第一铰接部对侧；所述试验块还包括第二限位区，所述第二限位区为一斜面凸块结构，并位于试验块顶面且位于所述第二铰接部对侧；所述常连体在闭合状态时，所述第二限位区和第一限位区相互贴合。

进一步的，所述压力头设有对称两侧且开设方向为竖直朝向的的限位沟槽；所述容置块设有对称设于导向孔两侧的横向孔；所述横向孔内容纳有限位柱和复位弹簧，复位弹簧两端面分别与限位柱底面和横向孔底面进行连接；所述压力头插入导向孔中后，所述限位柱的顶面在复位弹簧弹力作用下始终保持与限位沟槽的槽底面贴合。

进一步的，压力头的立方柱柱面粗糙度为Ra0.8～1.6。

进一步的，所述导向孔的孔面粗糙度值为Ra1.6～3.2。

进一步的，所述压力头的三角刃口硬度为HRC40～50。

进一步的，所述压力头的三角刃口粗糙度为Ra0.4～0.8。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本申请装置时结合金属-陶瓷复合试样片自身所具有的结构特点和受力特点所制作的专用工装，其中试验块设置施压区、补偿区和限位槽，使其能够放置金属-陶瓷复合试样片，并提供给金属-陶瓷复合试样片底面所需的两个支点，容置块置于试验块上，用于容纳压力头，并使压力头能够传递抗弯强度试验机的力于金属-陶瓷复合试样片，使试验能够顺利进行，由于金属-陶瓷复合试样片本身规格小，试验时所需力小，故本申请所需的三个部件都能进行轻量化和小体积化设计，只要能够满足放置金属-陶瓷复合试样片即可，并且无需设置与抗弯试验机平台的连接件，只需放置在抗弯试验机平台上即可开始进行试验，无需像现有的通用试验夹具具有较大的体积和笨重的结构，同时还需设置连接件与抗弯试验机平台进行连接，使得本申请装置较之现有技术有了极大地提高；同时，压力头是一个独立零件，使用时容纳在导向孔中即可传递抗弯试验机施加压力，无需外接在抗弯试验机的夹头上，也就很好的避免了后续的拆卸过程造成抗弯试验机上的受力传感器损害，很好的保护的设备，避免了可能发生的设备损耗，节省了实验成本，适用性强易于推广。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的闭合状态轴测图。

图2为本实用新型一个实施例的打开状态轴测图。

图3为本实用新型一个实施例的主视图。

图4为本实用新型一个实施例的左视图。

图5为本实用新型一个实施例的左视图的C-C向剖视图。

图6为本实用新型一个实施例的试验块主视图。

图7为本实用新型一个实施例的试验块轴测图。

图8为本实用新型一个实施例的容置块主视图。

图9为本实用新型一个实施例的压力头轴测图。

图10为本实用新型一个实施例的金属-陶瓷复合试样片示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-压力头、11-限位沟槽、2-容置块、21-横向孔、22-导向孔、23-第一限位区、 3-试验块、31-施压区、32-补偿区、33-限位槽、34-第二限位区、4-限位柱、5-复位弹簧、6-金属-陶瓷复合试样片

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

图1～图10为本实用新型的一个优选实施例：

如图1和图2所示，本申请装置包括压力头1、容置块2和试验块3；本申请装置所用的金属-陶瓷复合试样片6如图10所示，根据牙科学匹配性试验标准《YY 0621.1-2016》进行制作，为(25±1)×(0.5±0.05)mm的金属片和(8±0.1)× (1.1±0.1)mm的陶瓷片上下叠加而成。

所述压力头1为图9所示的立方柱，所述立方柱底部为对称切除两侧材料所成的三角刃，该三角刃的刃口进行倒圆，使其曲率半径达到牙科学匹配性试验标准《YY 0621.1-2016》要求的R0.8～1mm，我们实际工作选取其中间值R0.9mm进行制作，这样立方柱和三角刃就保证压力头1和金属-陶瓷复合试样片6的接触为标准规定的线接触，所述压力头1保持独立，未与任何外界设备进行连接，这样就避免了压力头1与弯曲强度试验机的直接连接，进而避免了拆卸压力头1时损坏弯曲强度试验机内的压力传感器。

如图1、图2和图4所示，所述容置块2叠加于所述试验块3上方，所述容置块2 的中部设有图8所示用于容纳压力头1的导向孔22。该导向孔22的开设方向竖直向下，且与所述压力头1间隙配合，这样就保证了压力头1的运动方式为图5所示竖直方向的直线运动，进而保证了进行金属-陶瓷结合性试验时，压力头1施加的压力是按标准垂直于金属-陶瓷复合试样片6的端面的，确保了试验的准确性。为了进一步提高试验准确性，且保证试验数据不失真，我们将压力头1与导向孔22的间隙配合值限定在 0.01～0.03mm之间,在此范围内即能够保证压力头1相对导向孔22的运动时顺滑无卡滞的，又能够保证该相对运动不会发生左右偏摆，始终是竖直向下的；同时，考虑到试验不止进行一次，且每次试验也不仅仅只有一个金属-陶瓷复合试样片6需要进行试验，这样压力头1将频繁的相对导向孔22运动，而为了避免此过程中压力头1由于摩擦损坏，我们使用平磨的方式，使得压力头1的立方柱柱面粗糙度达到Ra0.8～1.6，导向孔22的孔面粗糙度值达到Ra1.6～3.2，这样就很好的保证了压力头1的使用寿命。再次压力头1的三角刃口是需要直接接触金属-陶瓷复合试样片6的，是最终的承受载荷的位置，我们对三角刃进行研磨处理，使三角刃口位置的粗糙度达到Ra0.4～0.8，硬度经过淬火处理达到HRC40～50，这样在实际使用过程中就保证该刃口不变形不脆裂。

如图6和图7所示，所述试验块3设有施压区31、补偿区32和限位槽33三个以贯通槽形式存在的区域。所述施压区31设有位于试验块3顶面的施压开口，用于作为压力头1 的活动区域，完成对是金属-陶瓷复合试样片6的接触和施压；所述补偿区32以叠加的形式位于所述施压区31下方，用于作为金属-陶瓷复合试样片6在受压力头1施加力过程中发生弯曲变形以及断裂后压力头1穿过金属-陶瓷复合试样片6继续向下运动提供预留空间；所述限位槽33开设方向垂直于所述施压区31，且限位槽33的底面与施压区31的底面平滑相接，并共同性质A放置面。所述限位槽33用于装卸金属-陶瓷复合试样片6，且限位槽33的宽度尺寸与金属-陶瓷复合试样片6一致，能够对金属-陶瓷复合试样片6 起到左右限位防止偏摆的作用。

如图6和图5所示，所述补偿区32的两侧面和施压区31的底面交汇处形成两支点刃口，所述两支点刃口的距离尺寸即为试验时金属-陶瓷复合试样片6底面两支点的跨距尺寸，按标准《YY 0621.1-2016》规定，金属-陶瓷复合试样片6底面两支点的跨距尺寸应为20mm，即两支点刃口的间距为20mm，并且按标准《YY 0621.1-2016》对刃口倒圆至R0.8～1mm，并且按照标准规定，压力头1的三角刃口应在两支点刃口的中间位置，故设计时应保证补偿区32的对称中面与压力头1的中心线重合。

如图1至图3所示，为了便于使用和存放，所述容置块2和试验块3的一端进行铰接，形成图1和图2所示的常连体并能够实现自由开合，这样就提高了本申请装置使用的便捷程度并更加利于存放管理。由于两者铰接处的为间隙配合，且为了两者能够旋转无卡滞，该间隙配合值较大，这样容易导致每次试验时压力头1的施力点位置不同，所以，我们在该铰接处的另一端增加了位于容置块2的第一限位区23和位于试验块3的第二限位区34，该设计具体为图7所示位于试验块3顶面并位于铰接处对侧的斜面凸块结构的第二限位区34，以及图6所示位于容置块2底面并位于铰接处对侧具有斜切面结构的第一限位区23，所述第二限位区34和第一限位区23能够在本申请装置闭合相互贴合，斜面的设计在完成该贴合时能够产生指向铰接处的推力，这样就能够使得每次闭合状态时，铰接的设计和所产生的推力使得压力头1的施力点位置固定，进一步提高了试验的稳定性和试验数据的可靠性。

为了进一步使得本申请装置实验的便捷程度并使其利于存放，如图5和图9所示，所述压力头1设有对称两侧且开设方向为竖直朝向的的限位沟槽11。所述容置块2设有图5和图8所示的对称设于导向孔22两侧的横向孔21。所述横向孔21内容纳有限位柱4和复位弹簧5，复位弹簧5两端面分别于限位柱4底面和横向孔21底面进行连接，这样当压力头1插入导向孔22中后，限位柱4的顶面在复位弹簧5弹力作用下始终保持与限位沟槽 11的槽底面贴合，即压力头1通过限位沟槽11被限位柱所卡和，并且压力头1的运动路径最大距离尺寸为限位沟槽11的长度尺寸，这样压力头1、容置块2和试验块3就形成了组合，复位弹簧5的设计，在需要更换压力头1时，操作者能够手动将压力头1进行拔除，安装新的压力头1后，又能够通过复位弹簧5和限位柱4实现对压力头1的卡和，操作简捷。

本申请装置实验步骤如下：

步骤1：将本申请装置置于抗弯强度试验机的平台上，在图2所示的打开状态将金属-陶瓷复合试样片6置于图7所示的限位槽33中；

步骤2：通过铰接使本申请装置切换至图1所示的闭合状态，是压力头1如图5所示与金属-陶瓷复合试样片6接触；

步骤3：启动抗弯强度试验机，使其以标准规定的(1.5±0.5)mm/min的速度向下移动，并带动夹头1向下移动；

步骤4：观测金属-陶瓷复合试样片6的变化，并记录金属-陶瓷复合试样片6初始断裂时所需的压力值，完成实验；

由上可知，本申请装置时结合金属-陶瓷复合试样片6自身所具有的结构特点和受力特点所制作的专用工装，其中试验块3设置施压区31、补偿区32和限位槽33，使其能够放置金属-陶瓷复合试样片6，并提供给金属-陶瓷复合试样片6底面所需的两个支点，容置块2置于试验块3上，用于容纳压力头1，并使压力头1能够传递抗弯强度试验机的力于金属-陶瓷复合试样片6，使试验能够顺利进行，由于金属-陶瓷复合试样片6本身规格小，试验时所需力小，故本申请所需的三个部件都能进行轻量化和小体积化设计，只要能够满足放置金属-陶瓷复合试样片6即可，并且无需设置与抗弯试验机平台的连接件，只需放置在抗弯试验机平台上即可开始进行试验，无需像现有的通用试验夹具具有较大的体积和笨重的结构，同时还需设置连接件与抗弯试验机平台进行连接，同时，压力头1是一个独立零件，使用时容纳在导向孔中即可传递抗弯试验机施加压力，无需外接在抗弯试验机的夹头上，也就很好的避免了后续的拆卸过程造成抗弯试验机上的受力传感器损害，很好的保护的设备，避免了可能发生的设备损耗，节省了实验成本，适用性强易于推广。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，包括金属-陶瓷复合试样片(6)，其特征在于：还包括压力头(1)、容置块(2)和试验块(3)；

所述压力头(1)为立方柱结构，该立方柱底部为切除两侧材料所成的三角刃，该三角刃的刃口进行倒圆，且倒圆后的曲率半径为R0.8～1mm，所述压力头(1)通过三角刃与金属-陶瓷复合试样片(6)产生线接触；

所述容置块(2)叠加于所述试验块(3)上方，所述容置块(2)的中部设有用于容纳压力头(1)的导向孔(22)；所述导向孔(22)竖直方向开设，且与所述压力头(1)间隙配合；

所述试验块(3)设有施压区(31)、补偿区(32)和限位槽(33)三个以贯通槽或容纳腔形式存在的区域；所述施压区(31)设有位于试验块(3)顶面的施压开口；所述补偿区(32)以叠加的形式位于所述施压区(31)下方；所述限位槽(33)开设方向垂直于所述施压区(31)开设方向，且限位槽(33)的底面与施压区(31)的底面平滑相接，并共同形成A放置面；

所述补偿区(32)的两侧面和施压区(31)的底面交汇处形成两支点刃口，所述支点刃口倒圆至R0.8～1mm且两支点刃口间距20mm，。

2.根据权利要求1所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：所述限位槽(33)的宽度尺寸与所述金属-陶瓷复合试样片(6)宽度尺寸一致。

3.根据权利要求1或2所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：所述压力头(1)与导向孔(22)间隙配合范围在0.01～0.03mm之间。

4.根据权利要求1所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：所述容置块(2)的底面端部设有第一铰接部，所述试验块(3)顶面端部设有第二铰接部；所述容置块(2)和试验块(3)通过所述第一铰接部和第二铰接部进行铰接，并构成具有打开/闭合状态的常连体。

5.根据权利要求4所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：所述容置块(2)还包括第一限位区(23)；所述第一限位区(23)为一斜切面结构，并位于容置块(2)的底面且位于所述第一铰接部对侧；

所述试验块(3)还包括第二限位区(34)，所述第二限位区(34)为一斜面凸块结构，并位于试验块(3)顶面且位于所述第二铰接部对侧；

所述常连体在闭合状态时，所述第二限位区(34)和第一限位区(23)相互贴合。

6.根据权利要求1或5所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：所述压力头(1)设有对称两侧且开设方向为竖直朝向的限位沟槽(11)；所述容置块(2)设有对称设于导向孔(22)两侧的横向孔(21)；所述横向孔(21)内容纳有限位柱(4)和复位弹簧(5)，复位弹簧(5)两端面分别与限位柱(4)底面和横向孔(21)底面进行连接；所述压力头(1)插入导向孔(22)中后，所述限位柱(4)的顶面在复位弹簧(5)弹力作用下始终保持与限位沟槽(11)的槽底面贴合。

7.根据权利要求1所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：压力头(1)的立方柱柱面粗糙度为Ra0.8～1.6。

8.根据权利要求7所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：所述导向孔(22)的孔面粗糙度值为Ra1.6～3.2。

9.根据权利要求1所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：所述压力头(1)的三角刃口硬度为HRC40～50。

10.根据权利要求9所述一种金属-陶瓷结合特性试验用夹具，其特征在于：所述压力头(1)的三角刃口粗糙度为Ra0.4～0.8。