CN215066078U - 一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，包括上夹具体、下夹具体和压板。下夹具体的顶部设置有压板安装槽和剪切槽，下夹具体上设置有两个盲孔，压缩弹簧插入盲孔并伸出下夹具体上表面，平头柱销分别插入压缩弹簧和盲孔内。压板固定在压板安装槽内，压板安装槽的底部设置有试件安装槽，试件安装槽与剪切槽贯通，压板上设置有若干贯穿其上下表面的通孔，若干螺钉从上端穿过压板并旋入试件安装槽底部的螺纹孔。试验过程中，将待剪切试件放入试件安装槽并采用螺钉固定好，复合力学试验机将上夹具体向下压，使得上夹具体的立柱Ⅱ缓缓插入剪切槽中，通过给上夹具体施加压力使得待剪切试件的金属涂覆层与基体脱离。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属材料剪切设备技术领域，具体涉及一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置。
背景技术
激光熔覆技术是一种新型的材料表面改性技术，利用激光熔覆技术在机械零件或设备表面制备特殊的涂层，可显著提高装备的表面特性。熔覆层与基体的结合强度是衡量激光熔覆质量的重要指标，结合强度可用剪切强度评价。剪切法是一种简单有效的涂层结合强度检测方法，通过在涂层与基体结合界面施加剪切力使涂层与基体分离，然后用单位面积上剪切力的大小来表征涂层的结合强度。现有的涂层剪切装置主要针对基体为圆柱形材料的剪切，对于平面基体材料的剪切不适用。并且市场上还没有直接用于平面基体熔覆涂层剪切强度测试的有效装置，因此，有必要设计一种直接用于平面基体熔覆涂层剪切强度测试的新型装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，以解决市场上缺乏可直接用于平面基体金属熔覆涂层剪切强度测试的有效装置的问题。
为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，包括上夹具体、压缩弹簧、下夹具体和压板。
所述下夹具体整体为矩形块，下夹具体的四个侧壁分别记为侧壁A、侧壁B、侧壁C和侧壁D，侧壁A和侧壁B平行，侧壁C和侧壁D平行。
所述下夹具体的顶部设置有压板安装槽和剪切槽，压板安装槽的深度小于剪切槽的深度，压板安装槽和剪切槽连通形成台阶面，压板安装槽和剪切槽均贯穿侧壁A和侧壁B。
所述下夹具体的上表面设置有两个供压缩弹簧安装的盲孔，两个盲孔分别靠近侧壁C和侧壁D，压缩弹簧的下端插入盲孔，上端伸出下夹具体的上表面，两个平头柱销分别插入对应的压缩弹簧和盲孔内。
所述压板安装在压板安装槽内，压板安装槽的底部设置有试件安装槽，试件安装槽与剪切槽贯通，试件安装槽的底部高于剪切槽的底部，高度差大于待剪切件的最大允许剪切高度。所述试件安装槽的底部设置有若干供螺钉旋入的螺纹孔。
所述压板的横截面呈T形，压板包括相互连接的水平板和竖直板，水平板上设置有若干供螺钉穿过的通孔。
所述上夹具体包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ、立柱Ⅲ和横梁，立柱Ⅰ、立柱Ⅱ和立柱Ⅲ均连接在横梁的下表面，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ靠近横梁的两端，立柱Ⅱ位于立柱Ⅰ和立柱Ⅲ之间，立柱Ⅱ与剪切槽相匹配。
所述下夹具体的侧壁C和侧壁D均设置有竖直的导向凹槽，立柱Ⅰ面向立柱Ⅱ的一侧设置有竖直的导向条，立柱Ⅲ面向立柱Ⅱ的一侧设置有竖直的导向条。
试验状态时，整个机械装置放置在复合力学试验机上，待剪切件安装在所述剪切槽内，待剪切件具有金属涂覆层的一端伸入剪切槽，垫块放置在待剪切件上，竖直板插入并与垫块接触，若干螺钉穿过水平板并旋入试件安装槽底部的螺纹孔直到待剪切件固定，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ上的导向条分别嵌入侧壁C和侧壁D的导向凹槽，立柱Ⅱ插入剪切槽。
进一步，所述压缩弹簧处于自然状态时，平头柱销的下端与盲孔的底部存在间隙。
进一步，所述导向凹槽为矩形槽、燕尾槽、T形槽或梯形槽，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ上的导向条为与导向凹槽匹配的榫头。
进一步，所述下夹具体的上表面设置有橡胶垫片，橡胶垫片设置有供压缩弹簧和平头柱销穿过的通孔，压缩弹簧和平头柱销穿过橡胶垫片并伸入下夹具体上表面的盲孔。
进一步，所述水平板上的通孔为沉头孔。
本实用新型的技术效果是毋庸置疑的，机械装置的加工方式主要为线切割和钻削加工，制造过程简单；除钻削加工以外，材料利用率约为100％，节约生产成本；对待剪切试件尺寸的适应性强、操作简单、执行效率高、易于实现、安全性高，同时定位、导向可靠，精度高。本实用新型解决了市场上缺乏可直接用于平面基体金属熔覆涂层剪切强度测试的有效装置的问题。
附图说明
图1为本实用新型所述机械装置的结构示意图；
图2为压板的示意图。
图中：上夹具体1、螺钉2、压缩弹簧3、平头柱销4、橡胶垫片5、下夹具体6、金属涂覆层7、待剪切件8、垫块9、压板10、水平板101、竖直板102和导向凹槽11。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
实施例1：
本实施例公开了一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，包括上夹具体1、压缩弹簧3、下夹具体6和压板10。
所述下夹具体6整体为矩形块，下夹具体6的四个侧壁分别记为侧壁A、侧壁B、侧壁C和侧壁D，侧壁A和侧壁B平行，侧壁C和侧壁D平行。
参见图1，所述下夹具体6的顶部设置有压板安装槽和剪切槽，压板安装槽的深度小于剪切槽的深度，压板安装槽和剪切槽连通形成台阶面，压板安装槽和剪切槽均贯穿侧壁A和侧壁B。
所述下夹具体6的上表面设置有两个供压缩弹簧3安装的盲孔，两个盲孔分别靠近侧壁C和侧壁D，压缩弹簧3的下端插入盲孔，上端伸出下夹具体6的上表面，两个平头柱销4分别插入对应的压缩弹簧3和盲孔内。所述压缩弹簧3处于自然状态时，平头柱销4的下端与盲孔的底部存在间隙。
所述下夹具体6的上表面设置有橡胶垫片5，橡胶垫片5设置有供压缩弹簧3和平头柱销4穿过的通孔，压缩弹簧3和平头柱销4穿过橡胶垫片5并伸入下夹具体6上表面的盲孔。
所述压板10安装在压板安装槽内，压板安装槽的底部设置有试件安装槽，试件安装槽与剪切槽贯通，试件安装槽的底部高于剪切槽的底部，高度差大于待剪切件8的最大允许剪切高度，保证后续待剪切件8被剪部分可以完全脱离待剪切件8，避免被剪部分压入剪切槽底部。所述试件安装槽的底部设置有若干供螺钉2旋入的螺纹孔。
参见图2，所述压板10的横截面呈T形，压板10包括相互连接的水平板101和竖直板102，水平板101上设置有若干供螺钉2穿过的通孔，这些通孔为沉头孔且分布在竖直板102的两侧。
参见图1，所述上夹具体1包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ、立柱Ⅲ和横梁，立柱Ⅰ、立柱Ⅱ和立柱Ⅲ均连接在横梁的下表面，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ靠近横梁的两端，立柱Ⅱ位于立柱Ⅰ和立柱Ⅲ之间，立柱Ⅱ与剪切槽相匹配。
所述下夹具体6的侧壁C和侧壁D均设置有竖直的导向凹槽11，立柱Ⅰ面向立柱Ⅱ的一侧设置有竖直的导向条，立柱Ⅲ面向立柱Ⅱ的一侧设置有竖直的导向条。所述导向凹槽11为矩形槽、燕尾槽、T形槽或梯形槽，本实施例为矩形槽，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ上的导向条为与导向凹槽11匹配的榫头。
试验状态时，整个机械装置放置在复合力学试验机上，待剪切件8安装在所述试件安装槽内，待剪切件8具有金属涂覆层7的一端伸入剪切槽，垫块9放置在待剪切件8上，竖直板102插入并与垫块9接触，若干螺钉2穿过水平板101并旋入试件安装槽底部的螺纹孔直到待剪切件8固定，立柱Ⅰ与侧壁C贴合，立柱Ⅲ与侧壁D贴合，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ上的导向条分别嵌入侧壁C和侧壁D的导向凹槽11，立柱Ⅱ插入剪切槽。
试验过程中，所述复合力学试验机的上压头将上夹具体1向下压，使得上夹具体1的立柱Ⅱ缓缓插入下夹具体6的剪切槽中，通过给上夹具体1施加压力使得待剪切试件8的金属涂覆层7与基体脱离。所述上夹具体1下降过程，压缩弹簧3被横梁压缩，起到缓冲的作用。
值得说明的是，本实施例的机械装置制造过程简单、材料利用率高、适应性强、操作简单、执行效率高、安全性高、同时定位、导向可靠，精度高。
实施例2：
本实施例公开了一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，包括上夹具体1、压缩弹簧3、下夹具体6和压板10。
所述下夹具体6整体为矩形块，下夹具体6的四个侧壁分别记为侧壁A、侧壁B、侧壁C和侧壁D，侧壁A和侧壁B平行，侧壁C和侧壁D平行。
参见图1，所述下夹具体6的顶部设置有压板安装槽和剪切槽，压板安装槽的深度小于剪切槽的深度，压板安装槽和剪切槽连通形成台阶面，压板安装槽和剪切槽均贯穿侧壁A和侧壁B。
所述下夹具体6的上表面设置有两个供压缩弹簧3安装的盲孔，两个盲孔分别靠近侧壁C和侧壁D，压缩弹簧3的下端插入盲孔，上端伸出下夹具体6的上表面，两个平头柱销4分别插入对应的压缩弹簧3和盲孔内。
所述压板10安装在压板安装槽内，压板安装槽的底部设置有试件安装槽，试件安装槽与剪切槽贯通，试件安装槽的底部高于剪切槽的底部，高度差大于待剪切件8的最大允许剪切高度。所述试件安装槽的底部设置有若干供螺钉2旋入的螺纹孔。
参见图2，所述压板10的横截面呈T形，压板10包括相互连接的水平板101和竖直板102，水平板101上设置有若干供螺钉2穿过的通孔。
参见图1，所述上夹具体1包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ、立柱Ⅲ和横梁，立柱Ⅰ、立柱Ⅱ和立柱Ⅲ均连接在横梁的下表面，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ靠近横梁的两端，立柱Ⅱ位于立柱Ⅰ和立柱Ⅲ之间，立柱Ⅱ与剪切槽相匹配。
所述下夹具体6的侧壁C和侧壁D均设置有竖直的导向凹槽11，立柱Ⅰ面向立柱Ⅱ的一侧设置有竖直的导向条，立柱Ⅲ面向立柱Ⅱ的一侧设置有竖直的导向条。
试验状态时，整个机械装置放置在复合力学试验机上，待剪切件8安装在所述剪切槽内，待剪切件8具有金属涂覆层7的一端伸入剪切槽，垫块9放置在待剪切件8上，竖直板102插入并与垫块9接触，若干螺钉2穿过水平板101并旋入试件安装槽底部的螺纹孔直到待剪切件8固定，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ上的导向条分别嵌入侧壁C和侧壁D的导向凹槽11，立柱Ⅱ插入剪切槽。
实施例3：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述压缩弹簧3处于自然状态时，平头柱销4的下端与盲孔的底部存在间隙。
实施例4：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述导向凹槽11为矩形槽、燕尾槽、T形槽或梯形槽，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ上的导向条为与导向凹槽11匹配的榫头。
实施例5：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，参见图1，所述下夹具体6的上表面设置有橡胶垫片5，橡胶垫片5设置有供压缩弹簧3和平头柱销4穿过的通孔，压缩弹簧3和平头柱销4穿过橡胶垫片5并伸入下夹具体6上表面的盲孔。
实施例6：
本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述水平板101上的通孔为沉头孔。
Claims (5)
1.一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，其特征在于：包括上夹具体(1)、压缩弹簧(3)、下夹具体(6)和压板(10)；
所述下夹具体(6)整体为矩形块，下夹具体(6)的四个侧壁分别记为侧壁A、侧壁B、侧壁C和侧壁D，侧壁A和侧壁B平行，侧壁C和侧壁D平行；
所述下夹具体(6)的顶部设置有压板安装槽和剪切槽，压板安装槽的深度小于剪切槽的深度，压板安装槽和剪切槽连通形成台阶面，压板安装槽和剪切槽均贯穿侧壁A和侧壁B；
所述下夹具体(6)的上表面设置有两个供压缩弹簧(3)安装的盲孔，两个盲孔分别靠近侧壁C和侧壁D，压缩弹簧(3)的下端插入盲孔，上端伸出下夹具体(6)的上表面，两个平头柱销(4)分别插入对应的压缩弹簧(3)和盲孔内；
所述压板(10)安装在压板安装槽内，压板安装槽的底部设置有试件安装槽，试件安装槽与剪切槽贯通，试件安装槽的底部高于剪切槽的底部，高度差大于待剪切件(8)的最大允许剪切高度；所述试件安装槽的底部设置有若干供螺钉(2)旋入的螺纹孔；
所述压板(10)的横截面呈T形，压板(10)包括相互连接的水平板(101)和竖直板(102)，水平板(101)上设置有若干供螺钉(2)穿过的通孔；
所述上夹具体(1)包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ、立柱Ⅲ和横梁，立柱Ⅰ、立柱Ⅱ和立柱Ⅲ均连接在横梁的下表面，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ靠近横梁的两端，立柱Ⅱ位于立柱Ⅰ和立柱Ⅲ之间，立柱Ⅱ与剪切槽相匹配；
所述下夹具体(6)的侧壁C和侧壁D均设置有竖直的导向凹槽(11)，立柱Ⅰ面向立柱Ⅱ的一侧设置有竖直的导向条，立柱Ⅲ面向立柱Ⅱ的一侧设置有竖直的导向条；
试验状态时，整个机械装置放置在复合力学试验机上，待剪切件(8)安装在所述剪切槽内，待剪切件(8)具有金属涂覆层(7)的一端伸入剪切槽，垫块(9)放置在待剪切件(8)上，竖直板(102)插入并与垫块(9)接触，若干螺钉(2)穿过水平板(101)并旋入试件安装槽底部的螺纹孔直到待剪切件(8)固定，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ上的导向条分别嵌入侧壁C和侧壁D的导向凹槽(11)，立柱Ⅱ插入剪切槽。
2.根据权利要求1所述的一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，其特征在于：所述压缩弹簧(3)处于自然状态时，平头柱销(4)的下端与盲孔的底部存在间隙。
3.根据权利要求1所述的一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，其特征在于：所述导向凹槽(11)为矩形槽、燕尾槽、T形槽或梯形槽，立柱Ⅰ和立柱Ⅲ上的导向条为与导向凹槽(11)匹配的榫头。
4.根据权利要求1所述的一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，其特征在于：所述下夹具体(6)的上表面设置有橡胶垫片(5)，橡胶垫片(5)设置有供压缩弹簧(3)和平头柱销(4)穿过的通孔，压缩弹簧(3)和平头柱销(4)穿过橡胶垫片(5)并伸入下夹具体(6)上表面的盲孔。
5.根据权利要求1所述的一种用于金属熔覆涂层剪切强度测试的机械装置，其特征在于：所述水平板(101)上的通孔为沉头孔。
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| CN115266404B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-09-22 | 天津大学 | 柔性基体-涂层界面剪切结合强度测试系统和方法 |
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