CN2874470Y - 可控制深度的组合式压刀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种冲击试样的缺口加工工具，特别涉及一种可控制深度的组合式压刀。解决现有机械加工缺口不符合标准要求以及压刀压制无法控制加工深度的技术问题。本实用新型的技术方案为：可控制深度的组合式压刀，由基座、L形支座、T形压刀和螺柱构成，螺柱沿径向安装在基座中部，在基座底部螺柱两侧设有径向定位螺孔，左右对称相对的L形支座通过螺栓固定在基座定位螺孔内，T形压刀采用滑动装配的方式固定在左右L形支座与基座所构成的T形滑槽内，基座可以通过螺柱与试验机连接。本实用新型用于为评测低合金高强结构钢及其焊接接头冲击韧性时，制备出符合落锤撕裂(DWTT)试验、动态撕裂(DT)试验等标准要求的压制缺口试样。
Description
技术领域：本实用新型涉及一种冲击试样的缺口加工工具，特别涉及一种可控制深度的组合式压刀。用于为评测低合金高强结构钢及其焊接接头冲击韧性时，制备出符合落锤撕裂(DWTT)试验、动态撕裂(DT)试验标准要求的压制缺口试样。
背景技术：为确保海洋船舶、长距离输运管线、建筑构件的使用安全，及定量评价材料成分设计、轧制工艺与热处理制度对材料冲击韧性的影响，按照中国国家标准GB 8363与GB 5482要求对舰船用钢、管线钢等结构钢种及其焊接试样开展“铁素体钢落锤撕裂试验”(DWTT)与“动态撕裂试验”(DT)已在冶金企业、材料科研院所得到了广泛的应用。试验所得到的冲击吸收功与纤维断面率指标可供工程容限设计与安全认证使用，DWTT与DT试验也因此被公认为在实验室所能开展的最能反映材料临界破断性能的安全评估试验。
按照GB 8363与GB 5482的要求，DWTT与DT试样在实施冲击加载前应垂直于厚度面采用机械压制的方法制备出合乎规格的缺口，以评估材料在缺陷状态下抑止冲击破断的韧性性能。由于金属材料普遍存在缺口敏感特性，即缺口的形状、尺寸与在试验面的位置会对冲击吸收功结果造成影响。因此上述两类标准均对机械缺口的形状、尺寸、压制位置与压刀形状进行了严格规定。
需指出的是DWTT标准特别说明不能用其他机加工的方法替代压制缺口，而DT试验标准所描述的缺口应在线切割或铣销的基础上进行顶端二次压制，然而两类标准均未对压制过程与所采用的压制装置及方法给出进一步的描述，留下了较大的设计空间与灵活性。中国专利ZL92223131.1介绍了一种《冲击试样缺口可调速双刀拉床》、ZL92229169.1介绍了一种《冲击试样缺口手动拉床》、ZL98238745.8介绍了一种《冲击试样缺口拉削机》，这些装置均系采用机械加工的方法，在金属冲击试样厚度面通过拉削方式加工出V形或U形的缺口，不符合DWTT与DT试样所需的机械压制缺口的要求。
GB 5482标准在附录B“缺口顶端的压制”与附录C“缺口压制深度的测量”给出了一些技术建议，归纳起来主要是预先在试样表面标记基准线，压制缺口过程中采用间断测量的方法跟踪压刀的位置。然而采用这种方法割裂了同组试样缺口压制过程的连续性，且间断测量尤其是采用附录B介绍的载荷控制法时会引入控制偏差。
发明内容：本实用新型的目的是提供一种用于加工包括DWTT与DT试样缺口在内的可控制深度的组合式压刀，解决现有机械加工缺口不符合标准要求以及压刀压制无法控制加工深度的技术问题。
本实用新型的技术方案为：可控制深度的组合式压刀，由基座、L形支座、T形压刀和螺柱构成，螺柱沿径向安装在基座中部，在基座底部螺柱两侧设有径向定位螺孔，左右对称相对的L形支座通过螺栓固定在基座定位螺孔内，T形压刀采用滑动装配的方式固定在左右L形支座与基座所构成的T形滑槽内，基座可以通过螺柱与试验机连接。
在基座底部螺柱两侧横向设有两排径向定位螺孔，通过调整L形支座的固定位置，可以根据构成的T形滑槽不同形状的装配合适的T形压刀。
左右L形支座具有成组不同的高度规格，装配后L形支座底端与压刀尖端的高度差(h)即压制缺口的控制深度。
本实用新型的有益效果是：可根据试验要求的缺口形状与控制深度方便地装卸T形压刀与L形支座。根据压刀与支座装配的高度差，可借助于电子拉伸试验机或万能材料试验机实时输出的载荷-位移曲线，准确地判断出压制过程的结束点，而无需采用间断测量的方法对压制深度进行跟踪。
附图说明：
图1为本实用新型结构示意主视图
图2为本实用新型结构示意仰视图
图3为本实用新型结构示意左视图
图4为本实用新型试验装配图
图5为本实用新型应用时试验机输出的载荷一位移曲线图
图中：1-基座，2-L形支座，3-T形压刀，4-定位螺孔，5-螺柱，6-螺栓，7-底座，8-试样夹紧片，9-试样定位螺栓，10-试样。
具体实施方式：参照图1、2、3，可控制深度的组合式压刀，由基座1、L形支座2、T形压刀3和螺柱5构成，螺柱5沿径向安装在基座1中部，在基座底部螺柱两侧横向设有两排径向定位螺孔4，左右对称相对的L形支座2通过螺栓6固定在基座定位螺孔4内，T形压刀3采用滑动装配的方式固定在左右L形支座与基座所构成的T形滑槽内，基座1可以通过螺柱5与试验机连接。
缺口压制方法：参照图4，将组合式压刀通过螺柱5固定在试验机上平台，试样10安置在试样夹紧装置中并固定于试验机下平台上，其中试样夹紧装置由底座7、两块L形试样夹紧片8构成。底座7开有两条倒T形槽，便于试样夹紧片8根据试样的厚度调节相对距离。试样夹紧片8与底座7通过两对试样定位螺栓9连接。在试样夹紧片8上画有对中标线，便于保证缺口压制位置的对中性。根据压制缺口的形状及缺口顶端距离试样压制面的深度，选择合适的L形支座2与T形压刀3装配，并与电子拉伸试验机或万能材料试验机相联接，采用载荷控制的方式使试验机上下平台相对移动，即组合式压刀向试样夹紧装置发生相对位移，并使刀刃与试样厚度面接触以压制缺口。
例如加工GB 8363《铁素体钢落锤撕裂试验方法》的缺口试样时，采用规定的“刃口角度为45±2°特制工具钢”制成的T形压刀，并装配成组合式压刀。采用端面定位的方式使压刀支座与T形压刀压头装配后的高度差控制在5±0.5毫米。
将本装置装配在100kN电子拉伸试验机上，设置压制载荷达到200-400N左右为试验开始时刻，并采用800N/s的载荷控制速度使压刀与试样接触受力，采用试验机实时输出的载荷-位移曲线记录刀刃接触(a)、刀刃压入(b)、支座与试样接触(c)三段过程。当记录曲线由b段向c段转变时即卸除试验机载荷，此时压制深度可以控制在5毫米左右，且缺口形状如标准所述。更换压刀时仅需从L形压刀支座与基座构成的滑槽中抽出即可。
根据不同形状的缺口与缺口压制深度h，选择合适的L形支座2与T形压刀3，并以载荷-位移曲线bc转换点作为压制结束时刻是本实用新型装置的关键。试验机实时输出载荷-位移的关系曲线，如图5所示，bc转换点即为控制深度结束点。
Claims (3)
1、可控制深度的组合式压刀，其特征是，由基座、L形支座、T形压刀和螺柱构成，螺柱沿径向安装在基座中部，在基座底部螺柱两侧设有径向定位螺孔，左右对称相对的L形支座通过螺栓固定在基座定位螺孔内，T形压刀采用滑动装配的方式固定在左右L形支座与基座所构成的T形滑槽内，基座通过螺柱与试验机连接。
2、根据权利要求1所述的可控制深度的组合式压刀，其特征是，在基座底部螺柱两侧横向设有两排径向定位螺孔。
3、根据权利要求1所述的可控制深度的组合式压刀，其特征是，L形支座底端与T形压刀尖端的高度差即压制缺口的控制深度。
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