一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具的製作方法
2023-04-25 05:11:46
一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，該卡具包括卡具主體、墊塊、連接銷和連接件，兩套所述卡具與被加工試件依次裝配在一起，通過兩個卡具主體分別與拉伸試驗機的兩端相連，從而拉緊被加工試件。根據本實用新型提供的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，具有裝配簡便，同軸度高，不易損壞，試驗準確度高、重現性好等特點。
【專利說明】一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測量用工具，具體涉及一種拉伸試驗用工具，用於完成歐標和國標規定的Φ5ι?πι以及美國ASTM標準規定的Φ6.25mm試樣的拉伸試驗。
【背景技術】
[0002]金屬材料，尤其是鋼鐵，普遍應用於航空、航天、能源、化工、交通運輸、礦山機械等各個領域，這些領域對金屬材料的力學性能有著嚴格的要求。金屬材料的力學性能主要包括抗拉強度、伸長率、彈性模量等，這些指標需要通過拉伸試驗機測出，其中卡具是拉伸試驗機上的關鍵部件之一。按照國標、歐標或者ASTM標準要求，被測試件一般採用標準圓柱試件，在試驗過程中，被測試件的兩端固定在卡具上，卡具與拉伸試驗機加載裝置連接，拉伸試驗機通過卡具對試樣施加載荷，最終獲得試樣的抗拉強度、彈性模量、伸長率等力學性倉泛。
[0003]目前，在拉伸試驗機上使用的卡具主要有兩種，一種是表面呈平面狀且帶有齒的卡具，另一種是內螺紋工裝卡具；二者是利用被測試件與卡具之間的摩擦力進行拉力測試。表面呈平面狀且帶有齒的卡具一般使用在強度低的材料上，如果測試高強度的試件，則會發生被測試件負載後打滑現象。此外，在夾持被測試件過程中，很難保證同軸度，極易發生垂直偏移，導致試驗無法正常進行或測試數據不準確；高強度試件在拉伸試驗過程中，有時甚至還會發生試樣在標距區外斷裂的情況，造成試件測試數據不準確。內螺紋工裝卡具要求拉伸試樣的兩端必須機加成與卡具匹配的螺紋，試件兩端部螺紋機加要求較高，費時、費力，因而增加被測試件整體檢驗成本；有時甚至會造成內螺紋工裝卡具與被測試件螺紋端咬死的情況，極難拆卸試樣，易造成內螺紋工裝卡具的損壞。
[0004]由於上述問題的存在，本發明人對現有技術進行研究，以期研製出裝配便捷、同軸度高、降低被測試件的成本、不易損壞和測量數據準確的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具。
實用新型內容
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案:設置卡具主體、墊塊、連接銷和連接件，卡具主體的腔體底面平面上沿著豎直方向設置臺階孔，腔體底面平面上沿橫向方向開設穿透於腔體底面平面的凹槽；腔體底面平面上方由下至上依次設置墊塊、連接銷，腔體底面平面、墊塊、連接銷三者由下至上層層卡住，連接銷依次穿過墊塊和腔體底面平面，並與連接件通過螺紋連接，被加工試件穿通過連接件的盲孔和豁槽伸入到連接件內，並卡在連接件的盲孔內；兩套所述卡具與被加工試件依次裝配在一起，通過兩個卡具主體分別與拉伸試驗機的兩端相連；從而完成本實用新型。
[0006]本實用新型目的在於提供以下幾方面:
[0007](I) 一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，該卡具包括:
[0008]卡具主體1，其包括圓柱狀的拉伸試驗機連接部Ia和圓柱狀的被測試件連接部lb，兩者沿軸線方向固接，其中，在拉伸試驗機連接部Ia上設置與其軸線垂直的通孔lc，在被測試件連接部Ib中部設置一側開口的腔體ld，腔體底面平面Ie與拉伸試驗機連接部的軸線垂直，在腔體底面平面Ie上沿著豎直方向設置臺階孔11，在腔體底面平面Ie上沿橫向方向開設穿透於腔體底面平面Ie上底面和下底面的凹槽；
[0009]墊塊3，其上沿軸線方向設置墊塊臺階孔31，墊塊外壁的下部沿著墊塊圓周方向設置墊塊臺階面32，墊塊臺階面與腔體底面平面Ie的臺階孔11內壁相抵接；
[0010]連接銷2，其包括呈圓柱狀的銷頭2a、呈圓錐狀的錐形連接面2b和呈圓柱狀的銷杆2c，其中，銷頭2a的直徑大於銷杆2c的直徑，銷頭2a和銷杆2c通過錐形連接面2b固連，銷頭2a、錐形連接面2b和銷杆2c的軸線重合，錐形連接面2b的外表面與墊塊臺階孔31的內壁相抵接，在銷杆2c下部的外表面上開設有外螺紋2d ；
[0011 ] 連接件4，在其上表面開設有螺紋孔41，螺紋孔41與外螺紋2d相匹配，在連接件4的側面上開設盲孔42，在盲孔42下方開設連通盲孔和連接件下表面的豁槽43，豁槽43寬度小於盲孔42覽度；
[0012]其中，拉伸試驗機連接部la、墊塊3、連接銷2和連接件4四者的軸線重合。
[0013](2)根據上述(I)所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，所述墊塊、連接銷和連接件的橫截面均為圓環。
[0014](3)根據上述(I)所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，所述墊塊臺階孔31包括由上至下依次相連的墊塊上通孔3a、半徑由上至下逐漸減小的墊塊中間孔3c和半徑小於墊塊上通孔的墊塊下通孔3b。
[0015](4)根據上述(I)所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，墊塊外壁下部的墊塊臺階面32包括:
[0016]墊塊平面3d，其與腔體底面平面Ie相抵接，和
[0017]墊塊立面3e，其與墊塊平面3d相連，墊塊立面4e與臺階孔11的臺階孔內壁Ila相抵接。
[0018](5)根據上述(I)所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，錐形連接面2b的最大外徑與銷頭2a的外徑尺寸相等，錐形連接面2b的最小外徑與銷杆2c的外徑尺寸相等，呈圓錐狀的錐形連接面2b和呈圓柱狀的銷杆2c。
[0019](6)根據上述⑴所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，螺紋孔41的軸線與盲孔42的軸線垂直，且螺紋孔41與盲孔42相連通。
[0020](7)根據上述(I)所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，被加工試件5的大頭端51放置在盲孔內，被加工試件5的試件杆52穿過豁槽43伸出連接件4。
[0021](8)根據上述(I)所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，所述卡具主體中，腔體Id深度大於墊塊3的厚度。
[0022](9)根據上述⑴所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，盲孔42的橫截面上部呈半圓形，下部呈方形。
[0023](10)根據上述⑴所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，凹槽寬度大於銷杆2c直徑。
[0024]根據本實用新型提供的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，具有如下有益效果:
[0025]第一，本實用新型利用連接件所形成的臺階面與被加工試件接觸面之間的軸向壓力進行拉力測試，在測試強度和硬度較高的被加工試件時能有效避免測試中的打滑現象及螺紋端咬死的情況，試驗數據穩定、準確性高，同時延長了拉伸試驗機及卡具的使用壽命。
[0026]第二，本實用新型上部分採用類似楔形的結構，即平面、墊塊、連接銷，三者由下至上層層卡住，並與連接件螺紋連接，使該卡具的軸線與拉伸試驗機拉力軸線重合，從而最大限度地保證被加工試件在拉伸試驗中與拉伸試驗機同軸度的要求，使同軸度保持在規程允許的範圍之內，進而保證被加工試件抗拉強度測試結果受拉伸試驗機同軸度的影響最小，斷點位置理想，使拉伸試驗結果更加準確。
[0027]第三，本實用新型結構簡單、操作方便，各工件加工簡單，易於大規模生產，此外，通過連接件與試樣臺階面相互配合，有效地減少了被加工試件夾持端長度，降低拉伸試驗成本
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1示出根據本實用新型一種優選實施方式的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具整體結構示意圖；
[0029]圖2示出根據本實用新型一種優選實施方式的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具墊塊剖面圖；
[0030]圖3示出根據本實用新型一種優選實施方式的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具連接銷剖面圖；
[0031]圖4示出根據本實用新型一種優選實施方式的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具連接件及被加工試件結構示意圖；
[0032]圖5示出根據本實用新型一種優選實施方式的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具主體結構示意圖；
[0033]圖6示出根據本實用新型一種優選實施方式的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具整體的立體圖；
[0034]圖7示出根據本實用新型一種優選實施方式的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具整體左視圖。
[0035]附圖標號說明
[0036]1-卡具主體
[0037]Ia-拉伸試驗機連接部
[0038]Ib-被測試件連接部
[0039]Ic-通孔
[0040]Id-腔體
[0041]Ie-腔體底面平面
[0042]2-連接銷
[0043]2a-銷頭
[0044]2b-連接面
[0045]2c-銷杆
[0046]2d-螺紋
[0047]3-墊塊
[0048]31-墊塊臺階孔
[0049]32-墊塊臺階面
[0050]3a-墊塊上通孔
[0051]3b_墊塊下通孔
[0052]3c-墊塊中間孔
[0053]3d-墊塊平面
[0054]3e-墊塊豎面
[0055]4-連接件
[0056]41-螺紋孔
[0057]42-盲孔
[0058]43-豁槽
[0059]5-被加工試件
[0060]51-大頭端
[0061]52-試件杆
[0062]11-臺階孔
[0063]Ila-臺階孔內壁
【具體實施方式】
[0064]下面通過對本實用新型進行詳細說明，本實用新型的特點和優點將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。
[0065]在這裡專用的詞「示例性」意為「用作例子、實施例或說明性」。這裡作為「示例性」所說明的任何實施例不必解釋為優於或好於其它實施例。儘管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪製附圖。
[0066]本實用新型公開的是一種同軸度高，可有效避免測試中被加工試件打滑及螺紋咬死情況，操作方便的全新的可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具。
[0067]在根據本實用新型的一個優選實施方式中，如圖1-7中所示，提供一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，該卡具包括:
[0068]卡具主體1，其包括圓柱狀拉伸試驗機連接部Ia和圓柱狀被測試件連接部lb，兩者沿軸線方向固接，其中，拉伸試驗機連接部Ia上設置與其軸線垂直的通孔lc，被測試件連接部Ib中部設置一側開口的腔體ld，腔體底面平面Ie與拉伸試驗機連接部的軸線垂直，腔體底面平面Ie上沿著豎直方向設置臺階孔11，在腔體底面平面Ie上沿橫向方向開設穿透於腔體底面平面Ie上底面和下底面的凹槽；
[0069]墊塊3，其上沿軸線方向設置墊塊臺階孔31，墊塊外壁的下部沿著墊塊圓周方向設置墊塊臺階面32，墊塊臺階面與腔體底面平面Ie的臺階孔11內壁相抵接；墊塊用於承託連接銷，並卡在卡具主體內；
[0070]連接銷2，其包括呈圓柱狀的銷頭2a、呈圓錐狀的錐形連接面2b和呈圓柱狀的銷杆2c，其中，銷頭2a的直徑大於銷杆2c的直徑，銷頭2a和銷杆2c通過錐形連接面2b固連，銷頭2a、錐形連接面2b和銷杆2c的軸線重合，錐形連接面2b的外表面與墊塊臺階孔31的內壁相抵接，在銷杆2c下部的外表面上開設有外螺紋2d ;連接銷上部卡在墊塊內，下部用於連接連接件；
[0071 ] 連接件4，在其上表面開設有螺紋孔41，螺紋孔41與外螺紋2d相匹配，在連接件4的側面上開設盲孔42，在盲孔42下方開設連通盲孔和連接件下表面的豁槽43，豁槽43寬度小於盲孔42寬度；連接件用於連接被檢測的被加工試件5 ；
[0072]其中，拉伸試驗機連接部la、墊塊3、連接銷2和連接件4四者的軸線重合，使得最大限度地保證被加工試件在拉伸試驗中與拉伸試驗機同軸度的要求，使同軸度保持在規程允許的範圍之內，進而保證被加工試件抗拉強度測試結果受拉伸試驗機同軸度的影響最小，斷點位置理想，使拉伸試驗結果更加準確。其中，如圖1和圖5中所示，本實用新型中所述豎直方向為如圖1中所示的Y軸方向，本實用新型中所述橫向方向為如圖1中所述的X軸方向。
[0073]在一個優選的實施方式中，如圖1和5中所示，卡具主體包括拉伸試驗機連接部Ia和設置於拉伸試驗機連接部Ia底部的被測試件連接部lb，
[0074]其中，拉伸試驗機連接部Ia用於與拉伸試驗機相連接，
[0075]被測試件連接部Ib用於放置墊塊和連接銷，進而與被加工試件5相連接。在進一步優選的實施方式中，如圖1、圖6、圖7中所示，墊塊、連接銷和連接件的橫截面均為圓形或圓環，即墊塊、連接銷和連接件的外壁為圓柱面，這樣使得該卡具在使用過程中受力均勻，可以提高該卡具的準確度，增加該卡具的使用壽命。
[0076]在一個優選的實施方式中，如圖1中所示，墊塊、連接銷安裝在腔體Id內，墊塊和連接銷通過腔體Id安裝和拆卸，在這裡，為了方便安裝和拆卸，所述腔體Id深度大於墊塊4厚度，並且在腔體底面平面Ie上沿橫向方向開設穿透於腔體底面平面Ie上底面和下底面的凹槽，凹槽寬度大於銷杆2c直徑。
[0077]在一個優選的實施方式中，如圖1、圖2中所示，所述墊塊臺階面32與腔體底面平面的臺階孔11內壁相抵接，進而使得墊塊卡於腔體底面平面的臺階孔11中，通過墊塊臺階面32與臺階孔11使得墊塊與腔體底面平面之間配合更加緊密、牢固，在使用過程中不發生晃動。
[0078]在一個優選的實施方式中，如圖1、圖3中所示，所述錐形連接面2b的最大外徑與銷頭2a的外徑尺寸相等，錐形連接面2b的最小外徑與銷杆2c的外徑尺寸相等，呈圓錐狀的錐形連接面2b和呈圓柱狀的銷杆2c，使得連接銷整體平滑，通過設置錐形連接面2b使得連接銷與墊塊之間的配合更加緊密、牢固，在使用過程中不發生晃動。
[0079]在一個優選的實施方式中，如圖1中所示，所述連接銷與連接件通過螺紋配合進行固定連接，使得連接銷與連接件的配合更加緊密、牢固，在使用過程中不發生晃動。
[0080]在進一步的優選實施方式中，如圖1、圖4、圖6、圖7中所示，在連接件內，螺紋孔41的軸線與盲孔42的軸線垂直，且螺紋孔41與盲孔42相連通，簡化製造工藝，提高實用性；其中，優選的設置盲孔42的橫截面上部呈半圓形，下部呈方形，所以盲孔與豁槽相連通的一面是平面，便於被加工試件固定放置在盲孔與豁槽形成的T型臺階上。
[0081]在一個優選的實施方式中，如圖4中所不,被加工試件5包括兩個大頭端51和試件杆52，將兩個大頭端51分別放置在兩個盲孔內，試件杆52穿過豁槽43伸出到連接件4外部，且保證被加工試件5豎直放置，即可進行夾持拉伸試驗。
[0082]以下結合優選的實施方式對根據本實用新型優選實施方式的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具的工作流程進行說明:
[0083]第一，本實用新型使用的卡具包括兩組，將兩組卡具的連接件、墊塊和連接銷三者由下至上依次安裝在卡具主體上。
[0084]第二，將被加工試件一端的大頭端放入一個連接件的盲孔內，試件杆通過豁槽伸出；同理，將被加工試件另一端的大頭端放入另一個連接件的盲孔內，試件杆通過豁槽伸出，即被加工試件的兩個大頭端都被卡在盲孔內。第三，將組裝完畢的被加工試件及兩組卡具組合整體豎直放置，調整尺寸結構，將兩個卡具主體分別放置固定在拉伸試驗機兩端，從而完成對被加工試件的拉伸測試。
[0085]根據本實用新型提供的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，具有如下有益效果:
[0086](I)本實用新型利用連接件所形成的臺階面與被加工試件接觸面之間的軸向壓力進行拉力測試，在測試強度和硬度較高的被加工試件時能有效避免測試中的打滑現象及螺紋端咬死的情況，試驗數據穩定、準確性高，同時延長了拉伸試驗機及卡具的使用壽命。
[0087](2)本實用新型上部分採用類似楔形的結構，即平面、墊塊、連接銷，三者由下至上層層卡住，並與連接件螺紋連接，使該卡具的軸線與拉伸試驗機拉力軸線重合，從而最大限度地保證被加工試件在拉伸試驗中與拉伸試驗機同軸度的要求，使同軸度保持在規程允許的範圍之內，進而保證被加工試件抗拉強度測試結果受拉伸試驗機同軸度的影響最小，斷點位置理想，使拉伸試驗結果更加準確。
[0088](3)本實用新型結構簡單、操作方便，各工件加工簡單，易於大規模生產，此外，通過連接件與試樣臺階面相互配合，有效地減少了被加工試件夾持端長度，降低拉伸試驗成本。
[0089]以上結合【具體實施方式】和範例性實例對本實用新型進行了詳細說明，不過這些說明並不能理解為對本實用新型的限制。本領域技術人員理解，在不偏離本實用新型精神和範圍的情況下，可以對本實用新型技術方案及其實施方式進行多種等價替換、修飾或改進，這些均落入本實用新型的範圍內。本實用新型的保護範圍以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，該卡具包括: 卡具主體(I)，其包括圓柱狀的拉伸試驗機連接部(Ia)和圓柱狀的被測試件連接部(lb)，兩者沿軸線方向固接，其中，在拉伸試驗機連接部(Ia)上設置與其軸線垂直的通孔(Ic)，在被測試件連接部(Ib)中部設置一側開口的腔體(Id)，腔體底面平面(Ie)與拉伸試驗機連接部的軸線垂直，在腔體底面平面(Ie)上沿著豎直方向設置臺階孔(11)，在腔體底面平面(Ie)上沿橫向方向開設穿透於腔體底面平面(Ie)上底面和下底面的凹槽； 墊塊(3)，其上沿軸線方向設置墊塊臺階孔(31)，在墊塊外壁的下部沿著墊塊圓周方向設置墊塊臺階面(32)，墊塊臺階面與腔體底面平面(Ie)的臺階孔(11)內壁相抵接； 連接銷(2)，其包括呈圓柱狀的銷頭(2a)、呈圓錐狀的錐形連接面(2b)和呈圓柱狀的銷杆(2c)，其中，銷頭(2a)的直徑大於銷杆(2c)的直徑，銷頭(2a)和銷杆(2c)通過錐形連接面(2b)固連，銷頭(2a)、錐形連接面(2b)和銷杆(2c)的軸線重合，錐形連接面(2b)的外表面與墊塊臺階孔(31)的內壁相抵接，在銷杆(2c)下部的外表面上開設有外螺紋(2d)； 連接件(4)，在其上表面開設有螺紋孔(41)，螺紋孔(41)與外螺紋(2d)相匹配，在連接件(4)的側面上開設盲孔(42)，在盲孔(42)下方開設連通盲孔和連接件下表面的豁槽(43)，豁槽(43)寬度小於盲孔(42)寬度； 其中，拉伸試驗機連接部(la)、墊塊(3)、連接銷(2)和連接件(4)四者的軸線重合。
2.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，所述墊塊、連接銷和連接件的橫截面均為圓環。
3.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，所述墊塊臺階孔(31)包括由上至下依次相連的墊塊上通孔(3a)、半徑由上至下逐漸減小的墊塊中間孔(3c)和半徑小於墊塊上通孔的墊塊下通孔(3b)。
4.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，墊塊外壁下部的墊塊臺階面(32)包括: 墊塊平面(3d)，其與腔體底面平面(Ie)相抵接，和 墊塊立面(3e)，其與墊塊平面(3d)相連，墊塊立面(4e)與臺階孔(11)的臺階孔內壁(Ila)相抵接。
5.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，錐形連接面(2b)的最大外徑與銷頭(2a)的外徑尺寸相等，錐形連接面(2b)的最小外徑與銷杆(2c)的外徑尺寸相等，呈圓錐狀的錐形連接面(2b)和呈圓柱狀的銷杆(2c)。
6.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，螺紋孔(41)的軸線與盲孔(42)的軸線垂直，且螺紋孔(41)與盲孔(42)相連通。
7.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，被加工試件(5)的大頭端(51)放置在盲孔內，被加工試件(5)的試件杆(52)穿過豁槽(43)伸出連接件⑷。
8.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，所述卡具主體中，腔體(Id)深度大於墊塊(3)的厚度。
9.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，盲孔(42)的橫截面上部呈半圓形，下部呈方形。
10.根據權利要求1所述的一種可拆裝小試樣拉伸試驗機卡具，其特徵在於，凹槽寬度大於銷杆(2c)直徑。
【文檔編號】G01N3/04GK203929504SQ201420323005
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】任國松, 曹昕明, 冶金輝, 龔正春, 張建磊, 劉哲建, 徐明嬌, 李宏豔, 王榮雙, 金軍 申請人:哈電集團（秦皇島）重型裝備有限公司