CN109030211B - 一种多功能组合拉伸夹具及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能组合拉伸夹具及其使用方法，所述夹具包括上本体、下本体、中空圆柱体、插销。上本体由大小直径的阶梯圆柱体构成，其中大直径端面沿轴线开有螺纹孔；下本体为大小直径的阶梯圆柱体，其中大直径端面沿轴向和径向开有截面为十字形凹槽，十字形凹槽上端槽宽大于下端槽宽，下端凹槽中还设有直径大于槽宽的中心螺纹孔，垂直下端凹槽相对的两面设有径向通孔，同时上本体和下本体的小直径圆柱体的圆周面上分别设有左右对称的两平面，平面上设有波纹；中空圆柱体的内外表面均打有螺纹；插销由大小直径的阶梯圆柱体构成。本夹具结构简单合理，有效解决螺柱焊焊接接头力学性能测试单一性以及板材，棒材不方便夹持等问题。
Description
技术领域
本发明属于工装夹具技术领域，涉及一种拉伸夹具，更具体是涉及一种多功能组合拉伸夹具及其使用方法。具体是应用于螺柱焊拉伸样，板材拉伸试样以及棒材标准拉伸试样的拉伸夹具。
背景技术
材料力学性能检测手段中，拉伸试验是常见的一种试验方法，由于被检测材料的形状、性能等有所不同，导致与其对应的夹具种类不同，万能试验机拉伸夹具通常分为缠绕、钳式、对夹、台肩等多种结构类型。
同时，在企业生产中，对于螺柱焊焊接接头力学性能检测的试验方法通常为扭力测试，也就是通过精密数显的扭力扳手扭转螺柱测得螺柱的扭矩，测试方法单一，缺乏与其他力学性能测试方法的数据对比，因此设计对应夹具来测试螺柱焊拉伸力学性能变得尤为重要。此外，由于螺柱焊拉伸样形状的独特性，螺柱直径偏小并带有螺纹，导致常规钳式拉伸夹具无法正常使用，如果通过改变夹头大小来解决螺柱的夹持问题，需要拆卸原有夹具并重新设计新的夹具，新的夹具需要数千元，不仅耗时耗力耗财，而且会影响拉伸试验的后续工作。与此同时，在板材拉伸试验中，当板材无法被夹头紧固由于受力不足而出现打滑现象时，现此发明通过板材两端打孔并用螺杆固定的方法有效解决了板材在拉伸过程中出现的打滑问题。类似于板材拉伸，棒材在拉伸试验过程中也会出现试样不方便夹持现象，本发明的夹具通过带有螺纹的圆柱槽与中空圆柱体小零件，与棒材两端螺纹有效配合，以此解决棒材在拉伸过程中出现的不方便夹持问题。
发明内容
本发明的目的是为了应对螺柱焊焊接接头力学性能测试的单一性、板材与棒材不便于夹持等问题，提供一种应用于螺柱焊拉伸试样、板材拉伸试样以及棒材标准拉伸试样的组合拉伸工具，该工具有结构简单，操作方便，造价低廉等优点，可以在不拆除试验机夹持机构的情况下完成拉伸实验。
为达到上述目的，本发明实现目的所采用的技术方案是：
一种多功能组合拉伸夹具，包括上本体1、下本体2；所述上本体1为大小直径的阶梯圆柱体，其中大直径端面沿轴线开有螺纹孔1-1，所述下本体2为大小直径的阶梯圆柱体，其中大直径端面沿轴向和径向开有截面为十字形凹槽2-1，十字形凹槽上端槽宽大于下端槽宽，下端凹槽中还设有直径大于槽宽的中心螺纹孔2-2，垂直下端凹槽相对的两面设有穿插插销3的径向通孔2-3，所述上本体1和下本体2的小直径圆柱体的圆周面上分别设有左右对称的两平面，平面上设有波纹。
进一步优选，所述中心螺纹孔2-2中还配置有内外表面设有螺纹的不同内径的中空圆柱体4，同时中空圆柱体上下端面设有凹槽，便于装夹。
进一步优选，所述螺纹孔1-1和中心螺纹孔2-2的螺纹与试验棒材6的螺纹相配匹。
进一步优选，所述上本体1和下本体2的材质均为钢材，淬火后硬度达到54HRC即可，同时被拉伸试件的材质硬度应小于上、下本体硬度。
进一步优选，所述插销3的长度大于所述下本体2大直径圆柱体的直径。
本发明的多功能组合拉伸夹具的使用方法，根据试件的类型夹具分为如下三种组合使用方法：
1、夹持圆棒类试件的组合使用方法：
(1)组合方式二种：第一种，上本体1+下本体2+中空圆柱体4；
第二种，下本体2+中空圆柱体4
(2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把圆棒类试件的两端各套入中空圆柱体4，圆棒类试件螺纹与中空圆柱体4内螺纹有效配合，然后将圆棒类试件两端的中空圆柱体4，一端旋进上本体1螺纹孔1-1，另一端旋进下本体2中心螺纹孔2-2，或分别旋进两个下本体2中心螺纹孔2-2，再把上本体1或其中一个下本体2放入下夹头并紧固，随后下调上夹头并把另一下本体2夹持紧固，即可进行拉伸试验；
2、夹持T形类试件的组合使用方法：
(1)组合方式：上本体1+下本体2
(2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把T形类试件上部套入下本体2的十字形凹槽2-1内，T形类试件下部螺纹旋入上本体1螺纹孔1-1，再把下本体2放入下夹头并紧固，下调上夹头并把上本体1夹持紧固，即可进行拉伸试验；
3、夹持工字形板材类试件的组合使用方法：
(1)组合方式：下本体2+插销3
(2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把工字形类试件的一端套入一个下本体2的十字形凹槽2-1内，使工字形类试件上开有的通孔与下本体2径向通孔2-3同轴线，并用插销3穿过下本体2径向通孔2-3，将工字形类试件固定，以相同的方式固定工字形类试件的另一端；再把一个下本体2放入下夹头并紧固，下调上夹头并把另一下本体2夹持紧固，即可进行拉伸试验。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明为用于试验机上多规格的螺柱焊焊接接头、板材、棒材拉伸试验的多功能组合拉伸夹具；
2、本发明解决了螺柱焊焊接接头力学性能测试仅依靠扭力测试的单一性、以及板材与棒材不便于夹持等问题。
3、本发明结构合理，操作简单，造价低廉，可以在不需要拆卸试验机夹持机构的情况下，完成拉伸实验，降低了实验劳动强度，提高工作效率。`
附图说明
图1为上本体的主视图
图中：1-1螺孔；
图2为下本体的主视图
图中：2-1凹槽，2-2中心螺纹孔，2-3通孔；
图3为插销的主视图；
图4为中空圆柱体的主视图；
图5为螺柱焊焊接接头拉伸样的主视图；
图6为棒材拉伸样的主视图；
图7为板材拉伸样的主视图；
图8为夹持T形类试件的示意图，即上本体1+下本体2组合使用示意图；
图9为夹持工字形板材类试件的示意图，即下本体2+插销3组合使用示意图；
图10为夹持圆棒类试件的示意图，即上本体1+下本体2+中空圆柱体4或下本体2+中空圆柱体4组合使用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图4、图8所示，为本发明的一种多功能组合拉伸夹具，包括上本体1、下本体2；所述上本体1为大小直径的阶梯圆柱体，其中大直径端面沿轴线开有螺纹孔1-1，所述下本体2为大小直径的阶梯圆柱体，其中大直径端面沿轴向和径向开有截面为十字形凹槽2-1，十字形凹槽上端槽宽大于下端槽宽，下端凹槽中还设有直径大于槽宽的中心螺纹孔2-2，垂直下端凹槽相对的两面设有穿插插销3的径向通孔2-3，所述上本体1和下本体2的小直径圆柱体的圆周面上分别设有左右对称的两平面，平面上设有波纹。所述中心螺纹孔2-2中还配置有内外表面设有螺纹的不同内径的中空圆柱体4，同时中空圆柱体上下端面设有凹槽，便于装夹。所述螺纹孔1-1和中心螺纹孔2-2的螺纹与试验棒材6的螺纹相配匹。所述上本体1和下本体2的材质均为钢材，淬火后硬度达到54HRC即可，同时被拉伸试件的材质硬度应小于上、下本体硬度。所述插销3的长度大于所述下本体2大直径圆柱体的直径。
本发明的多功能组合拉伸夹具的使用方法，根据试件的类型夹具分为如下三种组合使用方法：
1、夹持圆棒类试件(图6中试验棒材6)的组合使用方法(参见图10)：
(1)组合方式二种：第一种，上本体1+下本体2+中空圆柱体4；
第二种，下本体2+中空圆柱体4
(2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把圆棒类试件的两端各套入中空圆柱体4，圆棒类试件螺纹与中空圆柱体4内螺纹有效配合，然后将圆棒类试件两端的中空圆柱体4，一端旋进上本体1螺纹孔1-1，另一端旋进下本体2中心螺纹孔2-2，或分别旋进两个下本体2中心螺纹孔2-2，再把上本体1或其中一个下本体2放入下夹头并紧固，随后下调上夹头并把另一下本体2夹持紧固，即可进行拉伸试验；
2、夹持T形类试件(图5中T形类试件5)的组合使用方法(参见图8)：
(1)组合方式：上本体1+下本体2
(2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把T形类试件上部套入下本体2的十字形凹槽2-1内，T形类试件下部螺纹旋入上本体1螺纹孔1-1，再把下本体2放入下夹头并紧固，下调上夹头并把上本体1夹持紧固，即可进行拉伸试验；
3、夹持工字形板材类试件(图7中工字形板材类试件7)的组合使用方法(参见图9)：
(1)组合方式：下本体2+插销3
(2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把工字形类试件的一端套入一个下本体2的十字形凹槽2-1内，使工字形类试件上开有的通孔与下本体2径向通孔2-3同轴线，并用插销3穿过下本体2径向通孔2-3，将工字形类试件固定，以相同的方式固定工字形类试件的另一端；再把一个下本体2放入下夹头并紧固，下调上夹头并把另一下本体2夹持紧固，即可进行拉伸试验。
结合附图8对本发明的一种用于试验机上螺柱焊焊接接头拉伸试样辅助拉伸夹具作进一步的详细描述，以M8螺柱为例。
参见图8，本发明的一种用于试验机上的M8螺柱焊焊接接头拉伸试样组合拉伸夹具，包括上本体1，下本体2。其中上本体1的主体为直径构成的圆柱体，其中直径圆柱内侧相对应的端面上存在螺孔，螺孔与M8螺柱拉伸样有效的配合，拉伸样的尺寸为M8ⅹ30mmⅹ17mm，直径圆柱体的45号调质钢基体与试验机的夹头相配合，下本体2的主体为直径构成的圆柱体，并且直径圆柱存在可以有效嵌入拉伸样的十字形凹槽2-1。
夹具使用时，首先在试验机上安装的夹持夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到一个合适的位置，紧接着把M8螺柱焊焊接接头拉伸样的下部套入下本体2的十字形凹槽2-1内，确保下板有效嵌入十字形凹槽2-1，然后使用带有螺孔的上本体1顺时针旋转，从而把螺柱嵌入上本体1。先把下本体2放入下夹头并紧固，随后下调上夹头并把上本体1夹持紧固，随后进行拉伸试验。
结合附图9对本发明专利的一种用于试验机上板材拉伸试样组合拉伸夹具作进一步的详细描述，以厚度4mm工形板材为例。
参见图9，本发明的一种用于试验机上板材拉伸试样组合拉伸夹具，包括两个下本体2、插销3。工字形板材拉伸样的尺寸为60mmⅹ25mmⅹ4mm，下本体2直径圆柱体的45号调质钢基体与试验机的夹头相配合，下本体2的主体为直径构成的圆柱体，并且直径圆柱存在可以有效嵌入拉伸样的十字形凹槽2-1。
夹具使用时，首先在试验机安装的夹持夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到一个合适的位置，紧接着把工字形板材拉伸样的一端套入一个下本体2的十字形凹槽2-1内，并用插销3穿过夹具通孔固定，再用相同的方式固定工字形板材的另一端。先把一个下本体2放入下夹头并紧固，随后下调上夹头并把另一下本体2夹持紧固，随后进行拉伸试验。
结合附图10对本发明的一种用于试验机上棒材拉伸试样组合拉伸夹具作进一步的详细描述，以直径6mm棒材为例。
参见图10，本发明的一种用于试验机上棒材拉伸试样组合拉伸夹具，包括两个下本体2、中空圆柱体4。棒材拉伸样的尺寸为下本体2直径圆柱体的45号调质钢基体与试验机的夹头相配合，下本体2的主体为直径构成的圆柱体，并且直径圆柱存在可以有效嵌入拉伸样的十字形凹槽2-1。
夹具使用时，首先在试验机安装的夹持夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到一个合适的位置，紧接着把棒材拉伸样的两端各套入中空圆柱体4，棒材螺纹与中空圆柱体4内螺纹有效配合，然后棒材两端分别旋进下本体2的圆柱槽，使两个下本体2的中心轴线为一条直线。先把一个下本体2放入下夹头并紧固，随后下调上夹头并把另一下本体2夹持紧固，随后进行拉伸试验，待实验结束，可用老虎钳去除棒材，若要更换中空圆柱体4，可以使用一字螺丝刀插入中空圆柱体4端面槽口进行拆卸。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种多功能组合拉伸夹具，包括上本体(1)、下本体(2)；其特征在于，所述上本体(1)为大小直径的阶梯圆柱体，其中大直径端面沿轴线开有螺纹孔(1-1)，所述下本体(2)为大小直径的阶梯圆柱体，其中大直径端面沿轴向和径向开有截面为十字形凹槽(2-1)，十字形凹槽上端槽宽大于下端槽宽，下端凹槽中还设有直径大于槽宽的中心螺纹孔(2-2)，垂直下端凹槽相对的两面设有穿插插销(3)的径向通孔(2-3)，所述上本体(1)和下本体(2)的小直径圆柱体的圆周面上分别设有左右对称的两平面，平面上设有波纹；
所述中心螺纹孔(2-2)中还配置有内外表面设有螺纹的不同内径的中空圆柱体(4)，同时中空圆柱体上下端面设有凹槽，便于装夹；
所述螺纹孔(1-1)和中心螺纹孔(2-2)的螺纹与试验棒材(6)的螺纹相配匹。
2.根据权利要求1所述的一种多功能组合拉伸夹具，其特征在于：所述上本体(1)和下本体(2)的材质均为钢材，淬火后硬度达到54HRC即可，同时被拉伸试件的材质硬度应小于上、下本体硬度。
3.根据权利要求1所述的一种多功能组合拉伸夹具，其特征在于：所述插销(3)的长度大于所述下本体(2)大直径圆柱体的直径。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的多功能组合拉伸夹具的使用方法，其特征在于，根据试件的类型夹具分为如下三种组合使用方法：
(1)、夹持圆棒类试件的组合使用方法：
1)组合方式二种：第一种，上本体(1)+下本体(2)+中空圆柱体(4)；
第二种，下本体(2)+中空圆柱体(4)；
2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把圆棒类试件的两端各套入中空圆柱体(4)，圆棒类试件螺纹与中空圆柱体(4)内螺纹有效配合，然后将圆棒类试件两端的中空圆柱体(4)，一端旋进上本体(1)螺纹孔(1-1)，另一端旋进下本体(2)中心螺纹孔(2-2)，或分别旋进两个下本体(2)中心螺纹孔(2-2)，再把上本体(1)或其中一个下本体(2)放入下夹头并紧固，随后下调上夹头并把另一下本体(2)夹持紧固，即可进行拉伸试验；
(2)、夹持T形类试件的组合使用方法：
1)组合方式：上本体(1)+下本体(2)；
2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把T形类试件上部套入下本体(2)的十字形凹槽(2-1)内，T形类试件下部螺纹旋入上本体(1)螺纹孔(1-1)，再把下本体(2)放入下夹头并紧固，下调上夹头并把上本体(1)夹持紧固，即可进行拉伸试验；
(3)、夹持工字形板材类试件的组合使用方法：
1)组合方式：下本体(2)+插销(3)；
2)使用方法：先在试验机安装上下夹头，随后将试验机的上夹头向上调整到合适的位置，接着把工字形类试件的一端套入一个下本体(2)的十字形凹槽(2-1)内，使工字形类试件上开有的通孔与下本体(2)径向通孔(2-3)同轴线，并用插销(3)穿过下本体(2)径向通孔(2-3)，将工字形类试件固定，以相同的方式固定工字形类试件的另一端；再把一个下本体(2)放入下夹头并紧固，下调上夹头并把另一下本体(2)夹持紧固，即可进行拉伸试验。
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