專利名稱：一種拉伸試驗夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬管材塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種拉伸試驗夾具。
背景技術(shù)：
薄壁管數(shù)控彎曲精確成形是多參數(shù)耦合交互作用下的復(fù)雜非線性過程，管材塑性 本構(gòu)參數(shù)的準(zhǔn)確性是影響管材數(shù)控彎曲有限元數(shù)值模擬質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。薄壁管材的 塑性本構(gòu)參數(shù)難以從手冊直接查得，而且即使對同一牌號、同一規(guī)格的管材塑性本構(gòu)參數(shù) 也可能存在差異，同時材料的成形性能受到成形模式的影響。目前，大都采用單向拉伸試驗 法確定管材的塑性本構(gòu)參數(shù)，簡單易行。在拉伸試驗國家標(biāo)準(zhǔn)中，管材的材料力學(xué)性能參數(shù)是通過從管材上直接截取全壁 厚縱向弧形試樣或整個管段進行單向拉伸試驗而獲得的。對于大口徑厚壁管來說，進行整 管拉伸雖然能夠保證管材試樣在拉伸試驗中處于單向應(yīng)力狀態(tài)而獲得準(zhǔn)確的本構(gòu)關(guān)系，但 需要大的夾具和很大的液壓，試驗實施困難。管壁厚度大于o. 5mm的管材一般采用縱向弧 形試樣。由于大部分液壓脹形用管材的壁厚都大于0. 5mm,因此都將采用縱向弧形試樣進行 單向拉伸試驗。由于弧形試樣的兩端不是平板狀，在試驗機上夾持時需壓平弧形試樣的兩 端夾持部分，導(dǎo)致在拉伸的過程中管材試樣夾持端被夾平而引起管材性能變化，因而得到 的力學(xué)性能參數(shù)與真實值存在較大偏差。另外，在弧形段被夾平的過程中，試樣容易發(fā)生偏 移，造成上下夾具中心線和試樣中心線不平行，試樣在拉伸過程中產(chǎn)生偏心力，致使拉伸試 驗獲得的材料參數(shù)不準(zhǔn)確。
發(fā)明內(nèi)容為了克服管材試樣在裝夾時容易發(fā)生偏移和避免管材試樣夾持端被夾平所引起 的管材性能變化，本發(fā)明提出了一種拉伸試驗夾具。本發(fā)明包括兩個凸模夾具、兩個凹模夾具、上定位板、下定位板、兩個凸模墊塊和 兩個凹模墊塊；凹模夾具和凸模夾具的外形和結(jié)構(gòu)相同，方向相反。兩個凹模夾具、兩個凹 模墊塊、兩個凸模夾具和兩個凸模墊塊組成為一個整體夾具，將兩個凸模墊塊分別固定在 兩個凸模夾具的安裝面上；將兩個凹模墊塊分別固定在兩個凹模夾具的安裝面上，并使凸 模墊塊的凸弧面與凹模墊塊的凹弧面配合成為一對夾具；將上定位板和下定位板分別固定 在兩個凸模夾具的側(cè)表面上。拉伸試驗夾具通過凸模夾具凸緣和凹模夾具凸緣與試驗機連 接定位；定位板上加工有標(biāo)尺，根據(jù)管材試樣夾持端弦長寬度方向的尺寸調(diào)整定位板，以保 證管材試樣中心線與上下夾具的中心線平行。拉伸試驗夾具通過凸模夾具凸緣和凹模夾具 凸緣與試驗機連接定位。所述的在凹模夾具的平面上有凹模墊塊的安裝孔，在凸模夾具的平面上有凸模墊 塊的安裝孔；在凹模夾具和凸模夾具的一側(cè)表面分別有下定位板的安裝孔。所述的凹模夾具和凸模夾具的另一個表面為階梯面，分別形成了凹模夾具凸緣和 凸模夾具凸緣。
3[0008]所述的凹模墊塊的一個表面為平面，另一個表面中部為凹弧面；凹模墊塊的圓弧 半徑與管材試樣外徑一致；凹弧面上加工有齒紋，在凹模墊塊上的安裝孔與凹模夾具上的 安裝孔對應(yīng)。凸模墊塊的一個表面為平面，另一個表面中部為凸弧面，凸模墊塊的圓弧半徑 與管材試樣內(nèi)徑一致；凸弧面上加工有齒紋，并且該凸弧面的曲率與外形同凹模墊塊的凹 弧面的曲率與外形一致。本發(fā)明通過一對有弧形齒面的凹模墊塊和凸模墊塊將管材試樣牢牢地卡在兩夾 頭之間，避免了管材試樣受負載后打滑；本發(fā)明是一種適用于管材試樣的拉伸試驗夾具。通過一對有弧形面的凹模墊塊和 凸模墊塊將管材試樣牢牢地卡在兩夾頭之間，避免管材試樣夾持端在被夾平后所產(chǎn)生的偏 心距。本發(fā)明中，采取兩個上下位置一致的定位板，根據(jù)管材試樣夾持端弦長方向?qū)挾日{(diào)整 定位板的位置，確保管材試樣和整體夾具的同心軸在豎直方向上，且試驗機夾具對管材試 樣的作用力是單一方向上的拉力，以避免在管材試樣上產(chǎn)生一個附加彎矩，從而影響管材 試樣的均勻單向拉伸。本發(fā)明中相互配合的一對凹模墊塊和凸模墊塊均為弧形齒面，通過該弧形齒面避 免了管材試樣夾持端被夾平所引起的管材性能變化，從而能夠更為準(zhǔn)確地測試管材的拉伸 性能，為材料與模具設(shè)計加工、有限元仿真提供真實可靠的材料力學(xué)性能參數(shù)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的拉伸夾具總裝配示意圖。圖2是本發(fā)明的拉伸夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的拉伸夾頭的裝配示意圖。圖4是本發(fā)明的凸模夾具的裝配示意圖。圖5是本發(fā)明的凹模夾具的裝配示意圖。圖6是本發(fā)明的凹模墊塊的剖面示意圖。圖中1.凸模墊塊2.凹模夾具3.凸模夾具4.上定位板5.管材試樣6.下定 位板7.螺釘8.凹模墊塊9.凸模夾具凸緣10.凹模夾具凸緣11.標(biāo)尺12.中心線
具體實施方式
本實施例是一種適用于管材試樣的拉伸試驗夾具，通過該拉伸試驗夾具能夠獲得 準(zhǔn)確的管材力學(xué)性能參數(shù)。如圖1和圖2所示，本實施例包括由兩個凹模夾具2、兩個凹模墊塊8、兩個凸模夾 具3和兩個凸模墊塊1組成的整體夾具，以及上定位板4、下定位板6和螺釘7。其中，一個凹模夾具2和一個凸模夾具3相互配合成為一對夾具；凹模夾具2和凸 模夾具3的外形和結(jié)構(gòu)相同，方向相反；凹模夾具2和凸模夾具3上各有一個表面為平面， 并且在凹模夾具2的平面上有凹模墊塊8的安裝孔，在凸模夾具3的平面上有凸模墊塊1 的安裝孔；凹模夾具2和凸模夾具3的另一個表面為階梯面，分別形成了凹模夾具凸緣10 和凸模夾具凸緣9，以便于與試驗機進行裝配；在凹模夾具2和凸模夾具3的一側(cè)表面中間 分別有兩個下定位板6的安裝孔，并在下定位板6的安裝孔之間有中心線12，以便于下定位板6的準(zhǔn)確定位。凹模墊塊8和凸模墊塊1均為板件。凹模墊塊8的一個表面為平面，另一個表面 中部為凹弧面，在凹模墊塊8上的安裝孔與凹模夾具2上的安裝孔對應(yīng)；凸模墊塊1的一個 表面為平面，另一個表面中部為凸弧面，并且該凸弧面的曲率與外形同凹模墊塊8的凹弧 面的曲率與外形一致；凹模墊塊8和凸模墊塊1的曲率同管材試樣的曲率一致。下定位板 6為“L”形板。在下定位板6的板面上有條形螺釘孔，并在改板面上刻有標(biāo)尺11。將一個凸模墊塊1通過螺釘7固定在一個凸模夾具3的安裝面上；將一個凹模墊 塊8通過螺釘7固定在一個凹模夾具2的安裝面上，并使凸模墊塊1的凸弧面與凹模墊塊 8的凹弧面配合，形成了一對夾具；將下定位板6通過自身的條形螺釘孔固定在一個凸模夾 具3的側(cè)表面上，將上定位板4通過自身的條形螺釘孔固定在一個凸模夾具3的側(cè)表面上， 并保證上定位板4與下定位板6上下位置一致。在使用本實施例時，用螺釘7分別將凸模墊塊1固定在凸模夾具3上，將凹模墊塊 8固定在凹模夾具2上。根據(jù)管材試樣5夾持端弦長方向?qū)挾葘⑾露ㄎ话?緊固在凸模夾 具3上，并保證上定位板4與下定位板6上下位置一致。拉伸夾具通過凸模夾具凸緣9和 凹模夾具凸緣10與拉伸試驗機進行裝配。將管材試樣放入由兩個凹模夾具2、兩個凹模墊 塊8、兩個凸模夾具3和兩個凸模墊塊1組成的整體夾具內(nèi)，并使管材試樣5的下端部與下 定位板6貼齊，上端部與上定位板4貼齊，開動拉伸試驗機，加緊拉伸夾具并進行試驗。本實施例中所采用試樣的為管材試樣，并且該管材試樣滿足中華人民共和國國家 標(biāo)準(zhǔn)GB/T 228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》所制定的標(biāo)準(zhǔn)。試驗所用的材料拉伸 試驗機型號為CMT5205。
權(quán)利要求一種拉伸試驗夾具，其特征在于，所述的拉伸試驗夾具包括由兩個凹模夾具(2)、兩個凹模墊塊(8)、兩個凸模夾具(3)和兩個凸模墊塊(1)組成的整體夾具，以及上定位板(4)、下定位板(6)和螺釘(7)；將兩個凸模墊塊(1)分別固定在兩個凸模夾具(3)的安裝面上；將兩個凹模墊塊(8)分別固定在兩個凹模夾具(2)的安裝面上，并使凸模墊塊(1)的凸弧面與凹模墊塊(8)的凹弧面配合成為一對夾具；將上定位板(4)和下定位板(6)分別固定在兩個凸模夾具(3)的側(cè)表面上；定位板上加工有標(biāo)尺。
2.如權(quán)利要求1所述一種拉伸試驗夾具，其特征在于，在凹模夾具(2)的平面上有凹 模墊塊(8)的安裝孔，在凸模夾具(3)的平面上有凸模墊塊(1)的安裝孔；在凹模夾具(2) 和凸模夾具(3)的一側(cè)表面分別有下定位板(6)的安裝孔。
3.如權(quán)利要求1所述一種拉伸試驗夾具，其特征在于，凹模夾具(2)和凸模夾具(3)的 另一個表面為階梯面，分別形成了凹模夾具凸緣(10)和凸模夾具凸緣(9)。
4.如權(quán)利要求1所述一種拉伸試驗夾具，其特征在于，凹模墊塊(8)的一個表面為平 面，另一個表面中部為凹弧面，并且該凹弧面上加工有齒紋；凹模墊塊(8)上的安裝孔與凹 模夾具(2)上的安裝孔對應(yīng)；凸模墊塊(1)的一個表面為平面，另一個表面中部為凸弧面， 凸弧面上加工有齒紋，并且該凸弧面的曲率與外形同凹模墊塊(8)的凹弧面的曲率與外形 一致。
5.如權(quán)利要求2所述一種拉伸試驗夾具，其特征在于，凹模夾具(2)和凸模夾具(3)的 外形和結(jié)構(gòu)相同，方向相反。
6.如權(quán)利要求2所述一種拉伸試驗夾具，其特征在于，拉伸試驗夾具通過凸模夾具凸 緣(9)和凹模夾具凸緣(10)與試驗機連接定位。
專利摘要本實用新型公開了一種拉伸試驗夾具，包括由兩個凹模夾具、兩個凹模墊塊、兩個凸模夾具和兩個凸模墊塊組成的整體夾具，以及上定位板和下定位板。兩個凸模墊塊分別固定在兩個凸模夾具的安裝面上；兩個凹模墊塊分別固定在兩個凹模夾具的安裝面上，并使凸模墊塊的凸弧面與凹模墊塊的凹弧面配合成為一對夾具。將上定位板和下定位板分別固定在兩個凸模夾具的側(cè)表面上。拉伸試驗夾具通過凸模夾具凸緣和凹模夾具凸緣與試驗機連接定位。本實用新型適用于管材試樣，能夠穩(wěn)固的固定管材試樣，并且避免了管材試樣兩端被夾平所引起的管材性能變化，從而獲得準(zhǔn)確的管材拉伸性能，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便可靠的特點。
文檔編號G01N3/04GK201607366SQ20102010916
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者任寧, 李恒, 楊合, 詹梅 申請人:西北工業(yè)大學(xué)