一種便捷的板材高溫拉伸夾具設(shè)計

供稿|孫威，苗以升，司慧佳，郭明陽，房闊，岑耀東

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針對傳統(tǒng)銷釘式拉伸夾具存在的一些弊端，本文設(shè)計了一種便捷的板材高溫拉伸夾具，詳細的介紹了這種板材高溫拉伸夾具的設(shè)計以及操作過程。改進后的板材高溫拉伸夾具不僅可以解決夾持范圍不可調(diào)、拉伸過程板材需打孔且打孔位置容易拉豁口的技術(shù)問題，而且能夠滿足不同厚度的板材高溫拉伸實驗，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。

由于板材在生產(chǎn)出來后往往要進行高溫拉伸實驗[1]，測定板材的高溫拉伸性能[2]，而在板材高溫拉伸實驗中，一般將板材試件與高溫拉伸夾具同時置于高溫箱內(nèi)，所以對于夾具的選擇，既要求夾緊試件，又要盡量減小體積[3]。而傳統(tǒng)的銷釘式拉伸夾具需要在板材夾持端打孔，通過銷釘固定板材試件，因而通常容易出現(xiàn)板材夾持端的開孔位置拉豁口、試樣銷孔處變形等問題[4-6]。針對此類情況，本文設(shè)計了一種便捷的板材高溫拉伸夾具[8]。

夾具的結(jié)構(gòu)介紹

新型便捷的板材高溫拉伸夾具的設(shè)計目的是通過對現(xiàn)有夾具進行改進及優(yōu)化從而解決目前使用中存在的問題。該新型便捷的板材高溫拉伸夾具包括夾頭、夾塊和螺旋頂桿等部件。夾頭一端自端面向內(nèi)開有夾持槽，夾持槽為楔形槽且能夠容置夾塊；另一端有螺紋通孔。螺旋頂桿一端用于連接萬能試驗機；另一端與螺紋通孔螺紋連接并伸入至夾持槽內(nèi)，夾持槽具有第一側(cè)斜面，在第一側(cè)斜面上布設(shè)有向外凸起的若干第一防滑鋸齒；夾塊具有第二側(cè)斜面和平面，且第一側(cè)斜面與平面呈夾角設(shè)置，第二側(cè)斜面上布設(shè)有向外凸起的第二防滑鋸齒，平面上布設(shè)有向外凸起的若干第三防滑鋸齒。旋轉(zhuǎn)螺旋頂桿，螺旋頂桿能夠推動夾塊在夾持槽內(nèi)朝向夾持槽的開口端移動，并使得第三防滑鋸齒與板材緊密接觸，同時第一防滑鋸齒卡緊于第二防滑鋸齒，從而鎖定夾塊位置。新型便捷的板材高溫拉伸夾具的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

圖 1 新型高溫拉伸夾具結(jié)構(gòu)示意圖

圖 2 板材高溫拉伸夾具夾頭的結(jié)構(gòu)示意圖

其中夾頭為帶有夾持槽的長方體，且夾頭是貫通的，如圖2所示。螺旋頂桿包括連接桿和連接塊，連接塊固定設(shè)于連接桿上，二者組成一體結(jié)構(gòu)，而且連接塊可以限制螺旋頂桿的軸向位移，如圖3所示。

圖 3 板材高溫拉伸夾具螺旋頂桿：(a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)實物圖

夾塊內(nèi)側(cè)有防滑鋸齒，它可以和夾持槽內(nèi)側(cè)的防滑鋸齒相互嚙合，從而起到固定板材的作用，如圖4所示。

目前已經(jīng)運用在實驗室的最終成品如圖5所示。

圖 4 板材高溫拉伸夾具夾塊的結(jié)構(gòu)示意圖

圖 5 板材拉伸夾具的實物圖：(a)夾持試樣；(b)拉伸夾具與萬能試驗機的裝配圖

首先將板材夾持在夾塊中間，然后將螺旋頂桿的一端連接萬能試驗機，另一端與螺紋通孔螺紋連接，再旋轉(zhuǎn)螺旋頂桿，螺旋頂桿就能夠推動夾塊在夾持槽內(nèi)朝向開口端移動，由于夾持槽和夾塊對應(yīng)防滑鋸齒的嚙合，當(dāng)萬能試驗機提供拉伸板材的拉力時，夾塊就不會跟隨板材移動，從而起到拉伸的作用。當(dāng)完成拉伸實驗，需再次旋轉(zhuǎn)螺旋頂桿，然后用工具取下板材，完成實驗。

結(jié)束語

新型便捷的板材高溫拉伸夾具不僅可以解決板材高溫拉伸夾具的夾持范圍不可調(diào)、拉伸過程板材需打孔且打孔位置容易拉豁口的技術(shù)問題，而且能夠滿足不同厚度的板材高溫拉伸實驗，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。