高分子材料I型断裂韧性试样成型模具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高分子材料I型断裂韧性试样成型模具，包括模具本体，所述模具本体上以内凹方式开设有至少一个试样型腔，所述成型模具还包括有对应试样型腔的刀片，所述刀片的刀刃从试样型腔的边部壁面延伸至试样型腔的内部，所述试样型腔用于将高分子材料浇铸成断裂韧性测试用的试样本体，所述刀片用于在试样本体上获得断裂韧性测试的裂纹。本实用新型专利技术使试样本体在浇铸成型的时候连同裂纹一体成型，使试样有效、可靠地实现一次性成型，且其成型结构以易控制、可控制、精控制的客观标准为准，具有试样质量高、稳定性好、可靠性高、成型难度小、成品率高、可重现性好、经济性好、实用性强等特点。

Polymer material I type fracture toughness sample forming die

The utility model discloses a polymer material I type fracture toughness specimen molding die comprises a die body, wherein the die body within the concave way is provided with at least one sample cavity, the mold comprises a corresponding sample cavity of the blade, the blade inside the blade from the edge of the wall specimen the cavity surface extends to the sample cavity, the sample cavity for the sample body cast into polymer material fracture toughness test, the blade is used to obtain the crack fracture toughness test specimens in the body. The utility model makes the body when casting specimens with crack forming one, the implementation of the one-time molding samples effectively and reliably, and the molding structure with easy control, objective standard control, precision control as the standard samples with high quality, good stability, high reliability, small difficulty, high rate of finished product molding, good reproducibility and good economic performance and strong practicality.

【技术实现步骤摘要】
高分子材料I型断裂韧性试样成型模具
本技术涉及高分子材料试样产品成型模具，具体是一种高分子材料I型断裂韧性试样成型模具。
技术介绍
断裂韧性是指材料抵抗裂纹扩展断裂的韧性性能，它是材料力学性能的重要指标之一。正确地确定材料断裂韧性性能对材料的选择、评价以及研究改性规律都具有十分重要的意义，这尤其以高分子材料最为凸显。断裂韧性指标已成为研究高分子材料断裂力学和表征材料力学性能的必不可少参数。高分子材料的断裂韧性测试包括多项内容。其中，高分子材料的I型断裂韧性（即断裂韧性的K1c项目和G1c项目）的测试技术标准主要是以美国标准《ASTMD5045》的规定实现的。在《ASTMD5045》标准中，高分子材料的I型断裂韧性测试，是通过在试样本体上预制锋利裂纹的方式实现的。目前，高分子材料I型断裂韧性测试作业的试样成型方式主要是，参见图1所示，先通过模具浇铸成型一矩形结构的试样本体10，再在试样本体10的一个长边上（通常在长边中间部位）开设一具有锥形底部的缺口11，然后将单面刀片插入缺口11的锥形底部位置中，最后采用软木锤等工具轻轻敲击刀片的背面、在缺口11底部的试样本体10上获得裂纹12（也可通过对单面刀片的割划或拉锯的方式获得裂纹），裂纹12的深度不得小于缺口11锥形底部半径的两倍。在上述试样的成型方式中，裂纹是以人工再加工的方式成型于初品的试样本体上的，此种裂纹成型的质量和精度主要取决于作业人员的主观经验，其力度很难拿捏、掌控，这尤其以脆性大、硬度大的高分子塑料材料（例如环氧树脂、环氧胶黏剂等）最为明显，从而使得所获得的裂纹难以满足预期技术要求，不利于测试作业精准、可靠地实现。另外，上述成型方式还存在试样本体易断裂、成品率低及数据重现性差等技术问题，不够稳定、可靠、实用。
技术实现思路
本技术的技术目的在于：针对上述测试作业的特殊性及现有试样成型技术的不足，提供一种能够将试样一次性且以客观标准成型、试样质量高、成型难度小、成品率高、可重现性好、经济实用的高分子材料I型断裂韧性试样成型模具。本技术实现其技术目的所采用的技术方案是：一种高分子材料I型断裂韧性试样成型模具，包括模具本体，所述模具本体上以内凹方式开设有至少一个试样型腔，所述成型模具还包括有对应试样型腔的刀片，所述刀片的刀刃从试样型腔的边部壁面延伸至试样型腔的内部，所述试样型腔用于将高分子材料浇铸成断裂韧性测试用的试样本体，所述刀片用于在试样本体上获得断裂韧性测试的裂纹。作为优选方案，所述试样型腔的边部所对应的模具本体上开设有刀片槽，所述刀片嵌装在模具本体上的刀片槽内、刀片的刀刃延伸至试样型腔内部。进一步的，所述模具本体的刀片槽宽度大于刀片的厚度，所述刀片槽内设有填充刀片槽并夹持刀片的弹性垫块。作为优选方案，所述刀片通过固定于模具本体上、处在刀片两侧表面的第一固定块和第二固定块夹持固定。进一步的，所述第一固定块和第二固定块分别为U型块结构。作为优选方案，所述模具本体主要由下模具和上模具组成，所述上模具上开设有至少一个匹配试样型腔的长条通孔，所述下模具封堵在上模具的底面，所述下模具的顶面与所述上模具的长条通孔组成试样型腔。进一步的，所述下模具和上模具通过多根锁紧螺钉连接组合在一起。本技术的有益技术效果是：1.本技术通过在模具本体的试样型腔内预先布置形成测试技术要求的裂纹的刀片，从而使测试作业用的试样本体在浇铸成型的时候连同裂纹一体成型，使试样有效、可靠地实现一次性成型，且其成型结构以易控制、可控制、精控制的客观标准为准，杜绝了现有技术因后序加工裂纹而存在的一系列弊病，其具有试样质量高、稳定性好、可靠性高、成型难度小、成品率高、可重现性好、经济性好、实用性强等特点；2.本技术的刀片布置结构，既能使刀片轻松、容易地布置在模具本体上，有效地确保所浇铸成型的试样本体上可靠地形成设计要求的裂纹结构，又能有效地降低刀片在模具本体上的脱模难度，亦有效地提高刀片在模具本体上的装夹精度，对高粘接性的高分子塑料材料具有较强的针对性，有利于提高模具本体的可重复使用性能；3.本技术的刀片装夹结构，既具有良好的稳定性，又具有良好的可调整性，稳定性和灵活性好，有利于使刀片进一步的实现高精度装夹；4.本技术的模具本体结构有效的增强了其脱模操作的便利性，有利于提高试样成品的效率，亦有利于提高试样的成型精度，经济性得到进一步的提高，实用性得到进一步的增强。附图说明图1是现有成型方式所成型高分子材料I型断裂韧性试样的结构示意图。图2是本技术的结构示意图。图中代号含义：1—下模具；2—上模具；3—试样型腔；4—刀片；5—弹性垫块；6—第一定位块；7—第二定位块；8—第一锁紧螺钉；9—第二锁紧螺钉；10—试样本体；11—缺口；12—裂纹。具体实施方式本技术为高分子材料（尤其是高分子塑料材料，例如环氧树脂、环氧胶黏剂等）I型断裂韧性测试作业用的试样的成型模具，下面以多个实施例对本技术的技术方案进行详细、充分的说明，在这些实施例中，实施例1对照附图进行，其它实施例未单独绘制附图、但可参考实施例1的附图。实施例1本技术包括模具本体和刀片4。其中，模具本体主要由板状结构的下模具1和上模具2组成。上模具2的宽度方向上开设有匹配测试作业所要求试样尺寸的多个（六个）长条通孔，即每个长条通孔的结构尺寸应当与测试作业所要求试样的试样型腔3的结构尺寸相匹配；上模具2的长条通孔外围开设有多个螺钉孔。下模具1上开设有多个与上模具2上的螺钉孔相对应且匹配的螺钉孔；下模具1布置在上模具2的底面上，上模具2和下模具1上的螺钉孔形成两两对应，上模具2和下模具1通过各两两对应的螺栓孔内所穿装的第一锁紧螺钉8连接组合在一起，由下模具1将上模具2上的长条通孔实现封堵，组合在一起的下模具1的顶面与上模具2的长条通孔组成试样型腔3，即试样型腔3以内凹方式成型于模具本体上；每一试样型腔3应当与测试作业所要求的试样本体的结构尺寸相匹配。上述每一试样型腔3的一个长边的中间部位所对应的模具本体-上模具2上内凹开设有刀片槽。模具本体上的刀片槽深度至少与所对应试样型腔3的深度相一致，即刀片槽的深度至少是大于所对应试样型腔3的深度的。为了防止高粘接性的高分子材料在浇铸成型过程中对模具本体可重复使用性能的影响，及方便刀片4在刀片槽内的嵌装插入和脱模取出，要求模具本体上的刀片槽的宽度大于所装夹刀片4的厚度，通常刀片槽的宽度为0.3～20mm（例如1mm、5mm、10mm、15mm或20mm等），在刀片槽内设有弹性垫块5（其以弹性橡胶或塑料成型，例如氟橡胶或聚四氟乙烯等），由弹性垫块5填充刀片槽内的装夹空间并将刀片4夹持固定在刀片槽内，当然，弹性垫块5的两端应当与试样型腔3的壁面齐平，不得影响试样型腔3的浇铸空间；可拆卸的弹性垫块5既能确保刀片4可靠地精准装夹，又能有效地增大刀片槽的装夹空间，便于实现刀片4的脱模取出及刀片槽的清洁处理。另外，在刀片槽两侧的模具本体上各开设有一个螺钉孔（该每一螺钉孔由开设有于上模具2和下模具1上两两对应的螺钉孔组成，当然，也可仅开设于上模具上，但将增大组模难度），每一螺钉孔内穿装有长度较长的第二锁紧螺钉9；在刀片槽两侧的上模具2顶面设有相对应的第一固定块6和第二固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子材料I型断裂韧性试样成型模具，包括模具本体，所述模具本体上以内凹方式开设有至少一个试样型腔（3），其特征在于：所述成型模具还包括有对应试样型腔（3）的刀片（4），所述刀片（4）的刀刃从试样型腔（3）的边部壁面延伸至试样型腔（3）的内部，所述试样型腔（3）用于将高分子材料浇铸成断裂韧性测试用的试样本体，所述刀片（4）用于在试样本体上获得断裂韧性测试的裂纹。

【技术特征摘要】
1.一种高分子材料I型断裂韧性试样成型模具，包括模具本体，所述模具本体上以内凹方式开设有至少一个试样型腔（3），其特征在于：所述成型模具还包括有对应试样型腔（3）的刀片（4），所述刀片（4）的刀刃从试样型腔（3）的边部壁面延伸至试样型腔（3）的内部，所述试样型腔（3）用于将高分子材料浇铸成断裂韧性测试用的试样本体，所述刀片（4）用于在试样本体上获得断裂韧性测试的裂纹。2.根据权利要求1所述高分子材料I型断裂韧性试样成型模具，其特征在于：所述试样型腔（3）的边部所对应的模具本体上开设有刀片槽，所述刀片（4）嵌装在模具本体上的刀片槽内、刀片（4）的刀刃延伸至试样型腔（3）内部。3.根据权利要求2所述高分子材料I型断裂韧性试样成型模具，其特征在于：所述模具本体的刀片槽宽度大于刀片（4）的厚度，所述刀片槽内设有填充刀片槽并夹持刀片（4）的弹性垫块...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟保利，周百能，李文可，
申请(专利权)人：四川东树新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51