一种微试样夹持装置和夹持方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种微试样夹持装置和夹持方法，所述夹持装置包括：夹持部件、调节部件、吸附部件和真空泵；夹持部件为上部敞口、下部开孔的内螺纹套筒，调节部件为中间贯通的外螺纹套筒，夹持部件与调节部件通过配合螺接围合形成腔体，调节部件内部设置台阶，吸附部件包括中空芯杆，在中空芯杆的底部套接有用于吸附微试样的吸盘，在所述中空芯杆下部设置与台阶配合的凸台，所述吸附部件贯穿于所述腔体通过气管与真空泵连接。本发明专利技术夹持装置通过夹持部件与调节部件实现对吸附部件的固定和高度调整，同时通过吸附部件上的双层吸盘实现对微试样的稳定夹持，以便在金相研磨机上进行加工，操作简单，提高效率和精度，不会对试样造成变形等损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种微试样夹持装置的夹持方法
本专利技术属于试样力学性能测试领域，具体涉及一种用于夹持微试样进行金相研磨的微试样夹持装置的夹持方法。
技术介绍
火电、核电、石油化工及冶金行业中有大量的在役压力容器和管道，这些压力容器和管道的材料长期在某种环境(高温、腐蚀等)下服役后会受到不同程度的损伤，为了客观评价设备的安全性并预测设备的剩余寿命，则必须准确获得其材料的力学性能。最有效也是最准确的做法是对设备进行有损的试样割取，然后按常规的方法进行材料各种性能的测试评定，但这种做法对原结构有明显的损伤与破坏，常常限制了在役设备的评定。因此，目前已逐渐采用微试样技术，即从设备上取下不足以对设备构成损伤的较小试样，然后对其进行研究，这样才能解决上述问题，真正评价设备安全性。如图7所示为微试样法(液压鼓胀法)的测试原理图，微试样20由上夹具21和下夹具22夹持固定，在微试样20上施加荷载P，通过位移传导装置23和位移传感器来测试其位移，因为其微小的试样尺寸，更简单的实验设备，更真实的加载方式，更少的影响因子，更可靠的实验数据，具有更加广泛的应用前景。在工程实际中，从在役设备取样时，可能会出现试样厚度不一的情况，而对微试样技术(小冲杆，液压鼓胀)微试样试验对试样厚度具有极高的敏感性，因此考虑试样厚度对试验结果的影响是必要的。由于微试样法所采用的试样尺寸极小，试样半径通常为几毫米，而厚度仅为几百微米。通过试样厚度非均匀性的数值模拟结果可知，不但厚度的大小会对爆破片的爆破压估算产生很大的影响，而且厚度的非线性也是不可忽略的。因此在进行试样制备时，加工精度要求非常高，试样的两个表面要求具有很好的光洁度和平行度，并且试样最终要具有良好的表面粗糙度。在传统的试样加工中，采用线切割加手工研磨的方法来制备试验所需的试样。线切割方法相较于一般的手工锯条或砂轮切割，其优点在于不仅切割面相对平整光滑，而且在一般材料和切割环境下的切割影响层很薄，仅为0.01～0.02mm左右，而这种加工方法的缺陷在于只能加工直径偏小，厚度偏大的试样，如在小冲杆试验中要制备0.5mm厚的试样时先要将棒材线切割为0.6mm的薄片，对于大部分不锈钢材料而言存在导热差、线膨胀系数大的问题，因此采用磨床磨削容易产生变形，故只能利用水砂皮手工研磨直至要求厚度，这不仅大大增加了劳动强度并且加工精度也得不到保证。在过去传统的小试样夹持装置往往采用微动连接，如在工装侧面开槽并用螺栓紧固，这种方法对螺栓紧固力的要求很高，紧固力小导致夹持不稳定，紧固力过大会造成试样变薄之后的弯曲变形。
技术实现思路
为了解决线切割后微试样的精加工问题，本专利技术的目的在于提供一种微试样夹持装置的方法，使夹持装置通过夹持部件与调节部件实现对吸附部件的固定和高度调整，同时通过吸附部件上的双层吸盘实现对微试样的稳定夹持，以在金相研磨机上进行加工，操作简单，提高效率和精度，不会对试样造成变形等损伤。本专利技术的技术解决方案如下：一种微试样夹持装置的夹持方法，其特征在于，所述方法应用所述的微试样夹持装置完成夹持，包括如下步骤：将要研磨的试样装入夹持部件底部的沉孔内，打开真空泵，通过吸附部件的吸盘吸住该试样，选择砂纸，先粗磨再逐级研磨，磨削一段时间后旋转装置方向，完成粗磨后更换砂纸进行抛光；其中，所述的微试样夹持装置包括：夹持部件1、调节部件2、吸附部件3和真空泵；所述夹持部件1为上部敞口、下部开孔的内螺纹套筒，所述调节部件2为中间贯通的外螺纹套筒，所述夹持部件1与调节部件2通过螺接配合形成腔体，所述调节部件2内部设置台阶15；所述吸附部件3包括中空芯杆5，在所述中空芯杆5的底部套接有用于吸附微试样的吸盘6，在所述中空芯杆5下部设置与所述台阶15配合并用于支撑调节部件2的凸台7，所述凸台7的外径与夹持部件的内径相适应，所述吸附部件3贯穿于所述腔体，通过气管与真空泵连接。本专利技术所述的微试样为金属试样，优选的是，厚度为0.3～0.5mm,直径为10～20mm的金属试样。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述中空芯杆5底部边缘设置外凸缘，所述吸盘6设置有与所述外凸缘配合套嵌的内凹槽。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述吸盘6为硅胶吸盘，所述硅胶吸盘上部为硅胶套接件8，所述硅胶吸盘下部为双层吸盘9。所述双层吸盘直径，优选的是，2/3试样直径<吸盘直径<4/5试样直径。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述夹持部件1的下部开孔孔径小于硅胶套接件8的外径而大于双层吸盘9的口径。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述夹持部件1内表面的下部设置有定位肩。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述吸附部件3的中空芯杆5通过气嘴接头与所述真空泵连接。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述夹持部件1底部设置用于平衡试样磨削时所产生的剪切力的沉孔，所述沉孔与中空芯杆的通孔和夹持部件的下部开孔同轴。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述沉孔的深度为0.1mm～0.3mm,优选0.2mm。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述调节部件2设置有与调节部件外螺纹配合的锁紧螺母。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述调节部件的外螺纹套筒的长度大于夹持部件的内螺纹套筒的内腔深度。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述中空芯杆5底部边缘的外凸缘粗糙度小于3.2。根据本专利技术所述的微试样夹持装置的夹持方法，所述夹持部件1的外围的下部为外六角，方便装卸与紧固。本专利技术提供的微试样的夹持方法所应用的微试样夹持装置，其包括：夹持部件、调节部件、吸附部件和真空泵；所述夹持部件为上部敞口、下部开孔的内螺纹套筒，所述调节部件为中间贯通的外螺纹套筒，所述夹持部件与调节部件配合螺接围合形成腔体，所述调节部件内部设置台阶；所述吸附部件包括中空芯杆，在所述中空芯杆的底部套接有用于吸附微试样的吸盘，在所述中空芯杆下部设置与所述台阶配合并用于支撑调节部件的凸台，所述凸台的外径与夹持部件的内径相适应，所述吸附部件贯穿于所述腔体通过气管与真空泵连接。本专利技术所述的微试样为金属试样，优选的是，厚度为0.3～0.5mm,直径为10～20mm的金属试样。本专利技术提供的微试样的夹持方法所应用的微试样夹持装置，优选的是，所述中空芯杆底部边缘设置外凸缘，所述吸盘设置有与所述外凸缘配合套嵌的内凹槽。本专利技术提供的微试样的夹持方法所应用的微试样夹持装置，优选的是，所述吸盘为硅胶吸盘，所述硅胶吸盘上部为硅胶套接件，所述硅胶吸盘下部为双层吸盘。本专利技术提供的微试样的夹持方法所应用的微试样夹持装置，优选的是，所述夹持部件的下部开孔孔径小于硅胶套接件的外径而大于双层吸盘的口径。为了保证所述微试样夹持装置部件配合紧密以及抽气时的气密性，吸盘采用硅胶开内腔与芯杆底部边缘的外凸缘嵌套配合，前部采用双层吸盘不仅可以使吸附力更大，也可使试样在磨削过程中有一定的弹性操作空间。硅胶吸盘结构设计时：(1)吸盘口径确定要合适：2/3试样直径<吸盘直径<4/5试样直径，吸盘口径过大会超出试样直径这样会导致精加工时磨削冷却液吸入造成真空泵的损坏；(2)吸盘褶皱部分的尺寸直接决定了研磨时加压后弹性操作空间的大小，吸盘在抽真空后褶皱会完全变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微试样夹持装置，其特征在于：其包括：夹持部件(1)、调节部件(2)、吸附部件(3)和真空泵(4)；所述夹持部件(1)为上部敞口、下部开孔的内螺纹套筒，所述调节部件(2)为中间贯通的外螺纹套筒，所述夹持部件(1)与调节部件(2)通过螺接配合形成腔体，所述调节部件(2)内部设置台阶(15)；所述吸附部件(3)包括中空芯杆(5)，在所述中空芯杆(5)的底部套接有用于吸附微试样的吸盘(6)，在所述中空芯杆(5)下部设置与所述台阶(15)配合并用于支撑调节部件(2)的凸台(7)，所述凸台(7)的外径与夹持部件的内径相适应，所述吸附部件(3)贯穿于所述腔体，通过气管与真空泵(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种微试样夹持装置的夹持方法，其特征在于，所述方法应用所述的微试样夹持装置完成夹持，包括如下步骤：将要研磨的试样装入夹持部件底部的沉孔内，打开真空泵，通过吸附部件的吸盘吸住该试样，选择砂纸，先粗磨再逐级研磨，磨削一段时间后旋转装置方向，完成粗磨后更换砂纸进行抛光；其中，所述的微试样夹持装置包括：夹持部件(1)、调节部件(2)、吸附部件(3)和真空泵；所述夹持部件(1)为上部敞口、下部开孔的内螺纹套筒，所述调节部件(2)为中间贯通的外螺纹套筒，所述夹持部件(1)与调节部件(2)通过螺接配合形成腔体，所述调节部件(2)内部设置台阶(15)；所述吸附部件(3)包括中空芯杆(5)，在所述中空芯杆(5)的底部套接有用于吸附微试样的吸盘(6)，在所述中空芯杆(5)下部设置与所述台阶(15)配合并用于支撑调节部件(2)的凸台(7)，所述凸台(7)的外径与夹持部件的内径相适应，所述吸附部件(3)贯穿于所述腔体，通过气管与真空泵连接。2.根据权利要求1所述的一种微试样夹持装置的夹持方法，其特征在于，所述中空芯杆(5)底部边缘设置外凸缘(13)，所述吸盘(6)设置有与所述外凸缘配合套嵌的内凹槽。3.根据权利要求1所述的一种微试样...

【专利技术属性】
技术研发人员：董樑，惠虎，汤晓英，钟诚，杨帆，王路逸，倪鹏，汤俊雄，王晓东，徐志岳，路亚庆，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31