一种剪切夹具制造技术

一种剪切夹具，其由2部分构成：外夹具(9)和内夹具(3)；外夹具(9)主要由基础件(1)和功能件(2)组成；功能件(2)的上部设置有与其构成固定连接关系的基础件(1)；内夹具(3)上设置有与通孔(22)形状、大小相适应的且装配后同轴线的内夹具通孔(32)；由通孔(22)和内夹具通孔(32)共同连通构成的孔腔内部放入待剪切的实验用样件(8)。本实用新型专利技术提出了一种可操作性很强的剪切夹具，其技术方案规范合理，技术效果优良；其具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

【技术实现步骤摘要】
一种剪切夹具
：本技术涉及材料力学剪切试验夹具设计和应用
，特别提供了一种剪切夹具。
技术介绍
：现有技术中，在实际工程应用中，许多零部件都会因许多因素而导致失效，比如剪切、拉伸、挤压、扭转等都会导致零件的失效，其中剪切的破坏最严重，绝大部分的零件失效都与剪切有关，比如螺栓、安全销以及铆钉等。所以剪切试验是分析材料力学性能的一个重要的指标。剪切试验主要在万能试验机上进行，主要分为单剪切、双剪切，单剪切的剪切力作用在零件的一个截面上，双剪切的剪切力作用在零件的两个截面上。然而剪切试验除了检测零件的抗剪强度外，更重要的是通过剪切试验来研究为什么某些零件会失效，零件失效的原因是在于材料还是在于外界环境或者使用环境等的影响。同时，可以通过剪切试验来模拟外力对零件破坏的过程，以及发生局部剪切变形时对零件的寿命影响，以方便更好的评估某些重要零件的剪切损坏程度，在零件发生失效前时，及时检测和更换零件，减少损失。所以剪切试验是一种科学研究方法，不单单分析材料的力学性能，更能够通过剪切试验来研究材料的组成、热处理方式以及更加深层次地研究变形对材料的影响等方面。从目前的剪切测试中，同时适用方形试样和圆形试样并且具备有单剪切和双剪切的装置比较少；尤其对于常规的双剪切装置而言，做一系列的剪切部分变形量研究并不容易实现，而且对于微型样品进行剪切时，容易产生扭转，晃动导致剪切失真。比如专利号为201520318303.8的专利《双剪切试验夹具》，该方案虽然设计简单，但是适用范围比较小，装置的前后方向没有约束，而且对于小于剪切孔的试样在剪切时容易产生晃动，导致剪切失真，并且对于只发生部分变形但未断的试样，该夹具没有办法取出试样。对于专利号为201710186459.9的专利，该方法适用范围小，其剪切夹具根据不同试样大小来设计夹具，局限性比较大，并且没有紧固试样的装置，容易导致剪切失真。而文献“石培蕾,仲梁维,罗英平.单双面剪切试验装置的设计[J].起重运输机械,2011(11):21-23.”中试样受冲压力时，不一定保证销子的两个截面同时断裂，容易导致失真，且该夹具也只能做试样发生全部断裂，并不能研究试样发生部分变形量，具有局限性。对于国标GB/T136831992中推荐的典型的销剪切试验夹具，燕尾槽剪切试验夹具虽然具有一些优势，但是适用范围比较小，且做部分变形量研究时，试样没有办法取出，具有一定局限性。综上，人们期望获得一种剪切夹具。
技术实现思路
：本技术的目的是提供一种技术效果优良的剪切夹具及应用它的材料剪切性能和变形量测定方法。尤其是能够实现单、双剪切试验，同一试样不同剪切变形量试验以及剪切疲劳试验，且适合大小不同的截面形状不同的各类实验样件的剪切夹具。本技术提供了一种剪切夹具，其特征在于：其由2部分构成：外夹具9和内夹具3；其中：外夹具9主要由基础件1(如图1所示)和功能件2(如图2所示)组成，功能件2整体外形为长方体形结构，其上设置有一个沿长方体型结构的长度方向贯穿长方体形结构的正方形通孔23，正方形通孔23的尺寸与内夹具3相配合；以便其能够容纳深入到正方形通孔23中的内夹具3；功能件2平行于长度方向共设置有4个侧面，其中：2个相互平行布置的侧面上设置有贯通这两个侧面的通槽21，且通槽一直延伸到与前述2个相互平行的侧面同时垂直的功能件2的下端面，且功能件2的下端面被通槽21分成两个相对独立且共面的端面；功能件2的上部设置有与其构成固定连接关系的基础件1；功能件2平行于长度方向所设置的4个侧面中，在有别于前述2个功能件2上的相互平行且平行于通槽21的侧面之外的另2个相互平行的侧面上也设置有贯通这2个侧面且轴线垂直于这2个侧面的共轴线的通孔22；通孔22的个数为1-10个；每个通孔22的横截面形状为以下几种之一：圆形、长方形、正方形、椭圆形、三角形、梯形、边数大于4的正多边形；通孔22都穿过前述的通孔23；内夹具3(如图3所示)上设置有与通孔22形状、大小相适应的且装配后同轴线的内夹具通孔32；内夹具3、外夹9具的立体图和组合图如图4-6所示。外夹具9和内夹具3上远离二者结合处还设置有用于连接材料剪切试验机的结构；外夹具9和内夹具3装配组合后，通孔22和内夹具通孔32连通且轴线平行，此时由通孔22和内夹具通孔32共同连通构成的孔腔内部放入待剪切的实验用样件8。本技术所述剪切夹具，优选要求保护的内容还有：所述剪切夹具满足下述要求之一或其组合：其一，分别设置在通槽21两侧的外夹具9上的通孔22的横截面积随着与通槽21距离的增大而横截面积逐渐减少；其二，分别设置在通槽21两侧的外夹具9上的通孔22的下部边界始终保持为一个平面。外夹具9侧面的通孔22的上部设置有用于固定待剪切的实验用样件8的辅助紧固结构10，且外夹具上的通槽21的两边有紧固试样结构7；内夹具3上部能够通过在通槽21设置的紧固试样结构7对内夹具3中的内夹具通孔32中的实验用样件8进行紧固。所述紧固试样结构7具体为顶紧螺栓，其小头端设置有小平面或者圆弧面而非尖角，以防过度破坏实验用样件8；辅助紧固结构10具体为不同形状的插销，其横截面可能是圆弧形、四边形、三角形或者其他形状。所述剪切夹具满足下述之一或其组合：其一，外夹具包括2小部分：基础件1、功能件2；基础件1是轴形零件，其上部为上部螺纹连接段11、其下部为下部螺纹连接段13，其中央部分为法兰盘12；上部螺纹连接段11、法兰盘12、下部螺纹连接段13这三者顺次连接构成一体化整体结构件；其二，功能件2的下部上设置有通槽21、通孔22；功能件2的上部设置有能够与法兰盘12或/和下部螺纹连接段13配合连接为一体的结构；其三，内夹具3下部也设置有向下部凸出的内夹具螺纹连接段33。所述剪切夹具在组装后，内夹具3与基础件1之间仍有一定的空隙，即在剪切实验时，可以施加压应力或者拉应力，即可以通过施加反复的拉-压力来实现剪切疲劳实验。本技术同时公开一种使用所述剪切夹具的材料剪切性能及其变形量测定方法，其特征在于：其依次进行下述操作：首先将剪切夹具中的外夹具9、内夹具3分别布置在材料剪切试验机中；然后将外夹具9、内夹具3组装在一起，待剪切的实验用样件8放入内夹具通孔32和位于通槽21两侧的通孔22中，并且施加一定的预紧力；依次放入辅助紧固结构10、紧固试样结构7(先放入紧固结构10，在放入紧固结构7，紧固结构7能够同时对紧固结构10和试样实行紧固作用，防止紧固结构10在紧固试样时松动】，实现对内夹具通孔32和位于通槽21两侧的通孔22中的待剪切的实验用样件8的紧固；然后开始进行材料剪切实验，并记录实验数据以便备用。本技术所述材料剪切性能及其变形量测定方法，优选还要求保护下述内容：剪切夹具还满足下述要求其中之一或其组合：其一，分别设置在通槽21两侧的外夹具9上的通孔22的横截面积随着与通槽21距离的增大而横截面积逐渐减少；其二，分别设置在通槽21两侧的外夹具9上的通孔22的下部边界始终保持为一个平面；其三，外夹具9侧面的通孔22的上部设置有用于固定待剪切的实验用样件8的辅助紧固结构10，且外夹具上的通槽21的两边有紧固试样结构7；内夹具3上部能够通过在通槽21设置的紧固试样结构7对内夹具3中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种剪切夹具，其特征在于：其由2部分构成：外夹具(9)和内夹具(3)；其中：外夹具(9)主要由基础件(1)和功能件(2)组成，功能件(2)整体外形为长方体形结构，其上设置有一个沿长方体型结构的长度方向贯穿长方体形结构的正方形通孔(23)，正方形通孔(23)的尺寸与内夹具(3)相配合；以便其能够容纳深入到正方形通孔(23)中的内夹具(3)；功能件(2)平行于长度方向共设置有4个侧面，其中：2个相互平行布置的侧面上设置有贯通这两个侧面的通槽(21)，且通槽一直延伸到与前述的2个相互平行的侧面同时垂直的功能件(2)的下端面，且功能件(2)的下端面被通槽(21)分成两个相对独立且共面的端面；功能件(2)的上部设置有与其构成固定连接关系的基础件(1)；功能件(2)平行于长度方向所设置的4个侧面中，在有别于前述2个功能件(2)上的相互平行且平行于通槽(21)的侧面之外的另2个相互平行的侧面上也设置有贯通这2个侧面且轴线垂直于这2个侧面的共轴线的通孔(22)；通孔(22)的个数为1‑10个；每个通孔(22)的横截面形状为以下几种之一：圆形、长方形、正方形、椭圆形、三角形、梯形、边数大于4的正多边形；通孔(22)都穿过前述的通孔(23)；内夹具(3)上设置有与通孔(22)形状、大小相适应的且装配后同轴线的内夹具通孔(32)；外夹具(9)和内夹具(3)上远离二者相结合处还设置有用于连接材料剪切试验机的结构；外夹具(9)和内夹具(3)装配组合后，通孔(22)和内夹具通孔(32)连通且轴线平行，此时由通孔(22)和内夹具通孔(32)共同连通构成的孔腔内部放入待剪切的实验用样件(8)。...

【技术特征摘要】
1.一种剪切夹具，其特征在于：其由2部分构成：外夹具(9)和内夹具(3)；其中：外夹具(9)主要由基础件(1)和功能件(2)组成，功能件(2)整体外形为长方体形结构，其上设置有一个沿长方体型结构的长度方向贯穿长方体形结构的正方形通孔(23)，正方形通孔(23)的尺寸与内夹具(3)相配合；以便其能够容纳深入到正方形通孔(23)中的内夹具(3)；功能件(2)平行于长度方向共设置有4个侧面，其中：2个相互平行布置的侧面上设置有贯通这两个侧面的通槽(21)，且通槽一直延伸到与前述的2个相互平行的侧面同时垂直的功能件(2)的下端面，且功能件(2)的下端面被通槽(21)分成两个相对独立且共面的端面；功能件(2)的上部设置有与其构成固定连接关系的基础件(1)；功能件(2)平行于长度方向所设置的4个侧面中，在有别于前述2个功能件(2)上的相互平行且平行于通槽(21)的侧面之外的另2个相互平行的侧面上也设置有贯通这2个侧面且轴线垂直于这2个侧面的共轴线的通孔(22)；通孔(22)的个数为1-10个；每个通孔(22)的横截面形状为以下几种之一：圆形、长方形、正方形、椭圆形、三角形、梯形、边数大于4的正多边形；通孔(22)都穿过前述的通孔(23)；内夹具(3)上设置有与通孔(22)形状、大小相适应的且装配后同轴线的内夹具通孔(32)；外夹具(9)和内夹具(3)上远离二者相结合处还设置有用于连接材料剪切试验机的结构；外夹具(9)和内夹具(3)装配组合后，通孔(22)和内夹具通孔(32)连通且轴线平行，此时由通孔(22)和内夹具通孔(32)共同连通构成的孔腔内部放入待剪切的实验用样件(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阁平，张英东，刘承泽，袁福森，韩福洲，穆罕默德·阿里，顾恒飞，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21