【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属拉伸夹具，具体为一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具及方法。
技术介绍
1、金属薄板的力学性能测试是其本构建模、实验研究和仿真研究的基础，而金属板材拉伸试验是测试薄板力学性能的重要手段。板材拉伸试验多采用万能试验机，拉伸夹具与万能试验机机架多为活动式安装，留有安装间隙，使拉伸过程中借助拉伸力自动找正；拉伸夹具多由带啮合齿的楔形块组成，使拉伸过程中越拉越紧，不易打滑。
2、但是，对于厚度在0.05~0.8mm之间的薄板，采用上述常规装置及夹具，由于拉伸夹具安装间隙造成的晃动，容易造成拉伸试样偏转、折弯和撕裂；由于楔形拉伸夹具夹持力难以控制，啮合齿对拉伸试样夹持端易造成加持痕，甚至穿透拉伸试样夹持端，造成拉伸过程中拉伸试样在夹持端断裂。因此，急需专利技术一种可柔性夹持且带位置补偿的薄板拉伸试验夹具。
技术实现思路
1、本专利技术提出的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具及方法，夹具组件均由刚性夹持组件和柔性夹持组件构成，柔性夹持组件采用充气后可膨胀、断气后可收缩的微气囊，通过膨胀的微气囊对拉伸试样的表面施加夹紧力，可有效避免夹具夹持过程中对薄板拉伸试样的夹持端造成损伤；通过位置补偿组件调节上、下两个夹持组件的夹持位置，保证拉伸试样处于垂直状态的准确夹持位置。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：
3、一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，包括设置于拉伸试验机顶部的位置补偿组件、安装于位置补偿组件底部的上夹具
4、所述位置补偿组件包括固定设置于拉伸试验机顶部的横向滑块、滑动连接于横向滑块底部的转动安装架、固定安装于拉伸试验机顶部左侧且动力输出端与转动安装架固定连接的横向补偿驱动机构、滑动连接于拉伸试验机顶部后侧且与转动安装架固定连接的横向滑板、固定安装于横向滑板侧面上的纵向补偿驱动机构，所述转动安装架内转动安装有与纵向补偿驱动机构的动力输出端传动连接且纵向设置的丝杠，丝杠的外侧螺纹套接有移动座；
5、所述上夹具组件包括固定连接于移动座底部的上夹具座、固定安装于横向滑板侧面底部的上纵向切位驱动机构、固定连接于上纵向切位驱动机构动力输出端且滑动连接于上夹具座内的上移动架，所述上移动架的一侧侧壁上固定连接有至少一个上刚性夹持组件，上移动架的另一侧侧壁上固定连接有与上刚性夹持组件相对设置的上柔性夹持组件；
6、所述下夹具组件包括固定连接于拉伸试验机动力输出端顶部的下夹具座、位于下夹具座后侧的下纵向切位驱动机构、固定连接于下纵向切位驱动机构动力输出端且滑动连接于下夹具座内的下移动架，所述下移动架的一侧侧壁上固定连接有对应地位于上刚性夹持组件正下方的下刚性夹持组件，下移动架的另一侧侧壁上固定连接有与下刚性夹持组件相对设置的下柔性夹持组件。
7、进一步的，所述上刚性夹持组件和下刚性夹持组件均包括平面夹板、纵向滑动连接于平面夹板夹持面上的两个限位板、螺纹连接于平面夹板背侧面上的紧固螺钉，两个限位板分别位于平面夹板夹持面的前、后侧，紧固螺钉的内侧端与限位板的表面相抵触。
8、进一步的，所述上柔性夹持组件和下柔性夹持组件均包括气囊夹板、嵌装在气囊夹板夹持面内的微气囊，所述气囊夹板的侧面固定设置有气路控制阀，气路控制阀的一端与微气囊的进气端连接、另一端通过气管与外部的气压源连接，所述微气囊为硅胶材质的空心可膨胀结构，微气囊充气膨胀后，其表面可凸出于气囊夹板的夹持面。
9、进一步的，平面夹板的夹持面为平整光滑面或粗糙面，且每个平面夹板的夹持面的表面粗糙程度不同。
10、进一步的，在上夹具组件和对应于其下方的下夹具组件中，所述平面夹板与气囊夹板之间的间距均相等，且上、下两个夹持板的夹持面位于同一垂直面内，在不同的上柔性夹持组件中，所述平面夹板与气囊夹板之间的间距不相等。
11、进一步的，所述转动安装架内转动安装有纵向设置且与纵向补偿驱动机构的动力输出端固定连接的齿轮轴，齿轮轴上固定连接有主动齿轮，所述丝杠上固定连接有与主动齿轮啮合传动连接的从动齿轮。
12、进一步的，所述纵向补偿驱动机构采用闭环控制的伺服电机，所述横向补偿驱动机构、上纵向切位驱动机构和下纵向切位驱动机构均采用伺服电机驱动的直线电缸。
13、还提供了一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验方法，应用于所述的具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，包括以下步骤：
14、s1、将拉伸试样的下夹持端放入下刚性夹持组件的平面夹板夹持面上的两个限位板之间，分别移动调整两个限位板的位置使两个限位板的侧面分别与拉伸试样下夹持端的两侧边缘相接触，拧紧与调整位置后的限位板所对应的紧固螺钉，固定限位板的位置，使拉伸试样保持垂直状态；
15、s2、下柔性夹持组件上的气路控制阀导通，对应的微气囊胀大并凸出于对应的气囊夹板的夹持面，与下刚性夹持组件上的平面夹板共同作用使拉伸试样的下夹持端被夹持固定；
16、s3、拉伸试验机的动力输出端驱动下夹具组件及被夹持的拉伸试样上行至上夹具组件的夹持位置，使拉伸试样的上夹持端位于对应的上刚性夹持组件和对应的上柔性夹持组件之间；
17、s4、根据拉伸试样的上夹持端的位置情况，纵向补偿驱动机构驱动上夹具组件整体向前或向后移动，使拉伸试样的上夹持端位于上刚性夹持组件的两个限位板之间，横向补偿驱动机构驱动上夹具组件整体向左或向右运动，使上刚性夹持组件上的平面夹板的夹持面与拉伸试样的上夹持端的一侧面贴合；
18、s5、分别移动上刚性夹持组件上的两个限位板使两个限位板的侧面分别与拉伸试样上夹持端的两侧边缘相接触，拧紧与调整位置后的限位板所对应的紧固螺钉，固定限位板的位置，使拉伸试样保持垂直状态；
19、s6、上柔性夹持组件上的气路控制阀导通，对应的微气囊胀大并凸出于对应的气囊夹板的夹持面，与上刚性夹持组件上的平面夹板共同作用使拉伸试样的上夹持端被夹持固定；
20、s7、拉伸试验机的动力输出端驱动下夹具组件下行，对拉伸试样开展拉伸试验；
21、s8、拉伸试验完成后，关闭气压源，上夹具组件和下夹具组件内的微气囊分别收缩，分别旋松上夹具组件和下夹具组件内的紧固螺钉，取下拉伸试样。
22、进一步的，在需要进行不同厚度尺寸规格的拉伸试样的拉伸试验时，上纵向切位驱动机构驱动上刚性夹持组件和上柔性夹持组件纵向移动至试样夹持-拉伸位置，下纵向切位驱动机构驱动对应的下刚性夹持组件和下柔性夹持组件纵向移动至试样夹持-拉伸位置。
23、与现有技术相比较，本专利技术的有益效果如下：
24、1.本专利技术通过设置上、下对应的上夹具组件和下夹具组件，上、下夹具组件均由刚性夹持组件和柔性夹持组件构成，柔性夹持组件采用充气后可膨胀、断气后可收缩的微气囊，通过膨胀的微气囊对拉伸试样的表面施加夹紧力，可有效避免夹具夹持过程中对薄板拉伸试样的夹持端造本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：包括设置于拉伸试验机（1）顶部的位置补偿组件（2）、安装于位置补偿组件（2）底部的上夹具组件（3）、安装于拉伸试验机（1）动力输出端顶部并位于上夹具组件（3）正下方的下夹具组件（4）；
2.根据权利要求1所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：所述上刚性夹持组件（304）和下刚性夹持组件（404）均包括平面夹板（3041）、纵向滑动连接于平面夹板（3041）夹持面上的两个限位板（3042）、螺纹连接于平面夹板（3041）背侧面上的紧固螺钉（3043），两个限位板（3042）分别位于平面夹板（3041）夹持面的前、后侧，紧固螺钉（3043）的内侧端与限位板（3042）的表面相抵触。
3.根据权利要求2所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：所述上柔性夹持组件（305）和下柔性夹持组件（405）均包括气囊夹板（3051）、嵌装在气囊夹板（3051）夹持面内的微气囊（3052），所述气囊夹板（3051）的侧面固定设置有气路控制阀（3053），气路控制阀（3053）的一端与
4.根据权利要求3所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：平面夹板（3041）的夹持面为平整光滑面或粗糙面，且每个平面夹板（3041）的夹持面的表面粗糙程度不同。
5.根据权利要求3所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：在上夹具组件（3）和对应于其下方的下夹具组件（4）中，所述平面夹板（3041）与气囊夹板（3051）之间的间距均相等，且上、下两个平面夹板（3041）的夹持面位于同一垂直面内，在不同的上夹具组件（3）中，所述平面夹板（3041）与气囊夹板（3051）之间的间距不相等。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：所述转动安装架（202）内转动安装有纵向设置且与纵向补偿驱动机构（205）的动力输出端固定连接的齿轮轴（208），齿轮轴（208）上固定连接有主动齿轮（209），所述丝杠（206）上固定连接有与主动齿轮（209）啮合传动连接的从动齿轮（210）。
7.根据权利要求6所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：所述纵向补偿驱动机构（205）采用闭环控制的伺服电机，所述横向补偿驱动机构（203）、上纵向切位驱动机构（302）和下纵向切位驱动机构（402）均采用伺服电机驱动的直线电缸。
8.一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验方法，应用于权利要求3至7任意一项所述的具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验方法，其特征在于：在需要进行不同厚度尺寸规格的拉伸试样的拉伸试验时，上纵向切位驱动机构驱动上刚性夹持组件和上柔性夹持组件纵向移动至试样夹持-拉伸位置，下纵向切位驱动机构驱动对应的下刚性夹持组件和下柔性夹持组件纵向移动至试样夹持-拉伸位置。
...【技术特征摘要】
1.一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：包括设置于拉伸试验机（1）顶部的位置补偿组件（2）、安装于位置补偿组件（2）底部的上夹具组件（3）、安装于拉伸试验机（1）动力输出端顶部并位于上夹具组件（3）正下方的下夹具组件（4）；
2.根据权利要求1所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：所述上刚性夹持组件（304）和下刚性夹持组件（404）均包括平面夹板（3041）、纵向滑动连接于平面夹板（3041）夹持面上的两个限位板（3042）、螺纹连接于平面夹板（3041）背侧面上的紧固螺钉（3043），两个限位板（3042）分别位于平面夹板（3041）夹持面的前、后侧，紧固螺钉（3043）的内侧端与限位板（3042）的表面相抵触。
3.根据权利要求2所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：所述上柔性夹持组件（305）和下柔性夹持组件（405）均包括气囊夹板（3051）、嵌装在气囊夹板（3051）夹持面内的微气囊（3052），所述气囊夹板（3051）的侧面固定设置有气路控制阀（3053），气路控制阀（3053）的一端与微气囊（3052）的进气端连接、另一端通过气管（6）与外部的气压源（5）连接，所述微气囊（3052）为硅胶材质的空心可膨胀结构，微气囊（3052）充气膨胀后，其表面可凸出于气囊夹板（3051）的夹持面。
4.根据权利要求3所述的一种具备位置补偿功能的薄板拉伸试验夹具，其特征在于：平面夹板（3041）的夹持面为平整光滑面或粗糙面，且每个平面夹板（3041）的夹持面的表面粗糙程度不同。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，汪洋，张百顺，张澳，董俊甫，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。