一种用于薄壁管高温拉伸试验的夹具制造技术

一种用于薄壁管高温拉伸试验的夹具。所述夹具的两个滑块分别与卡槽的内壁贴合；凸模和凹模均位于两个滑块之间，分别嵌入滑块上的内凹槽中。凸模的凸面与凹模的凹面配合，并通过挡块将两个滑块固定在在固定架上。通过销轴将试样、凸凹模具和两滑块定位连接。本实用新型专利技术提出的试样与夹具相互配合，能够实现薄壁管高温拉伸弧形试样在高温拉伸试验中定位准确、标距段变形均匀稳定和承力孔不发生失稳起皱，从而使测得的试验数据准确表征试样材料的性能参数。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料热成形领域，具体是一种用于薄壁管高温拉伸试验的夹具。
技术介绍
薄壁管数控冷弯成形弯曲力矩大，易出现起皱、管外侧过度减薄、破裂等加工缺陷，尤其是在小弯曲半径下更难成形合格产品。热弯条件下管材变形抗力减小、塑性流动性增加，可有效解决上述难题。为了制定合理的数控热弯工艺参数以及实现准确的数值建模分析，需要在高温下对薄壁管弧形试样进行拉伸试验以获得相应温度下管材的材料性能参数。目前无论厚壁管材或薄壁管材，其高温拉伸试验所用的试样仍旧是采用传统的热拉伸弧形试样，传统的热拉伸弧形试样是按照中华人民共和国国家标准《金属材料高温拉伸试验》GB/T. 4338-1995设计的热拉伸弧形试样，标距段宽度宽度大于承力孔直径，同时标距段过渡到凸台采用的是过渡直角，传统的热拉伸弧形试样主要针对厚壁管材，对于薄壁管材， 由于管材壁厚薄易在标距段过渡到凸台的直角过度区域和承力孔附近出现应力集中而导致标距段异常断裂、承力孔失稳起皱，其试验结果不能准确表征试样材料的高温力学性能; 标准的用于高温拉伸试验的夹具过于简单且不能够定位准确和夹持不紧。薄壁管材是指管材直径与壁厚的比值大于20，若将传统热拉伸弧形试样应用与薄壁管材，由于标距段宽度大于承力孔的直径，导致高拉伸试验过程中承力孔外边缘处容易产生应力集中而失稳起皱；传统的热拉伸试样标距段过渡到凸台采用过渡直角，高温拉伸过程中，薄壁的试样此处的过渡直角更易产生应力集中发生异常断裂。对于传统的高温拉伸试验夹具，由于其不具有夹持作用，夹持力不够易出现打滑，并且传统的高温拉伸试验夹具定位不准确是其固有缺陷，而专利《一种薄壁管轴向拉伸试验用夹具》(专利公开(公告)号201681021U)涉及一种薄壁管轴向拉伸试验用夹具，它主要适用于小直径薄壁管材的冷拉伸试验，由于其结构复杂、操作困难，高温环境的夹持性能低，因此不适合薄壁管高温拉伸试验的高温环境作业，所以作为薄壁管高温拉伸试验的夹具并不适合；专利《一种薄壁管环向拉伸试验用夹具》(专利公开(公告)号201681020U)非常适用于小尺寸薄管的环向拉伸试验，对于薄壁管的高温轴向拉伸试验不涉及。因此，基于以上问题，需要对高温拉伸试样进行有效改进， 对高温拉伸夹具进行合理设计，以使薄壁管弧形试样在高温拉伸中无应力集中、变形均勻且过程稳定。
技术实现思路
为了克服现有技术中热拉伸弧形试样存在的在高温拉伸过程中易产生标距段过渡到凸台的过渡直角应力集中而发生异常断裂、承力孔受力过大而使承力孔外边缘失稳起皱和标距段变形不均勻不稳定的缺陷；同时为了克服由于夹持试样不紧固、夹持定位不准确造成的试验数据不准确。本专利技术提出了一种用于薄壁管高温拉伸试验的夹具。本专利技术包括固定架、两个滑块、凸模、凹模和四个挡块；两个滑块位于固定架的卡槽内，并分别与所述卡槽的内壁贴合；凸模和凹模均位于两个滑块之间，分别嵌入滑块上的内凹槽中。凸模的凸面与凹模的凹面配合，并通过四个挡块将两个滑块固定在在固定架上。 通过销轴将试样、凸凹模具和两滑块定位连接。所述固定架一端与拉伸试验机固连；固定架的另一端中心有用于安装滑块和模具的卡槽。卡槽两侧内壁表面与固定架的轴线之间的夹角均为9°。所述滑块斜面的斜角为9° ；在滑块的中心，有销轴的安装孔。凹模的凹面的曲率与试样外圆表面的曲率相同。凸模的凸面的曲率与凹模凹面的曲率相同。在凹模和凸模的中心有销轴的安装孔。并且该销轴安装孔的位置与滑块上的销轴安装孔的位置对应。本专利技术提出的具有互锁结构的用于高温拉伸试验的夹具利用互锁原理，当两滑块在固定架的卡槽内沿着轴线方向向卡槽口运动的同时，两滑块的斜壁与V形状的卡槽内壁相互配合而使两滑块不断夹紧，由于两滑块内凹槽嵌入有模具，模具上装有试样，夹紧的两滑块最终作用的效果是使模具夹紧试样避免松动。改进后的薄壁管高温拉伸弧形试样与本专利技术设计的具有互锁结构的夹具相互配合，最终实现薄壁管高温拉伸弧形试样在高温拉伸试验中定位准确、标距段变形均勻稳定和承力孔不发生失稳起皱，从而使测得的试验数据准确表征试样材料的性能参数。附图说明图1是薄壁管高温拉伸弧形试样主视图；图2是夹具三维爆炸图；图3是夹具的结构示意图；图4是固定架的结构示意图；图5是滑块和模具三维图。其中1.凸台2.标距段 3.过渡圆弧6. V形槽 7. V形槽内壁8.滑块11.凸模表面12.凹模表面13.凹模16.挡块具体实施方式本实施例是一种用于薄壁管高温拉伸试验的夹具。当管材规格达到D/t> 20，即管材直径/壁厚大于20，这样规格的管材是薄壁管。 本实施例采用规格为76. 2X 1. 068mm(直径X壁厚)薄壁不锈钢管制成，其中D/t = 71. 35 大于20，属于薄壁管。本实施例中的试样包括薄壁管高温拉伸弧形试样的标距段2、过渡圆弧3、凸台1和承力孔4。如图3所示，所述的薄壁管高温拉伸试验的试样夹具包括固定架5、两个滑块8、凸模10、凹模13和挡块16。两个滑块8位于固定架5的卡槽内，并分别与所述卡槽的内壁贴合。凸模10和凹模13均位于两个滑块8之间，分别嵌入滑块上的内凹槽9中；凸模10的凸面与凹模13的凹面配合，并通过挡块16将两个滑块8和嵌入滑块上的内凹槽9中的凸模10和凹模13固定在在固定架5上。凸凹模具夹持试样的夹持端，凸凹模具是嵌入两滑块8内侧壁的凹槽9内，卡槽的宽度与两滑块8的宽度相同，通过销轴将试样、凸凹模具和4.承力孔5.固定架9.滑块内凹槽10.凸模14.滑块外侧表面15.轴销4两滑块8定位连接。如图5所示。固定架5整体呈圆柱体，其外圆表面为阶梯状。固定架5—端为小直径端，该小直径端的外圆表面有螺纹，用于将固定架5与拉伸试验机固连。固定架5的另一端中心有卡槽，用于安装滑块和模具。卡槽自固定架5中部至该固定架另一端的端面。所述卡槽的槽口处的宽度小于卡槽的槽底，使该卡槽呈V形；卡槽的两侧内壁表面与固定架5 的轴线之间的夹角均为9°。在固定架5的外圆表面，对称的固定有4个挡块，并且所述的 4个挡块分为两组，分别位于卡槽两侧壁处。在固定架5 —侧外圆表面，对称的固定有2个挡块16，并且所述的挡块分别位于卡槽槽口的两侧。在固定架5另一侧外圆表面，亦对称的固定有2个挡块，并且所述的挡块分别位于卡槽槽口的两侧。如图6所示。2个滑块8的结构相同。滑块8的一个表面为平面，另一个表面为斜面，并且该斜面的斜角20为9°。在滑块8的平面上有滑块内凹槽9，该滑块内凹槽9的外形尺寸以能够分别将凹模13和凸模10嵌入为宜。在滑块8长度方向和宽度方向的中心， 有销轴15的安装孔，通过该销轴15将滑块8与凹模13和凸模10固连。模具为矩形块状，包括凹模13和凸模10。凹模13的一个表面为平面，另一个表面为凹面；所述凹面的曲率与试样外圆表面的曲率相同。凸模10的一个表面为平面，另一个表面为凸面；所述凸面的曲率与凹模13凹面的曲率相同。在凹模13和凸模10的长度方向中心与宽度方向中心的交汇点处，有销轴15的安装孔，并且该销轴15安装孔的位置与滑块8上的销轴15安装孔的位置对应。当滑块8装入卡槽后，由于卡槽的两侧内壁7光滑，能够使滑块8上下自由滑动， 同时卡槽6的V形形状使向下滑动的两个滑块8不断夹紧，并通过卡槽6边缘处的四个挡块16用于防止滑块8沿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒，杨合，王泽康，张志勇，田玉丽，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：