[发明专利]一种用于纤细材料拉伸试验的夹具

说明书

(一)技术领域

本发明涉及测量技术中所使用的夹具，尤其涉及一种用于纤细材料拉伸试验的夹具。

(二)技术背景

微电子芯片已广泛应用于国防、医疗、航空航天、汽车等领域，如今人们已不再满足于某些系统功能的实现，而是更多地关注于微电子芯片的优化设计及其工作的稳定性和可靠性等问题。微电子芯片封装时，实现芯片的电气互联的主要方法是丝焊，每年有超过4万亿的丝焊焊点产生，这就对微电子芯片电气互联所用的Au、Ag、Al、Cu等丝线材料的力学性能检测与破坏机理提出了新的要求。目前在测量丝线试样的拉伸力学性能时，国内外试验机厂提供的丝线拉伸试验夹具通常采用缠绕式，如图1所示，这种夹具适用于直径较大(通常直径大于1mm)的丝线，但是由于微电子芯片电气互联所用Au、Ag、Al、Cu等丝线的试样尺寸小(通常直径为10～1002m)、容易断裂(破断载荷通常为0.1～10N)，传统的拉伸夹具不能满足其要求，因此迫切需要设计出能满足上述要求的丝线拉伸试验夹具。

(三)发明内容

为了解决现有的拉伸试验夹具的不适于对微小直径、易破断的丝线试样进行试验的不足，本发明提供了一种适合于对微小直径、易破断的丝线试样进行拉伸试验的夹具。

本发明采用以下的技术方案：

一种用于纤细材料拉伸试验的夹具，包括设置在基体上的下压头，上压头与下压头啮合，所述的上压头连接一传动机构；所述的上压头传动机构包括：安装在基体上的旋筒，所述的旋筒连接一设置在基体内部的轴向布置的小轴，上棘爪与旋筒固接，下棘爪被弹簧抵紧在上棘爪上，下棘爪的键设置在小轴的轴向滑槽内，所述的小轴与套轴通过螺纹连接，所述的套轴与基体可轴向滑动地连接，所述的上压头与套轴固接，所述的螺纹的旋进方向与所述的棘爪传动副的摩擦力传动方向一致。

进一步，所述的小轴上设有轴肩，轴肩与基体上的压块配合。

更进一步，所述的下压头啮合区为凹圆柱形，所述的上压头啮合区为凸圆柱形，所述的上压头啮合区表面覆盖一橡胶层。

本发明的工作原理为：进行纤细材料的拉伸试验时，将纤细材料试样置于下压头的凹圆柱形啮合区，正向旋转旋筒，旋筒带动上棘爪正转，上棘爪通过摩擦力带动下棘爪转动，下棘爪通过键的作用带动小轴转动，旋转的小轴推动与其螺纹连接的套轴向下运动，使得上压头与下压头啮合，从而夹持住纤细材料试样。旋筒继续正向旋转，致使纤细材料夹持力达到某一定值时，其阻力使得上棘爪和下棘爪发生打滑，从而保证了纤细材料的试样不致被破坏。实验结束后，反向旋转旋筒，旋筒带动上棘爪反转，通过上棘爪的卡爪与下棘爪的卡爪的直接啮合，带动下棘爪反转，小轴也随之反向转动，旋转的小轴拉动与其螺纹连接的套轴向上运动，从而使上压头与下压头脱离开来。

本发明的有益效果为：结构简单合理、零件数量少、能充分保护纤细试验不被夹断、试样装夹容易、夹持力可调。

(四)附图说明

图1是现有的缠绕式丝线拉伸试验夹具的结构示意图。

图2是本发明的示意图。

图3是图2的A-A向剖视图。

(五)具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的说明。

参照附图：一种用于纤细材料拉伸试验的夹具，包括设置在基体1上的下压头2，上压头3与下压头2啮合，所述的上压头3连接一传动机构；所述的上压头传动机构包括：安装在基体1上的旋筒4，所述的旋筒4连接一设置在基体1内部的轴向布置的小轴5，上棘爪6与旋筒4固接，下棘爪7被弹簧8抵紧在上棘爪6上，下棘爪7的键设置在小轴5的轴向滑槽内，所述的小轴5与套轴9通过螺纹连接，所述的套轴8与基体1可轴向滑动地连接，所述的上压头3与套轴9固接，所述的螺纹的旋进方向与所述的棘爪传动副的摩擦力传动方向一致。

所述的小轴5上设有轴肩10，轴肩10与基体1上的压块11配合。

所述的下压头2啮合区为凹圆柱形，所述的上压头3啮合区为凸圆柱形，所述的上压头3啮合区表面覆盖一橡胶层。

本发明的工作原理为：进行纤细材料的拉伸试验时，将纤细材料试样置于下压头2的凹圆柱形啮合区，正向旋转旋筒4，旋筒4带动上棘爪6正转，上棘爪6通过摩擦力带动下棘爪7转动，下棘爪7通过键的作用带动小轴5转动，旋转的小轴5推动与其螺纹连接的套轴8向下运动，使得上压头3与下压头2啮合，从而夹持住纤细材料试样。旋筒4继续正向旋转，致使纤细材料夹持力达到某一定值时，其阻力使得上棘爪6和下棘爪7发生打滑，从而保证了纤细材料的试样不致被破坏。实验结束后，反向旋转旋筒4，旋筒4带动上棘爪6反转，通过上棘爪6的卡爪与下棘爪7的卡爪的直接啮合，带动下棘爪7反转，小轴5也随之反向转动，旋转的小轴5拉动与其螺纹连接的套轴9向上运动，从而使上压头3与下压头2脱离开来。