[发明专利]快速装夹测量金属拉伸试样延伸率和断面收缩率的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其涉及一种快速装夹的测量金属拉伸试样延伸率和断面收缩率的装置。

背景技术

塑性指标可表示材料的安全力学性能，并能反映冶金质量的优劣，故可用以评定金属材料的质量。现代机械、冶金、建筑、材料等工业领域广泛采用拉伸试验，并通过测量拉伸试样的断后延伸率A（以下简称延伸率）或断面收缩率Z（以下简称收缩率）来反映塑性这一力学性能参数。以机械制造行业的常规拉伸试验为例，对于原始标距L_o较短的典型钢材试样，测量其延伸率和收缩率时只需将断裂的两截拉伸试样沿断口纤维区配接好之后，用游标卡尺测量断后标距L_u及缩颈最小处直径d_u。但对于球墨铸铁等具有脆性断裂属性的材料，其断面处常伴有部分撕裂组织，造成难以配接及测量误差大等问题。根据国家标准GB/T228-2002“金属材料室温拉伸试验办法”中关于延伸率及收缩率测量的相关规定，拉伸试验结束后断裂的试样应仔细配接以保证二者轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触。为了达到国标的相关要求，需要设计相应的辅助配接断裂试样的夹具，以便于准确测量延伸率和收缩率。

目前在工矿企业及科研院所，普遍缺乏这类辅助夹具的使用，部分仲裁试验机构，甚至也还停留在无工具辅助配接测量的阶段。现在仅有的两种简单辅助装夹工具，分别是从横向和纵向来紧固试样的类型。其中横向紧固夹具是由固定端及可动端所组成，其可动端利用螺旋传动使顶锥横向钻入试样在机加工时留下的定位孔，从而将两截试样挤压进固定端的凹槽。该结构简单易用但仅适用于棒形试样，且易出现配接试样“弯曲”，即两截断裂的试样轴线不重合的问题。而纵向施加紧固力的夹具结构，通常把两断裂的试样置于相同尺寸的带槽底座上以保持同心，然后分别从试样正上方以螺旋传动令压头压紧试样。纵向紧固机构极大限制了游标卡尺的操作空间，而且都得使用螺旋传动以适应不同直径（或厚度）试样的紧固需求，加载卸载费时费力。

上述夹具功能单一，测量时仍需操作者使用游标卡尺。对于圆截面试样，卡尺量爪在定位标距线时极易在试样表面滑移。为了避免量爪与试样过度接触，并在微调活动量爪时保持固定量爪准确定位于标距零点，需要试验者投入较大精力仔细操作，因而测量需花费较多时间。另外，由于量爪连线常易偏离试样中轴，加之光线、视角等影响以及卡尺自身的误差（以十等分的游标为例，其示值总误差为±0.1mm），引入的总读数误差可达20~30丝。尤其是20等分（游标尺最小刻度0.05mm）和50等分（游标尺最小刻度0.02mm）的游标尺，读数还需要一定的计算时间。在重复性试验或大批量原料检验过程中，这种夹具与卡尺的组合不仅没有降低试验人员的操作强度而且效率较低。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明克服了现有技术中的不足，提供一种快速装夹测量金属拉伸试样延伸率和断面收缩率的装置。

本发明通过以下技术方案实现：一种快速装夹测量金属拉伸试样延伸率和断面收缩率的装置，是由导轨、两组夹头组件、定位测量臂、U形支座、可动平台、平台定位旋钮、两个圆形支撑板和两个矩形支撑板组成；以面向试验操作者的方向为例，左侧夹头组件安装固定于两圆形支撑板之间，右侧夹头组件安装固定于两矩形支撑板之间，前者插进固定于导轨左端的U形支座，后者置于导轨右侧的可动平台上；可动平台安装在导轨上且可沿导轨滑动，定位测量臂的底座通过一直角弯板与导轨相连，平台定位旋钮安装在可动平台上。

所述的夹头组件由垂直式快速压钳、压头组件、I字形挺板、摇臂、摇臂轴、V形钳口、复位弹簧以及弹簧座、罩壳组装而成。其中，垂直式快速压钳分别安装在圆形支撑板和矩形支撑板上；压头组件固定在垂直式快速压钳的U形压把上，并伸进罩壳内部，压头组件的前方是I字形挺板；两只摇臂通过摇臂轴对称地安装在罩壳上，摇臂一端抵住挺板，其另一端伸进钳口尾部所开出的G形限位槽内；弹簧座水平方向安装固定在罩壳上；钳口置于弹簧座的上下两侧，两只钳口通过复位弹簧与弹簧座相连，在钳口两侧与罩壳的接触面上分别开出一条导轨槽，钳口通过方形截面的柱销嵌入其两侧的导轨槽内。