一种便捷的板材高温拉伸夹具设计

供稿|孙威，苗以升，司慧佳，郭明阳，房阔，岑耀东

内 容 导 读

针对传统销钉式拉伸夹具存在的一些弊端，本文设计了一种便捷的板材高温拉伸夹具，详细的介绍了这种板材高温拉伸夹具的设计以及操作过程。改进后的板材高温拉伸夹具不仅可以解决夹持范围不可调、拉伸过程板材需打孔且打孔位置容易拉豁口的技术问题，而且能够满足不同厚度的板材高温拉伸实验，具有广泛的推广应用价值。

由于板材在生产出来后往往要进行高温拉伸实验[1]，测定板材的高温拉伸性能[2]，而在板材高温拉伸实验中，一般将板材试件与高温拉伸夹具同时置于高温箱内，所以对于夹具的选择，既要求夹紧试件，又要尽量减小体积[3]。而传统的销钉式拉伸夹具需要在板材夹持端打孔，通过销钉固定板材试件，因而通常容易出现板材夹持端的开孔位置拉豁口、试样销孔处变形等问题[4-6]。针对此类情况，本文设计了一种便捷的板材高温拉伸夹具[8]。

夹具的结构介绍

新型便捷的板材高温拉伸夹具的设计目的是通过对现有夹具进行改进及优化从而解决目前使用中存在的问题。该新型便捷的板材高温拉伸夹具包括夹头、夹块和螺旋顶杆等部件。夹头一端自端面向内开有夹持槽，夹持槽为楔形槽且能够容置夹块；另一端有螺纹通孔。螺旋顶杆一端用于连接万能试验机；另一端与螺纹通孔螺纹连接并伸入至夹持槽内，夹持槽具有第一侧斜面，在第一侧斜面上布设有向外凸起的若干第一防滑锯齿；夹块具有第二侧斜面和平面，且第一侧斜面与平面呈夹角设置，第二侧斜面上布设有向外凸起的第二防滑锯齿，平面上布设有向外凸起的若干第三防滑锯齿。旋转螺旋顶杆，螺旋顶杆能够推动夹块在夹持槽内朝向夹持槽的开口端移动，并使得第三防滑锯齿与板材紧密接触，同时第一防滑锯齿卡紧于第二防滑锯齿，从而锁定夹块位置。新型便捷的板材高温拉伸夹具的结构示意图如图1。

图 1 新型高温拉伸夹具结构示意图

图 2 板材高温拉伸夹具夹头的结构示意图

其中夹头为带有夹持槽的长方体，且夹头是贯通的，如图2所示。螺旋顶杆包括连接杆和连接块，连接块固定设于连接杆上，二者组成一体结构，而且连接块可以限制螺旋顶杆的轴向位移，如图3所示。

图 3 板材高温拉伸夹具螺旋顶杆：(a)结构示意图；(b)实物图

夹块内侧有防滑锯齿，它可以和夹持槽内侧的防滑锯齿相互啮合，从而起到固定板材的作用，如图4所示。

目前已经运用在实验室的最终成品如图5所示。

图 4 板材高温拉伸夹具夹块的结构示意图

图 5 板材拉伸夹具的实物图：(a)夹持试样；(b)拉伸夹具与万能试验机的装配图

首先将板材夹持在夹块中间，然后将螺旋顶杆的一端连接万能试验机，另一端与螺纹通孔螺纹连接，再旋转螺旋顶杆，螺旋顶杆就能够推动夹块在夹持槽内朝向开口端移动，由于夹持槽和夹块对应防滑锯齿的啮合，当万能试验机提供拉伸板材的拉力时，夹块就不会跟随板材移动，从而起到拉伸的作用。当完成拉伸实验，需再次旋转螺旋顶杆，然后用工具取下板材，完成实验。

结束语

新型便捷的板材高温拉伸夹具不仅可以解决板材高温拉伸夹具的夹持范围不可调、拉伸过程板材需打孔且打孔位置容易拉豁口的技术问题，而且能够满足不同厚度的板材高温拉伸实验，具有广泛的推广应用价值。