一种夹具的制作方法

本发明涉及一种夹具，更具体地，涉及一种挂钩式涡轮导叶的试验夹具。

背景技术：

陶瓷基复合材料(ceramicmatrixcomposites)具有耐高温、低密度、低膨胀系数、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀，对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁等特点，正在越来越广泛地应用于新一代航空发动机热端结构部件制备中，而热端静子部件由于载荷情况较简单、载荷量级较低，成为现阶段陶瓷基复合材料主要的应用对象。航空发动机是具有多个转子且工况变化十分频繁的高速旋转机械，其部件(特别是叶片)承受十分复杂振动载荷，针对该类零部件进行抗高周疲劳设计已经成为制约高性能发动机发展的关键技术之一。开展涡轮导叶抗高周疲劳设计，最重要的环节则是通过开展高周振动疲劳试验，获得导叶构件实际的高周振动疲劳性能。

在振动疲劳试验中需要通过振动试验夹具来对试验件进行夹持固定，或施加振动载荷。为了满足试验件安装固定要求，振动试验夹具上的夹持部位需要与待测试部件安装部位紧密贴合，因此对试验件与振动试验夹具装配面加工精度要求很高。陶瓷基复合材料相比于金属来说硬度高，脆性大，很难达到较高的加工精度，试验件安装面尺寸误差较大，无法满足振动试验对试验件安装面的精度要求。因此采用现阶段常用的高尺寸精度振动试验夹具对陶瓷基复合材料涡轮导叶进行固定安装时，将无法与试验件安装面产生较好的贴合，进而无法为试验件提供良好固定边界约束。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于夹持试验件的夹具，该夹具具有对试验件尺寸误差适应性好的优点。

为实现所述目的的夹具，用于夹持试验件，所述夹具包括底座、夹头和连接组件；所述夹头包括座体部和夹持部，所述夹持部用于夹持所述试验件；所述连接组件用于锁紧所述座体部和所述底座；所述连接组件包括连接杆；

所述底座具有底座通孔，所述底座通孔与所述连接杆间隙配合，以使所述连接杆能够在垂直于所述底座通孔的中心线的方向上在所述底座通孔内移动，从而容许所述夹头改变在所述底座上的方位；和/或

所述座体部具有夹头通孔，所述夹头通孔与所述连接杆间隙配合，以使所述连接杆能够在垂直于所述夹头通孔的中心线的方向上在所述夹头通孔内移动，从而容许所述夹头改变在所述底座上的方位。

在一个实施例中，所述夹头的数量至少为两个，其中一个用于夹持所述试验件的一个连接部，另外一个用于夹持所述试验件的另外一个连接部。

在一个实施例中，所述连接杆包括杆部和端部；所述端部连接于所述杆部的一端；

所述杆部与所述底座通孔间隙配合；所述杆部的另一端与所述夹头通孔螺纹配合连接，所述端部用于抵顶所述底座，以锁紧所述座体部和所述底座；或者

所述杆部与所述夹头通孔间隙配合；所述连接杆的另一端与所述底座通孔螺纹配合连接，所述端部用于抵顶所述座体部，以锁紧所述座体部和所述底座。

在一个实施例中，所述连接组件还包括螺母件；所述螺母件与所述连接杆螺纹配合连接，以锁紧所述座体部和所述底座。

在一个实施例中，所述连接杆与所述底座通孔间隙配合，其中，所述连接杆的一端与所述座体部连接；所述螺母件与所述连接杆的另一端螺纹配合连接，以抵顶所述底座，从而锁紧所述座体部和所述底座；或者

所述连接杆与所述夹头通孔间隙配合，其中，所述连接杆的一端与所述底座连接；所述螺母件与所述连接杆的另一端螺纹配合连接，以抵顶所述座体部，从而锁紧所述座体部和所述底座。

在一个实施例中，所述螺母件包括第一螺母件和第二螺母件；所述连接杆穿设在所述底座通孔和所述夹头通孔中；

所述第一螺母件和所述第二螺母件与所述连接杆的两端分别螺纹配合连接，以朝相反的方向分别抵顶所述座体部和所述底座，从而锁紧所述座体部和所述底座。

在一个实施例中，所述夹持部具有底壁、第一侧壁和第二侧壁；所述底壁与所述座体部连接；所述第一侧壁和所述第二侧壁分别与所述底壁连接；

所述底壁、所述第一侧壁和所述第二侧壁共同限定出卡槽，所述卡槽用于与所述试验件的连接部卡接配合。

在一个实施例中，所述夹具还包括第一顶紧件和第二顶紧件；所述第一侧壁具有朝向所述第二侧壁凸出的凸起；

所述凸起具有第一抵顶面和第二抵顶面，所述第一抵顶面与所述第二侧壁相对设置，所述第二抵顶面与所述底壁相对设置；

所述第一顶紧件穿设在所述第二侧壁中，用于将所述连接部顶紧在所述第一抵顶面上；

所述第二顶紧件穿设在所述底壁中，用于将所述连接部顶紧在所述第二抵顶面上。

在一个实施例中，所述第一顶紧件与所述第二侧壁螺纹配合连接；和/或所述第二顶紧件与所述底壁螺纹配合连接。

在一个实施例中，所述底座具有让位通孔；所述第二顶紧件与所述让位通孔让位配合。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的夹具包括底座、夹头和连接组件；夹头包括座体部和夹持部，夹持部用于夹持试验件；连接组件用于锁紧座体部和底座；连接组件包括连接杆；由于连接杆与底座通孔和/或夹头通孔间隙配合，所以连接杆能够在垂直于底座通孔和/或夹头通孔的中心线的方向上在底座通孔和/或夹头通孔内移动。因此在需要改变夹头在底座上的方位的时候，可以使连接组件从锁紧座体部和底座的状态转变为放松座体部和底座的状态，这时上述间隙配合容许座体部和底座发生相对移动，从而使得夹头改变在底座上的方位，这在底座固定设置时能够提高夹具的适应性。此外，在上述相对移动的过程中无需将连接杆取出，方便操作。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为试验件的示意图；

图2为试验件被夹具夹持的示意图；

图3为试验件被夹具夹持的示意图，显示了夹具的底座的底面；

图4为试验件被夹具夹持的正视图；

图5为试验件被夹具夹持的侧视图；

图6为图5中a-a方向的剖视图；

图7为底座通孔与连接杆间隙配合的示意图；

图8为座体部和底座的局部的剖视图；

图9为座体部和底座的局部的剖视图，显示了连接杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

下述公开了多种不同的实施的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

需要注意的是，图1至图9均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

图1示出了本发明的一个实施例中的试验件800，试验件800可以是但不限于挂钩式涡轮导叶，挂钩式涡轮导叶具有两个夹持部800a，分别又叫做前挂钩和后挂钩。在其他未图示的实施例中，试验件800可以只具有一个夹持部800a。

如图2、3、4、5、6所示，夹持部800a用于被夹具900夹持。夹具900包括底座1、夹头2和连接组件；夹头2包括座体部20和夹持部21，夹持部21用于夹持试验件800；连接组件用于可拆卸地连接座体部20和底座1。在该实施例中，夹头2的数量为两个，分别固定试验件800的两个夹持部800a。根据试验件800的形状，夹头2的数量还可以为一个或者多个。

如图2、6所示，在一个实施例中，夹持部21具有凹槽21a，凹槽21a与夹持部800a卡接配合。具体地，夹持部21具有底壁210、第一侧壁211和第二侧壁212；底壁210与座体部20连接；第一侧壁211和第二侧壁212分别与底壁210连接；底壁210、第一侧壁211和第二侧壁212共同限定出卡槽21a，卡槽21a用于与试验件800的连接部800a卡接配合。在其他未图示的实施例中，夹持部21还可以通过其他方式来固定夹持部800a。

为提高夹具900的适应性，夹头2被设置成能够改变在底座1上的方位。具体地，如图7、8、9所示，连接组件包括连接杆3；底座1具有底座通孔1a，底座通孔1a与连接杆3间隙配合，以使连接杆3能够在垂直于底座通孔1a的中心线的方向上在底座通孔1a内移动，从而容许夹头2改变在底座1上的方位；和/或座体部20具有夹头通孔20a，夹头通孔20a与连接杆3间隙配合，以使连接杆3能够在垂直于夹头通孔20a的中心线的方向上在夹头通孔20a内移动，从而容许夹头2改变在底座1上的方位。

由于连接杆3与底座通孔1a和/或夹头通孔20a间隙配合，所以连接杆3能够在垂直于底座通孔1a和/或夹头通孔20a的中心线的方向上在底座通孔1a和/或夹头通孔20a内移动。因此在需要改变夹头2在底座1上的方位的时候，可以使连接组件从锁紧座体部20和底座1的状态转变为放松座体部20和底座1的状态，这时上述间隙配合容许座体部20和底座1发生相对移动，从而使得夹头2改变在底座1上的方位，这在底座1为固定设置、不易移动时能够提高夹具900的适应性。此外，在上述相对移动的过程中无需将连接杆3取出，方便操作。

当夹头2的数量为多个时，由于夹头2被设置成能够改变在底座1上的方位，因此两个夹头2之间的间距可调，这在试验件800的两个夹持部800a之间的距离出现偏差时，提高了夹具900的适应性。

连接杆3与底座通孔1a和夹头通孔20a中的至少一个间隙配合，即可实现座体部20相对于底座1的滑动。在图8、9所示的实施例中，连接杆3与底座通孔1a间隙配合。在其他未图示的实施例中，连接杆3还可以与夹头通孔20a间隙配合。在另外的未图示的实施例中，连接杆3还可以与底座通孔1a和夹头通孔20a均间隙配合。

在一个更具体的实施例中，连接杆3包括杆部31和端部32；端部32连接于杆部31的一端；杆部31与底座通孔1a间隙配合；杆部31的另一端与夹头通孔20a螺纹配合连接，端部32用于抵顶底座1，以锁紧座体部20和底座1；或者杆部31与夹头通孔20a间隙配合；连接杆3的另一端与底座通孔1a螺纹配合连接，端部32用于抵顶座体部20，以锁紧座体部20和底座1。这一实施例使得连接组件的结构简单，仅需要连接杆3就能实现对座体部20和底座1的锁紧。在该实施例中，连接杆3可以为螺栓或者螺钉。通过正向旋转端部32，可使端部32抵顶底座1或者座体部20，从而使连接组件处于锁紧座体部20和底座1的状态。通过反向旋转端部32，可使端部32撤离底座1或者座体部20，从而使连接组件处于放松座体部20和底座1的状态。

在一个未图示的实施例中，连接组件还包括螺母件；螺母件与连接杆3螺纹配合连接，以锁紧座体部20和底座1。这一实施例有助于提高对座体部20和底座1的锁紧力。在该实施例中，通过正向旋转螺母件，可使螺母件抵顶底座1或者座体部20，从而使连接组件处于锁紧座体部20和底座1的状态。通过反向旋转螺母件，可使螺母件撤离底座1或者座体部20，从而使连接组件处于放松座体部20和底座1的状态。

采用螺母件来提供锁紧力也具有多种实施方式。

在一个实施例中，连接杆3与底座通孔1a间隙配合，其中，连接杆3的一端与座体部20连接；螺母件与连接杆3的另一端螺纹配合连接，以抵顶底座1，从而锁紧座体部20和底座1；或者连接杆3与夹头通孔20a间隙配合，其中，连接杆3的一端与底座1连接；螺母件与连接杆3的另一端螺纹配合连接，以抵顶座体部20，从而锁紧座体部20和底座1。在这个实施例中，对于一个连接杆3可以只用到一个螺母件，因而使得连接组件的结构简单。连接杆3的一端与座体部20或者底座1的连接方式可以是轴孔紧配合连接、螺纹连接等等，还可以使连接杆3的一端与座体部20或者底座1一体成型。在这个实施例中，连接杆3可以是一端具有外螺纹的螺柱，该外螺纹与螺母件螺纹配合连接。

在另一个实施例中，螺母件包括第一螺母件和第二螺母件；连接杆3穿设在底座通孔1a和夹头通孔20a中；第一螺母件和第二螺母件与连接杆3的两端分别螺纹配合连接，以朝相反的方向分别抵顶座体部20和底座1，从而锁紧座体部20和底座1。在这个实施例中，连接杆3可以是两端均具有外螺纹的螺柱，该连接杆3的两端与第一螺母件和第二螺母件分别螺纹配合连接。

为进一步提高夹具900的适应性，夹具900还包括第一顶紧件4和第二顶紧件5。第一侧壁211具有朝向第二侧壁212凸出的凸起211a；凸起211a具有第一抵顶面211a-1和第二抵顶面211a-2，第一抵顶面211a-1与第二侧壁212相对设置，第二抵顶面211a-2与底壁210相对设置；第一顶紧件4穿设在第二侧壁212中，用于将连接部800a顶紧在第一抵顶面211a-1上；第二顶紧件5穿设在底壁210中，用于将连接部800a顶紧在第二抵顶面211a-2上。这一方案能够使得夹具900适应连接部800a出现的加工精度的偏差。

在一个更具体的实施例中，第一顶紧件4与第二侧壁212螺纹配合连接；和/或第二顶紧件5与底壁210螺纹配合连接。

如图3、6所示，底座1具有让位通孔1b；第二顶紧件5与让位通孔1b让位配合，以方便安装第二顶紧件5。

如图2、3所示，第一顶紧件4的数量为多个且沿卡槽21a的长度方向分布；和/或第二顶紧件5的数量为多个且沿卡槽21a的长度方向分布。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。