专利名称：一种金属杯突试验试样制备夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械加工领域，更具体地说，涉及一种金属杯突试验试样制 备夹具。
背景技术：
金属杯突试验是用来才全验金属材料在拉胀成形时的塑性变形性能的 一种
试验方法。该试验方法的原理为试验采用端部为球形的冲头，将夹紧的试 样压入压模内，直至出现穿透裂缝为止，所测量的杯突深度即为试验结果。 这种试验通常是在杯突试验机上进行，根据国家相关规定，杯突试样的厚度 一般在0.1-3.0mm之间，常用的试样直径或宽度为90mm。
由于企业或高校等科研单位需要利用杯突试验检测大尺寸厚金属样品的 塑性变形能力，例如中厚板材和挤压棒材等金属样品，因此需要采用机加工 等方法从大块样品上进行取样，取样方法一般为线切割和车削加工等。但是， 采用机加工方法所取的样品表面会产生塑性变形，容易对试验结果造成干扰， 因此需要对机加工方法取下来的样品表面进行磨抛，除去机加工方法所带来 样品表面的塑性变形层。现有的除去样品表面的塑性变形层的方法为用粘 合剂将样品粘在玻璃或者及其他块体材料上进行手工磨抛。
但是，现有技术存在着很大的缺陷。利用现有技术对样品进行磨抛容易 造成所磨样品表面不平整，在磨抛后，经常出现所磨样品的一端较薄而另一 端较厚或样品的中间较厚而两边较薄等情况。因此现有方法较难制备出合格 的杯突试验样品。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种金属杯突试验试样制备夹具，以便制备出 平面度高、表面光洁平整的杯突试样。本发明实施例是这样实现的
一种金属杯突试验试样制备夹具，其中，包括 承载样品的承载件和套在所述承载件外侧的环套； 所述承载件上部设置有机械传动接头或手柄； 所述承载件和环套通过设置在环套上的固定装置固定。 优选地，在上述金属杯突试验试样制备夹具中，所述固定装置为内六角 螺钉。
优选地，在上述金属杯突试验试样制备夹具中，所述承载件外侧设置有 刻度尺。
优选地，在上述金属杯突试验试样制备夹具中，所述承载件外侧设置有 键，所述承载件外侧的键与设置于所述环套内侧的键槽相适配。
优选地，在上述金属杯突试验试样制备夹具中，所述承载件外侧的键的 数量为3个或3个以上，所述环套内侧的键槽与所述承载件外侧的键的数量 相同。
优选地，在上述金属杯突试验试样制备夹具中，所述承载件上部采用耐 腐蚀的材料制作，所述承载件下部采用磁性材料制作，上部和下部通过冶金 或枳j械方式连4妄。
优选地，在上述金属杯突试验试样制备夹具中，所述耐腐蚀材料采用不 锈钢制作。
优选地，在上述金属杯突试验试样制备夹具中，所述环套采用耐磨耐腐 蚀的材料制作，所述环套下部的环面设置有耐磨处理层。
优选地，在上述金属杯突试验试样制备夹具中，所述耐磨处理层采用表 面热处理或表面涂覆技术制作。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点和特点
本发明提供的金属杯突试验试样制备夹具包括承载件和环套，可以根据 需要选择手工磨抛或者机械磨抛，利用换套上的固定装置将承载件和环套固 定，将承载件和环套配合使用，即可制备出试样表面平整、光洁的杯突试样。由于承载件上设置有刻度，在磨抛之前设定好需要磨掉的厚度，所以在 磨抛过程中，不需要多次测量试样的厚度，并且避免了由于磨抛过量而导致 试样报废的情况。
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或 现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中 的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的圆柱体机械夹具的示意图； 图2为本发明提供的长方体手工夹具的示意图。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种金属杯突试验试样制备夹具，包括承载件和套 在所述承载件外侧的环套，其中所述承载件上部设置有^M成传动接头或手 柄，所述承载件和环套通过设置在环套上的固定装置固定。上述金属杯突试 验试样制备夹具的具体实现存在多种方式，下面通过具体实施例进行详细说 明
请参见图1,金属杯突试验试样制备夹具，包括承载件100和套在所述承 载件100外侧的环套110。承载件100下部用于承载样品，环套110避免样品 磨抛过量的情况发生。承栽件100的上部安装有机械传动接头101,用来实现 夹具和机械磨抛机相连接。承载件100的外侧设置有3个键102，环套110的 内侧设置有3个与承载件100外侧的3个键相匹配的键槽105,承载件100和环套110通过键102、键槽105以及环套110外侧的内六角螺钉106固定。承 载件100的外侧还设置有刻度尺104,用以在磨抛之前设定好需要磨掉的厚度， 刻度尺104上的数值是从上至下递增的。承载件100下部安装有磁性材料103， 用以固定可被磁性材料103吸附的金属材料。环套110下部表面设置有耐磨 处理层107,起到了延长环套110使用寿命的作用。
下面举例说明整个磨抛过程。例如待磨样品属于磁性样品，样品的厚度 为3mm,样品上表面和下表面分别需要磨掉lmm,样品最后保留lmm作为 杯突试验的样品。在磨抛之前，需要设定好待磨厚度。将承载件100装入环 套110内，并将键102放入键槽105内，上下滑动环套IIO,环套110上部圆 周与承载件100上的刻度尺104相切的位置即是要保留的厚度。在本例中， 设置环套110上部圓周与承载件100的刻度尺104相切位置的刻度为2mm, 即保留2mm,磨掉样品上表面lmm，旋紧环套110上的内六角螺4丁 106固定 夹具，保证在磨抛过程中，承载件IOO和环套U0相对静止。
在刻度设置好以后，即可装入样品，由于样品属于磁性样品，所以可直 接将样品放在承载件100底部，利用磁性样品与承载件IOO底部的磁性材料 103之间产生的磁力固定样品，进行磨抛。
在设定好尺寸和装入样品后，即可进行磨抛。本发明在承载件100上部 设计了机械传动接头101,用以替代现有机械磨抛机上磨头的机械传动接头。 在磨抛之前，先将机械磨抛机上的磨头取下，再将承载件100上部的机械传 动接头101与机械磨抛机固定住，设定合适的磨抛参数，即可进行机械磨抛。
在样品磨抛过程中，当样品的表面和环套110底部表面平行时，即环套 110开始接触砂纸或其他磨抛材料时，意味着样品一个表面的磨抛过程已经结 束，应立即停止磨抛。此时，从磨抛机上卸下夹具，松动内六角螺母106,将 环套110与承载件100分离。由于样品是利用磁性固定在承载件100上的， 那么可以将样品直接取下。
此时，样品的厚度为2mm，需要磨抛样品的另一个表面，最后样品剩至 lmm。设置环套110上部圆周与承载件100的刻度尺104相切位置的刻度为 lmm。将样品翻转，使样品磨抛过的表面朝内并吸附固定在承载件100底部的》兹性材料103上。在设定好尺寸和装入样品后，将夹具通过机械传动接头 101安装在机械磨抛机上，设定合适的磨抛参数进行机械磨抛。在磨抛过程中， 待样品表面和环套110底部表面平行时，即可停止磨抛，取下夹具，松动内 六角螺母106，将环套110与承载件IOO分离，取下样品，该样品即可作为杯 突试-险的试才羊。
在图1所示的实施例中，夹具为圆柱体，但是为了满足不同截面形状的 样品，夹具也可制作成立方体或长方体等其他形状，所以对于夹具的形状在 此不作限定。
在图1所示的实施例中，利用设置在环套上的内六角螺钉106来固定承 载件100和环套110，但是也可采用其它固定装置来替代内六角螺钉106,只 要该固定装置起到固定承载件100和环套110相对静止即可，所以对于固定 装置的类型在此不作限定。
在图1所示的实施例中，在安装样品的过程中，由于样品为^f兹性材料， 所以可以直4妄通过^兹力固定样品，进^f亍磨抛；如果样品的尺寸和^c载件100 外径相同，那么可利用夹具夹紧样品，进行磨抛；如果样品的尺寸小于承载 件100外径，那么可利用粘合剂将样品粘在承载件IOO底部的磁性材料上。
在图1所示的实施例中，在拆卸样品的过程中，对于通过^兹力固定在承 载件100上的样品，可以直接从承载件100上取下样品；对于被夹具夹紧的 样品，也可以直接从承载件100上取下样品；对于通过粘合剂将样品粘在承 载件100底部的情况，需将样品和承载件100同时浸泡在丙酮等有机溶剂中， 直到粘合剂溶解后即可取下样品。
在图1所示的实施例中，承载件100外侧的4建102和环套110内侧的4建 槽105是相适配的，不仅在数量上是相同的，而且位置也要——对应，每个 键102都要有自己对应的键槽105。在承载件100套进环套110内时，每个键 102也要同时放进对应的键槽105内。对于本实施例的建102和键槽105的数 量都是3个，但是本发明并不限定键102和键槽105的具体数量，数量也可 以大于3个，只要起到固定承载件100和环套110的作用即可，保证在整个 磨抛过程中承载件100和环套110相对静止。在图1所示的实施例中，承载件100上部的机械传动接头101与市场现 有的机械磨抛机磨头的接头结构是一致的，以便于在磨抛机上磨抛。为了满
足手工磨抛的需要，在制作过程中，也可以不设计机械传动接头101,而在承 载件100上部安装手柄，以便手持夹具进行磨抛。利用带有手柄的夹具磨抛
出的样品，效果和机械磨抛出的样品是同样优秀的。
在图l所示的实施例中，环套110釆用耐磨耐腐蚀的材料制作，而且要 对环套110下部的环面进行耐磨处理，例如表面热处理和表面涂覆技术等表
面强化技术，从而延长环套的使用寿命。
在图1所示的实施例中，承载件100的下部采用f兹性材料103制作，上 部采用不锈钢或其他耐腐蚀的材料制作，这样可以防止在浸泡丙酮等有机溶 剂的时候被腐蚀，上部和下部通过冶金或才几械方式连接。
在图1所示的实施例中，对于设定磨抛尺寸和装入样品两个步骤，并没 有固定的先后顺序，用户可以根据实际需要，自行拟定磨抛尺寸和装入样品 两个步骤的先后顺序。
前面提到过，夹具也可以是长方体结构，承载件100上部也可以安装手 柄。对此，本发明还提供了如图2所示的手工夹具的实施例。如图2所示， 承载件200上部没有安装机械传动接头，而是安装手柄201 ，承载件200和环 套210为长方体结构，其余部分与图1所示的实施例相同。图2所示的实施 例与图1所示的实施例的不同之处在于前者为手工磨抛，后者为机械磨抛； 前者更加适用于方形样品的宽度与承载件宽度相同的情况，后者更加适用于 圆形样品的外径与承载件外径相同的情况；对于样品外径或宽度小于承载件 外径或宽度的情况，前者和后者都适用。
需要说明的是，图1和图2所示的实施例只是本发明所介绍的优选实施 例，本领域技术人员在此基础上，完全可以设计出更多的实施例，例如夹具 还可设计成圓柱体手工夹具、长方体机械夹具等，因此本发明并不局限于已 提供的实施例，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显 而易见的，都为本发明保护的范围，由于篇幅有限，不在此处赘述。总之，利用本发明提供的夹具，可以制备出平面度高、表面光洁平整的 杯突试样。而且由于承载件上设置有刻度，在磨抛之前设定好需要磨掉的厚 度，所以在磨抛过程中，不需要多次测量试样的厚度，并且避免了由于磨抛 过量而导致样品报废的情况。另外，夹具通用性强，对于和夹具外径或宽度
相同的样品可以直接卡在夹具上；对于外径或宽度小于夹具的磁性样品可以 通过磁力吸附在承载件上；对于外径或宽度小于夹具的非磁性样品可以通过 粘合剂粘在承载件上。为了满足不同的需求，不但可以进行手工磨抛，还能 够进行机械磨抛。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一舶:原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1、一种金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，包括承载样品的承载件和套在所述承载件外侧的环套；所述承载件上部设置有机械传动接头或手柄；所述承载件和环套通过设置在环套上的固定装置固定。
2、 根据权利要求1所述的金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，所 述固定装置为内六角螺钉。
3、 根据权利要求1所述的金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，所 述承栽件外侧设置有刻度尺。
4、 根据权利要求1所述的金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，所 述承载件外侧设置有键，所述承载件外侧的键与设置于所述环套内侧的键槽 相适配。
5、 根据权利要求4所述的金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，所 述承载件外侧的键的数量为3个或3个以上，所述环套内侧的键槽与所述承 载件外侧的键的数量相同。
6、 根据权利要求1所述的金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，所 述承载件上部采用耐腐蚀的材料制作，所述承载件下部釆用^f兹性材料制作， 上部和下部通过冶金或枳4成方式连4妄。
7、 根据权利要求6所述的金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，所 述耐腐蚀材料采用不^"钢制作。
8、 根据权利要求1所述的金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，所 述环套采用耐磨耐腐蚀的材料制作，所述环套下部的环面设置有耐磨处理层。
9、 根据权利要求8所述的金属杯突试验试样制备夹具，其特征在于，所 述耐磨处理层采用表面热处理或表面涂覆^t支术制作。
全文摘要
本发明公开了涉及机械加工领域的一种金属杯突试验试样制备夹具，包括承载件和套在所述承载件外侧的环套，所述承载件上部设置有机械传动接头或手柄，所述承载件和环套通过设置在环套上的固定装置固定。在承载件上部设置有机械传动接头或手柄，以满足机械磨抛或手工磨抛两种磨抛方式。固定装置起到了固定承载件和环套的作用。利用本发明提供的夹具，可以制备出平面度高、表面光洁平整的杯突试样。
文档编号B24B7/00GK101579832SQ20091014582
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者庆 刘, 李娜丽, 栾佰峰, 宁 郭, 黄光杰 申请人:重庆大学