一种制备应力腐蚀U型试样的装置的制作方法

本发明属于金属材料力学性能测试技术领域，涉及一种制备应力腐蚀U型试样的装置。

背景技术：

应力腐蚀是指在拉应力作用下，金属在腐蚀介质中引起的破坏。目前，主要的应力腐蚀试验方法包括恒变形试验、恒载荷试验、慢应变速率试验和断裂力学试验。恒变形法是使试样发生一定的变形，对其在试验环境中的SCC(应力腐蚀开裂)敏感性进行评定的方法。这种方法所使用的试样形状和手段很多，常用的有U型、C型环、弯梁试样等，一般利用卡具或螺栓固定试样的变形以加载应力。这种方法的优点是简便、经济、试样紧凑，适于在有限空间的容器内进行长时间的成批试验。当前，一方面，应力腐蚀试验标准对试样制备装置的要求大多不够明确，导致不同人员制备的试样质量参差不齐；另一方面，不同试验标准采用的U型试样制备装置不尽相同，缺少一种通用于现有试验标准的U型试样制备装置。

技术实现要素：

本发明的目的：提出一种提高金属应力腐蚀U型试样制备质量的装置，该装置能够满足不同金属应力腐蚀试验标准对试样制备的要求。

本发明的技术解决方案：

装置由框架、挤压装置、滚子压模和传动装置组成：所述框架包括顶板、侧板和底板，底板上设有燕尾槽，底板上安装有的“V”字型半圆支座，圆弧半径为8mm-16mm；侧板置于底板两端并固定，两个侧板的内侧均设有燕尾槽，顶板安装在侧板上表面并固定，顶板上开有通孔；所述挤压装置包括手柄、中板、定位销钉、螺杆、螺纹轴套和压头，螺纹轴套固定在顶板的上表面上，螺杆穿过螺纹轴套和顶板，手柄穿过螺杆上端的圆孔，螺杆下端设有圆弧形旋转凹槽，螺杆下端进入中板中心圆孔并通过定位销钉定位，中板与侧板的燕尾槽配合并沿燕尾槽滑动，中板下表面中心圆孔处开有凹槽，压头与中板上的凹槽配合并固定；所述滚子压模包括滑块、游标定位滑块和滚子，滑块分为左右两个，滑块上设有滑轨，滑轨置于底板的燕尾槽内，并沿燕尾槽滑动，滚子两端安装轴承并装配在滑块圆孔内，左侧的滑块上表面设有燕尾槽，游标定位滑块通过燕尾槽与滑块配合并沿燕尾槽滑动；所述传动装置包括左旋丝杠、右旋丝杠、联轴器、转轮和锁紧机构，左旋丝杠和右旋丝杠穿过侧板和滑块并通过联轴器连接，左旋丝杠和右旋丝杠通过轴承与侧板配合，左旋丝杠外侧安装转轮，右旋丝杠外侧安装锁紧机构。

所述的侧板上设有数据标尺，中板上与数据标尺对应的位置设有标记指针。

所述的底板和右侧的滑块上设有游标读数装置，游标读数装置包括第一固定标尺和第一游标标尺，第一固定标尺安装在底板右侧，第一游标标尺安装在右侧的滑块上，通过游标读数装置，调整两个滚子内侧间距。

所述的底板和左侧的滑块上设有第二游标读数装置，第二游标读数装置包括第二固定标尺和第二游标标尺，第二固定标尺安装在底板左侧，第二游标标尺安装在左侧的滑块上，通过第二游标标尺与第二固定标尺配合，读取左侧的滑块左侧面到半圆支座轴线间的距离。

所述的左侧的滑块上表面设有第三固定标尺，第三固定标尺与游标定位滑块配合，读取左侧的滑块左侧面到游标定位滑块右端的距离。

所述的手柄穿过螺杆上端的圆孔并沿圆孔滑动，手柄两端安装圆弧头。

本发明具有的优点和有益效果

航空不锈钢、铝合金和钛合金等材料在研制和应用过程中都要开展应力腐蚀试验与研究工作，本发明在满足国家标准(GB)和民航标准(MH)等应力腐蚀标准要求的前提下，提供了一种创新的U型试样制备装置，通过采取可控制试样圆弧直径的制备精度、可控制挤压时试样的对中精度、可测量压头挤压位移和标记中板停止位置、可满足不同尺寸试样的制备和可获得较高外形质量的试样圆弧段五项技术措施达到高效率、高精度制备U型应力腐蚀试样的目的。可控制试样圆弧直径的制备精度，偏差小于0.2mm，通过调整滚子内缘间距的精度，从而控制试样圆弧直径的制备精度；可控制挤压时试样的对中精度，配合使用第二、第三读数装置，根据试样长度调整游标定位滑块的位置，可以保证较高的试样对中精度，偏差小于0.2mm；可测量压头挤压位移和标记中板停止位置，用于摸索和控制挤压后试样圆弧的弧度，以满足试验标准要求；可以满足不同尺寸试样的制备，不同试验标准采用的试样尺寸不尽相同，一套装置可满足不同试验标准的试样制备要求；可获得较高外形质量的试样圆弧段，通过压头和支座的配合，可挤压出较高外形质量的试样圆弧段。

本发明解决了试样制备时难于控制圆弧弧度、难于保证试样对中精度，难于控制试样圆弧直径的制备精度和难于制备较高外形质量试样圆弧段的难题，提供了一种通用于现有试验标准的应力腐蚀U型试样制备装置。该装置简单易用，适于快速、批量制备高质量试样。

本发明为一种制备金属应力腐蚀U型试样的装置，该装置可用于制备满足国家标准(GB)和民航标准(MH)等标准要求的U型应力腐蚀试样，其特点是可以控制试样圆弧直径的制备精度，可以控制挤压时试样的对中精度，可以测量压头挤压位移和标记中板停止位置，可以满足不同尺寸U型试样的制备，可以获得较高外形质量的试样圆弧段。

附图说明

图1是本发明夹具的主视图。

图2是本发明夹具的俯视图。

图3是本发明夹具的左视图。

图4是本发明夹具一侧面的三维视图。

图5是图4中A部位放大图。

图6是本发明夹具另外一侧面的三维视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。如图1至图6所示，

装置由框架、挤压装置、滚子压模和传动装置组成：

所述框架包括顶板1、侧板2和底板3，侧板2置于底板3两端并固定，两个侧板2的内侧均设有燕尾槽，顶板1置于两个侧板2的上表面并固定，上板中央设有圆形通孔。

所述挤压装置包括手柄4、中板5、圆弧头6、定位销钉7、螺杆8、螺纹轴套9和压头10。手柄4穿过螺杆8上端的圆孔并沿圆孔滑动，手柄4两端安装圆弧头6，防止手柄4从螺杆8中滑出，中板5与侧板2的燕尾槽配合并沿燕尾槽滑动，螺纹轴套9与顶板1上表面接触并通过螺栓固定，螺杆8穿过螺纹轴套9和顶板1，螺杆8下端设有圆弧形旋转凹槽，螺杆8下端进入中板5中心圆孔并通过定位销钉7定位，压头10与中板5上的凹槽配合并通过螺栓固定。

所述滚子压模包括滑块11、游标定位滑块12和滚子13。底板3上设有燕尾槽，滑块11通过燕尾槽与底板3配合并沿燕尾槽滑动，滚子13两端安装轴承并装配在滑块11圆孔内，左侧的滑块11上表面设有燕尾槽，游标定位滑块12通过燕尾槽与左侧的滑块11配合并沿燕尾槽滑动。

所述传动装置包括左旋丝杠14、右旋丝杠15、联轴器16、转轮17和锁紧机构18。左旋丝杠14和右旋丝杠15穿过侧板2和滑块11并通过联轴器16连接，左旋丝杠14和右旋丝杠15通过轴承与侧板2配合，左旋丝杠14外侧安装转轮17，右旋丝杠外侧安装锁紧机构18。

所述的侧板2上设有数据标尺19，中板5上设有标记指针20，用于测量压头10下压的距离和标记下压停止点；

所述的底板3上安装可替换的“V”字型半圆弧支座21，圆弧半径为8mm-16mm；

所述的底板3和滑块11上设有游标读数装置，游标读数装置包括第一固定标尺22和第一游标标尺23，第一固定标尺22安装在底板3右侧，第一游标标尺23安装在右侧滑块11上，通过游标读数装置，调整两个滚子13内侧间距；

所述的底板和滑块上设有第二游标读数装置，第二游标读数装置包括第二固定标尺24和第二游标标尺25，第二固定标尺24安装在底板3左侧，第二游标标尺25安装在左侧滑块11上，通过第二游标标尺25与第二固定标尺24配合，读取左侧滑块11左侧面到半圆弧支座21轴线间的距离；

所述的左侧滑块11上设有第三固定标尺26，第三固定标尺26与游标定位滑块12配合，读取左侧滑块11左侧面到游标定位滑块12右端的距离。

下面结合附图1、附图2、附图3、附图4、附图5和图6对本发明的使用方法作进一步描述。

将U型试样制备装置置于工作台边缘，使底板3下表面与桌面贴合，通过螺栓将装置固定在工作台上。根据试样圆弧直径要求，安装相应的压头10和半圆弧支座21，转动转轮17，转轮带动左旋丝杠14、联轴器16和右旋丝杠15转动，进而带动滑块11滑动，通过第一游标读数装置设定滑块11位置，使之满足要求的精度，通过调整锁紧机构18锁紧丝杠，进而对滑块11进行定位，根据试样长度并配合使用第二游标读数装置、第三定位标尺26和游标定位滑块12确定游标定位滑块12位置，再通过螺栓固定，将试样放置在滚子13上，使游标定位滑块12与试样左侧接触，旋转手柄4，使压头10与试样轻微接触并通过标记指针19读取该初始位置刻度，根据不同试验标准要求，使压头10下压一段位移或使试样与半圆弧支座21完全接触后停止挤压，如果需要，通过标记指针19读取停止位置刻度，上述两刻度之差即为压头10挤压位移。反向旋转手柄4，使压头10向上升起到适当位置，取下U型试样，再根据试验标准要求为试样安装绝缘垫片和螺栓，完成U型试样制备。